Окружающая среда всегда была для человечества источником ресурсов, но в течение долгого времени его жизнедеятельность не оказывала заметного влияния на природу. Лишь с конца прошлого века под влиянием хозяйственной деятельности стали происходить заметные изменения биосферы Земли. В настоящее время они достигли угрожающих размеров.
Масштабность проблемы
Быстрый рост народонаселения и уровня потребления природных ресурсов, современные темпы материального производства приводят к бездумному обращению с природой. При таком отношении огромная часть, взятых у природы, ресурсов возвращается ей в виде отходов, вредных и непригодных для дальнейшего использования.
Учеными подсчитано, что в мире ежедневно образуется 5 тонн мусора, при этом его количество увеличивается ежегодно на 3% по объему. Скопление бытовых отходов на поверхности наносит вред окружающей природе, загрязняя воду, почву и атмосферу и ставит под угрозу возможность существования в целом всего живого на планете. Поэтому одним из важных вопросов во всем мире является утилизация бытовых отходов.
Классификация бытовых отходов
Бытовые отходы можно классифицировать по нескольким признакам.
Так, по составу бытовые отходы условно делятся на биологические остатки и небиологические отходы (мусор).
- крыс;
- тараканов.
Тараканы могут быть разносчика разного вида заболеваний
К небиологическим отходам относятся:
- бумажные;
- пластмассовые;
- металлические;
- текстильные;
- стеклянные;
- резиновые.
Процесс разложения этих отходов может длиться около 2–3 лет и в большинстве случаев сопровождаться выделением ядовитых веществ, наносящий вред окружающей природе и человеку.
По агрегатному состоянию отходы подразделяются на:
- твердые;
- жидкие;
- газообразные;
- пасты;
- гели;
- суспензии;
- эмульсии.
По происхождению отходы делятся на:
- Промышленные – вид бытовых отходов, полученных в результате производства.
- Строительные - образуются при строительно-монтажных работах, производстве работ по ремонту дорог, зданий, а также при их сносе.
- Радиоактивный мусор.
- Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – образуются в жилом секторе, предприятиях торговли, объектах образования, здравоохранения и соцкультбыта.
Это товары, утратившие по истечении времени потребительские свойства и превратившиеся в мусор, а также к ТБО относят , дорожный и дворовый мусор.
Самую существенную часть бытовых отходов составляют именно ТБО. Для каждого вида мусора существуют специальные способы утилизации отходов.
Переработка отходов
Процесс избавления от ТБО происходит в несколько этапов:
- сбор;
- транспортирование;
- размещение;
- обезвреживание;
- захоронение;
- хранение;
- переработка;
- утилизация.
В первую очередь процесс избавления от мусора предполагает его тщательную сортировку. Задачу предварительной сортировки отходов и их утилизации значительно облегчает раздельный сбор мусора, пропагандируемый в большинстве стран Европы.
Способы уничтожения твердых бытовых отходов
Существуют различные и варианты его уничтожения. Так, основным способом избавления от ТБО является захоронение на специальных площадках (полигонах).
На полигонах происходит уничтожение безвозвратных отходов – переработка бытовых отходов, в результате которой они практически полностью перестают существовать как отходы. Метод захоронения пригоден не для всех видов ТБО, а только для несгораемых отходов или для веществ, которые выделяют при горении токсичные вещества.
Преимуществом этого метода является то, что он не требует значительных финансовых затрат и наличия больших участков земли. Но есть и недостатки в применении такого метода – это накопление газа во время подземного гниения отходов.
Брикетирование – это новый, еще не очень широко применяемый на практике способ избавления от ТБО. Он включает в себя предварительную сортировку и упаковку гомогенного мусора в отдельные брикеты, а затем их хранение на специально отведенных для этого площадках (полигонах).
Брикетирование отходов дает возможность существенно сэкономить место
Упакованный таким образом мусор подвергают прессованию, что значительно облегчает его транспортировку из-за значительного уменьшения объема.
Брикетированный мусор предназначен для дальнейшей переработки и возможного применения в промышленных целях. Наряду с таким способом, как переработка твердых бытовых отходов, при брикетировании они могут транспортироваться для захоронения или ликвидации путем термической обработки.
По сути, этот метод схож с методом захоронения, но на практике имеет ряд достоинств перед ним. Недостатками метода является то, что неоднородность выделяемых отходов и предварительное сильное загрязнение в мусорных контейнерах и изменение некоторых компонентов отходов создает большую сложность брикетирования.
А высокая абразивность таких компонентов, как камень, песок и стекло препятствуют процессу прессования.
Поскольку эти методы переработки отходов имеют ряд недостатков, несмотря на их дешевизну, наилучшим вариантом будет являться полное избавление от мусора при его переработке во вторсырье и топливо, а также возможное его повторное использование.
Новый способ утилизации отходов
Утилизация мусора
При утилизации мусора (латинский корень utilis – полезный) отходы в дальнейшем могут быть использованы для различных целей.
К отходам, подлежащим утилизации относятся:
- все виды металлов;
- стекло;
- полимеры;
- изделия из пряжи и ткани;
- бумага;
- резина;
- органические бытовые и с/х отходы.
Самым эффективным на сегодняшний день способом утилизации является – рециклинг.
Другими словами, рециклинг является частным случаем понятия «утилизация твердых бытовых отходов».
При рециклинге отходы возвращаются в процесс техногенеза. Возможны два варианта рециклизации отходов:
- Повторное использование отходов по их прямому назначению после соответствующей безопасной обработки и маркировки. Например, повторное использование стеклянной и пластиковой тары.
- Возврат отходов после обработки в производственный цикл. К примеру, жестяная тара – в производство стали, макулатура – в производство бумаги и картона.
Некоторые виды отходов, которые по прямому назначению уже не могут быть использованы, перерабатывают, после чего их целесообразнее вернуть в производственный цикл в качестве вторичного сырья. Так, часть отходов может быть использована для получения тепловой и электрической энергии.
Кроме уже перечисленных, утилизация твердых отходов может производиться еще несколькими методами. Каждый из них применим для определенного вида отходов, и имеет свои достоинства и недостатки.
Термическая переработка мусора
Под термической переработкой подразумеваются несколько способов:
- сжигание;
- низкотемпературный пиролиз;
- плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз).
Метод простого сжигания отходов является наиболее распространенным и одним из самых дешевых методов борьбы с мусором. Именно при сжигании утилизируются большие объемы мусора, а образуемая зола занимает меньшее пространство, не подвергается процессам гниения и не выделяет в атмосферу вредные газы. Она не токсична и не требует специально оборудованных мест для захоронения.
Главное, в этом методе то, что при сжигании мусора выделяется большое количество тепловой энергии, которую в последнее время научились использовать для автономной работы предприятий, занимающихся сжиганием мусора. А ее излишки перенаправляются на городские станции, что позволяет обеспечить электроэнергией и теплом целые районы.
Недостаток этого метода заключается в том, что при горении, кроме безопасных компонентов, образуется насыщенный ядовитыми веществами дым, который создает плотную завесу над поверхностью земли и приводит к существенному нарушению озонового слоя атмосферы, способствуя его утончению и образованию озоновых дыр.
Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз
– это технологический процесс газификации мусора, происходящий при температуре плавления более высокой, чем в обычной перерабатывающей установке (свыше 900°С).
В результате на выходе образуется остекленевший продукт, который абсолютно безвреден и не требует дальнейших затрат на захоронение. Схема этого процесса позволяет получать газ из органических компонентов утиля, который затем используют для производства электроэнергии и пара.
Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет успешно решить задачу экологически чистого избавления от мусора без лишних затрат на предварительную подготовку, сортировку, сушку.
Преимуществами низкотемпературного пиролиза (температура от 450 до 900°С) являются:
- использование для переработки почти всех видов бытовых отходов, предварительно тщательно отобранных;
- получение пиролизных масел, используемых в производстве пластмасс;
- выделение пиролизного газа, пригодного для дальнейшего использования.
Помимо этого, существует такой метод утилизации отходов, как компостирование. Так как большую часть отходов составляют различные органические остатки, то они подвержены быстрому гниению в естественной среде.
На этом свойстве органических веществ основывается метод компостирования. В процессе компостирования происходит не только избавление от огромной части мусора, загрязняющего экологию, но и в процессе него получаются полезные для сельского хозяйства вещества – удобрения.
Представленные методы утилизации отходов позволяют осуществлять переработку мусора при наименьшем отрицательном воздействии на окружающую среду.
Видео: Современный подход к утилизации мусора
Полностью безотходного производственного цикла в природе не существует, пока это остается только мечтой. Побочными продуктами любого производства являются отходы, которые необходимо утилизировать. Особенно остро вопрос утилизации промышленных отходов стоит в крупных индустриальных центрах страны.
Уже сейчас следует ответственно подходить к вопросам переработки или захоронения мусора производства. Промышленные отходы попадают в воздух и воду, оседают в легких, вызывая заболевания кожи и различные аллергии. Трудно дышать, страшно пить – такая картинка выглядит безрадостно.
Не каждое производство может выполнять утилизацию отходов собственными силами. И причин здесь может быть множество:
- нет подходящего места для захоронения;
- отсутствие финансирования и документации;
- недостаточно опыта для соблюдения норм и правил утилизации;
- нет специалистов.
Документальное сопровождение
При выборе компании по утилизации отходов промышленного производства необходимо удостовериться в наличии у нее лицензии на проводимые работы. Также в обязанности подрядчика входит составление договора с предприятием об оказании услуги. Такой документ будет гарантией того, что работы будут выполнены в срок и с соблюдением экологических требований.
Договор на утилизацию промышленных отходов включает в себя следующие пункты:
- Обязанности исполнителя и заказчика.
- Порядок сдачи и приема производственного мусора.
- Цена и способы расчета между сторонами договора.
- Сроки действия договорного соглашения.
- Пункт, регулирующий спорные моменты в случае их возникновения.
- Конфиденциальность и форс-мажорные ситуации.
Типы промышленных отходов
Промышленные отходы предприятий – это материалы, которые образуются в процессе производства и часто непригодны для дальнейшего использования. Степень опасности таких отходов варьируется от неопасных (песок, глина) и до очень опасных (диоксины).
Отходы производства делятся на:
- Твердые.
- Жидкие.
- Токсичные.
Ошибочно полагать, что промышленные отходы – это мусор, который появляется только на заводах и фабриках. Вот несколько отраслей, в результате функционирования которых появляются отходы производства, требующие утилизации:
- Коммунальные службы – бумага, песок, строительный мусор, отходы труб, материалов изоляции.
- Пищевая промышленность – остатки упаковки и тары, отходы жиров, овощей, мяса, фруктов и пр.
- Швейные цеха, ателье – обрезки тканей, меха, кожи, бумаги, непригодная швейная фурнитура, инструменты и оборудование.
- Деревообрабатывающие цеха и мебельные фабрики – стружка, мебельная фурнитура, обрезки обивочного и набивочного материала, пластмассы, краска, клей.
- Металлургические заводы – окалина, лом черного и цветного металлов, шлак.
Каждое предприятие вырабатывает отходы. У всех из них есть разные степени токсичности, поэтому процесс утилизации отходов производства с технологической точки зрения сложен и требует соответствующих знаний.
Способы и этапы переработки
Чаще всего утилизация отходов промышленного производства осуществляется в виде захоронения на полигонах. Такой метод является самым дешевым, но при этом необходимо максимально снизить негативное влияние полигонов на окружающую среду. Этого можно достигнуть, соблюдая ряд норм:
- выбор места расположения полигона;
- правильное устройство и функционирование;
- применение специальных фильтров;
- регулярные замеры параметров сжигания и испарения.
На полигоне должны быть установлены фильтры и специальная подкладка, система по регулировке стоков. Верхний слой засыпается землей.
Есть и более эффективные методы утилизации. Некоторые из промышленных отходов необходимо сжечь, чтобы не было ядовитых выбросов в воздух или подземные воды. Для этого требуются специальные мусоросжигательные домны, плавильные печи, полигоны и разрешения.
Утилизация и переработка промышленных отходов выполняется различными способами:
- Механический. Выполняется подготовка к измельчению и сепарации.
- Биохимический. Утилизация с использованием микроорганизмов.
- Диффузионный. Выполняется перенос массы вещества благодаря сушке, дистилляции и кристаллизации.
- Химический. Используется для изменения свойств вещества.
- Тепловой. Выполняется сжигание или пиролиз. Требуются специальные установки и печи.
- Гидродинамический. Выполняется утилизация путем разделения смеси остатков и их дальнейшего перемешивания в разных аппаратах.
Регулярный вывоз, а также последующая утилизация отходов должна производиться в соответствии с санитарно-техническими нормами. Для переработки каждого конкретного типа отходов предусмотрена отдельная технология.
Тарифы на переработку вторсырья
| Наименования отходов | Цена руб. |
|---|---|
| Трансформаторы | 34 руб/кг |
| Масло отработанное (автомобильное, индустриальное) | 3400 руб/т |
| Масло компрессорное отработанное | 19000 руб/т |
| Отходы СОЖ, эмульсий | 22000 руб/т |
| Смесь нефтепродуктов | 22000 руб/т |
| Отработанное масло | от 3400 руб/тонна |
| Бумага | 1000 руб/тонна |
| Углекислотные огнетушители | 200 руб/шт |
| Порошковые огнетушители | 160 руб/шт |
| Биологические отходы | от 45 до 110 руб. |
| Песок | от 1100 до 4400 руб/тонна |
| Утилизация опилок | 1100 руб/м3 |
| Утилизация ЛКМ | 18 руб/кг |
| Утилизация тосола | 22 руб/кг |
| Переработка текстиля | от 16 до 24 руб/кг |
| Переработка шерсти | от 35 руб/кг |
| Утилизация алюминиевого шлака | 1800 руб/ тонна |
| Загрязненная до 15% | 11 руб/кг |
| свыше 15% | 22 руб/кг |
| Утилизация полиэтилена | 3500 руб/м3 |
| Утилизация кирпича | 1200 руб/тонна |
Предприятия, которые занимаются утилизацией отходов производства, при расчете цены услуги учитывают следующие факторы:
- способ доставки промышленных отходов;
- используемое оборудование и вспомогательные вещества;
- квалификация специалистов, задействованных в процессе;
- объем и тип отходов.
Многие компании, занимающиеся утилизацией промышленных отходов в Москве, готовы к долгосрочному сотрудничеству на постоянной основе. Они обеспечивают вывоз вторсырья собственным транспортом в прописанные в договоре даты.
Наша организация оказывает услуги по утилизации отходов, стараясь улучшить экологическую обстановку в городе. Все осуществляемые нами работы производятся в соответствии с имеющимися госстандартами по оптимальным ценам.
Утилизация отходов в Москве является сегодня как никогда актуальной. Экологическая обстановка в городе с достаточно высокой плотностью населения заметно ухудшается. Самую главную проблему представляет собой не деятельность промышленных предприятий, а отходы, которые образуются в итоге переработки химических веществ. Если сказать точнее, сложная задача заключается в уничтожении отходов. Основой поддержания необходимых санитарных условий в государстве является периодический контролируемый сбор, вывоз мусора за пределы города и их уничтожение.
Стоимость утилизации
Наши преимущества
Налицие лицензии
Наша компания имеет все лицензии
Связь с Заказчиком 24/7
Связь с заказчиком в любое время суток
Большой опыт работы
Мы работаем с опасными отходами с 2004 года
Лояльная ценовая политика
Доступность цен – это наше основное преимущество!
Работаем с НДС
С нами работать выгодно!
Вывоз отходов в день обращения
Мы работаем без выходных и праздничных дней
Собственный автопарк и спецтехника
Для перевозки отходов мы используем собственный транспорт и спецтехнику.
Чистая сделка
Предоставляем полный комплект всей необходимой документации.
Компания «Экотекс» организует процессы по утилизации и переработке отходов любого типа. Мы предлагаем услуги высочайшего уровня по разумным ценам.
В Москве и других крупных городах-миллионниках экологическая обстановка на сегодня резко ухудшена. Основной проблемой является не промышленное производство предприятий, а отходы, образующиеся в результате переработки химикатов. Если уточнить, то проблема заключается в утилизации отходов производства. Основой поддержания надлежащего уровня санитарной обстановки в стране и ее городах является постоянный сбор, вывоз мусора за пределы города и его обезвреживание и уничтожение. Таким образом, каждый год на свалках скапливается колоссальное количество отходов, отравляющих нашу окружающую среду! Неудивительно, что человечество задумалось об утилизации отходов - самом верном решении этой проблемы. Поэтому в последние годы самое пристальное внимания уделено разработкам и внедрению прогрессивных, безотходных и к тому же биопозитивных технологий промышленной переработки отходов.
Способы утилизации отходов производства
Все вопросы по переработке и утилизации отходов своевременно решит компания «Экотекс»! Мы предлагаем множество способов вывоза и утилизации мусора.
1. Метод уничтожения гальванического шлама
Ферритизация является оптимальным способом утилизации гальванического шлама. Исходный материал обрабатывается сульфатом железа. В результате шлам переходит нерастворимую в воде форму. Технология позволяет утилизировать материал наиболее экологически безопасным способом, без значительных энергозатрат. Ферритизация шлама происходит при температуре более 60 градусов.
2. Метод образования комплексного удобрения
Технология вермикомпостирования позволяет получить экологически чистые органические удобрения с небольшими затратами. Для этого исходное сырье ферментируется при температуре 25-30 градусов и постоянном обогащении кислородом. После завершения процесса материал обезвоживается. Готовое удобрение характеризуется повышенным содержанием активаторов роста, может использоваться при выращивании сельскохозяйственных культур без ограничений.
3. Метод уничтожения отходов листопрокатного производства
Для утилизации отходов металлопроизводства используется технология разделения сырья на отдельные компоненты. С помощью термической обработки происходит отделение окалины, масла и других примесей от металла. Сталь отправляется на переплавку, отстой проходит дальнейшую перегонку, может использоваться повторно или утилизируется экологически безопасными методами. Технология является оптимальным вариантом переработки отходов вне зависимости от уровня содержания примесей в металле.
4. Метод переработки нефтяных шламов
Химическая переработка нефтяных шламов выполняется с добавлением специальных составов, реакция с которыми обеспечивает переход сырья в твердое состояние. В дальнейшем шлам может использоваться в различных производственных целях. Подобная технология более выгодная и экологически безопасная, чем термическая обработка. Биологическая переработка также является востребованной, но применить такой метод не всегда возможно.
5. Метод уничтожения промышленной электротехники с ПХБ наполнением
Технология уничтожения электрооборудования предполагает обработку изделий специальным реагентом в форме пара. В результате содержание ПХБ после обработки не превышает 50 мг на килограмм продукции. Металлические компоненты отправляются на переплавку, ПХБ нагревается до температуры 1200 градусов и полностью утилизируется. Несмотря на сложность, данная технология является наиболее эффективной и экологически безопасной.
Под промышленными отходами понимают вещества, образовавшиеся в результате производства, не являющиеся продуктом этого производства и не подлежащие дальнейшей переработке. Для организации утилизации отходов производства и потребления необходимо, прежде всего, классифицировать их по различным критериям.
Классификация промышленных отходов
Отходы принято квалифицировать по следующим признакам:
1.Происхождению:
- промышленные отходы;
- бытовые отходы.
2.Агрегатному состоянию:
- твердые отходы;
- жидкие отходы;
- газообразные отходы.
3.Опасности для человека или окружающей среды:
- чрезвычайно опасные (первый класс опасности по принятой в РФ классификации);
- высоко опасные (второй класс);
- умеренно опасные (третий класс);
- мало опасные (четвертый класс);
- практически неопасные (пятый класс).
Классификация отходов по признаку опасности осуществляется исходя из их химического состава, физического состояния, а также из условий их размещения.
Способы утилизации и переработки промышленных отходов
Теоретически, любое вещество, включая отходы, может быть использовано. При использовании и утилизации промышленных отходов на первый план ставятся вопросы наличия требуемых технологий и экономической целесообразности.
Поэтому в процессе утилизации производственных отходов следует различать вторичное сырье, возвратные отходы и безвозвратные потери.
Вторичное сырье – это тот случай, когда отходы одного производства становиться сырьем для другого. Например, отходы лесоперерабатывающей промышленности служат сырьем для производства древесностружечных плит.
При определенных технологических процессах часть сырья теряет свои первоначальные потребительские свойства, но вполне может быть переработана и использована в менее ответственном производстве. Стружка и отходы цветных и черных металлов идут на переплавку, отходы от переработки леса на строительные материалы, могут быть использованы для производства упаковочной тары. Такие отходы производства принято называть возвратными.
Утилизация металлов
Большинство металлов при их переработке дают серьезный экономический эффект. Особенно выгодна переработка цветных металлов (медь, алюминий, олово), промышленных сплавов (победит), черных металлов. Для сбора и первичной переработки металлических отходов существуют приемные пункты металлолома. Дальнейшая проблема утилизации отходов производства при разделении различных металлов решается методами сепарации, в том числе магнитной.
Утилизация полимерных материалов
При переработке различных видов пластика и пластмассы используется два основных метода утилизации промышленных отходов.
Процесс механической переработки включает в себя измельчение, с целью получения крошки или порошка, и дальнейшее литье под давлением. Физико–химическая утилизация использует следующие методы:
- производство мономеров путем деструкции отходов;
- получение гранулята методом повторного плавления;
- растворение отходов и последующее переосаждение;
- модификация исходного сырья химическими методами и получение материалов с другими свойствами.
Требования к утилизации промышленных отходов
Для наиболее полной и безопасной утилизации и переработки промышленных отходов их обезвреживание необходимо начинать производить еще во время вывода их из технологических процессов. На первый план выходит соблюдение строгих правил хранения опасных веществ. Одним из способов хранения отходов является их размещение в естественных или образовавшихся в процессе ведения горных работ выработках. Такие подземные хранилища в какой-то степени являются подходящими для хранения отходов, включая радиоактивные. Такие хранилища должны быть расположены вдали от населенных пунктов, водонепроницаемы и защищены от деформаций в результате сейсмических процессов.
К хранению взрывоопасных отходов предъявляются те же требования, что и к хранению промышленных взрывчатых веществ. Такие отходы помещают в тару. Хранилища располагают вдали от ЛЭП, при необходимости освещения помещений, в которых хранятся отходы, используется только качественная проводка. Взрывоопасные отходы должны быть изолированы от нежелательных химических реакций с другими реагентами.
Схема утилизации промышленных отходов
Успешно решить задачу утилизации промышленных отходов невозможно без наличия для этого единого комплексного плана. При всем разнообразии технологий проблему утилизации промышленных отходов можно уложить в одну схему, которая должна быть по-своему реализована в каждом конкретном случае.Этот процесс обязательно состоит из следующих этапов:
- Организация сбора отходов. Должны быть организованы площадки или склады для сбора различных видов отходов. Собственно, с этих складов и начинается сортировка и переработка отходов производства.
- Вывоз промышленных отходов. Организация своевременного вывоза отходов препятствует нарушению экологического состояния в месте их хранения.
- Размещение, переработка и утилизация отходов предприятия. На этом этапе возникает наибольшее число вариантов в зависимости от применяемых технологических схем. Общая черта в этом процессе та, что происходит разделение отходов на вторичное сырье, возвратные отходы и безвозвратные потери.
- Размещение отходов, не подлежащих дальнейшей переработке и использованию в специальных хранилищах.
Проблема утилизации отходов производства все острее становится перед человечеством. Решение этой задачи означает снятие двуединой проблемы: сохранение экологии на планете и экономии невосполнимых и ограниченных ресурсов полезных ископаемых. В конечном счете, можно без преувеличения сказать, что эта задача связана с задачей выживания человека.
Содержание статьи
ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКА, удаление бесполезных либо вредных материалов, образующихся в ходе промышленного производства. Отходы вырабатываются практически на каждой стадии промышленного технологического процесса. Степень опасности промышленных отходов изменяется от таких безвредных материалов, как песок, и до диоксинов, являющихся одними из самых токсичных веществ. Удаление вредных отходов, угрожающих как здоровью человека, так и состоянию окружающей среды, – неотложная задача мирового масштаба. Хотя вредные отходы составляют только примерно 15% всех промышленных отходов, крайняя степень наносимого некоторыми из них вреда требует, чтобы они удалялись правильно и тщательно.
ПЕРЕРАБОТКА НЕРАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Проблема переработки вредных отходов считается самой крупной экологической проблемой века. Удаление вредных отходов – серьезная проблема в развитых, равно как и во многих развивающихся странах. В масштабе всей Земли ежегодно производится более 600 млн. т вредных промышленных отходов. Захоронение на свалках все еще считается наиболее экономичным методом удаления вредных промышленных отходов. Однако в некоторых случаях используются более эффективные методы, например термообработка и утилизация.
Свалка.
Влияние свалок на окружающую среду должно быть сведено к минимуму путем правильных расположения, устройства, функционирования, обращения с фильтратами и постоянного замера параметров таких объектов. Правила устройства свалок требуют наличия подкладки, системы сбора фильтрата, системы регулирования стоков, винилового покрытия и организации постоянного замера параметров. Каждая заполненная свалка должна иметь специальное верхнее покрытие, засыпанное слоем земли.
Термообработка.
Сжигание органических отходов может резко уменьшить вероятность загрязнения грунтовых вод; кроме того, вырабатываемая при этом энергия может быть ценным побочным продуктом. Среди недостатков сжигания – возможность загрязнения воздуха, эксплуатационные трудности и стоимость процесса.
Главная экологическая проблема при термическом уничтожении опасных отходов – возможные выбросы веществ-загрязнителей воздуха. Для уменьшения выброса загрязнителей используются устройства для улавливания и нейтрализации вредных продуктов сгорания, а также других вредных веществ. Сжигание некоторых отходов, особенно тех, которые содержат хлорорганические соединения, в частности полихлорированные дифенилы (PCB), сопровождается выбросом в атмосферу высокотоксичных тетрахлордибензо-n -диоксина (TCDD) и полихлорированных дибензофуранов (PCDF). Однако высокоэффективное оборудование для термообработки и его правильная эксплуатация позволяют резко уменьшить образование соединений TCDD и PCDF; сжигание при высоких температурах с интенсивным перемешиванием существенно уменьшает выбросы диоксина и дибензофуранов.
Технологии термообработки.
Основные виды термообработки отходов – сжигание и пиролиз. В обоих процессах используются высокие температуры как главное средство изменения химического, физического или биологического характера либо состава вредных отходов. Процесс сжигания осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода. Побочными продуктами сжигания являются в основном вода, углекислый газ и зола; негорючие материалы, в том числе кислоты, оксиды металлов и другие неорганические соединения, собираются в золе или уносятся дымовым газом.
Пиролиз – это горение в обедненной кислородом среде. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.
Существует несколько технологий термообработки, способных обезвреживать ядовитые отходы. Высокотемпературные процессы проводятся во вращающихся мусоросжигательных печах, печах для обжига клинкера, печах с подачей жидких отходов, судовых и мобильных печах. Низкотемпературные процессы осуществляются в топках с псевдоожиженным слоем, многотопочных печах, реакторах с расплавом солей и установках с окислением влажным воздухом. В табл. 1 приводятся рабочие параметры различных технологий термообработки.
| Таблица 1. РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМООБРАБОТКИ | ||
| Тип печи | Диапазон температур, °С | Диапазон времен обработки |
| Вращающаяся | 816–1650 | Жидкости и газы: секунды Твердые материалы: часы |
| Для обжига клинкера | 1370 | 15 с |
| С подачей жидких отходов | 980–1650 | 0,1–2 с |
| Судовая | 980–1650 | 0,1–2 с |
| С псевдоожиженным слоем | 760–980 | От секунд до часов |
| Многотопочная | 760–980 | 0,25–1,5 ч |
| Реактор с расплавом солей | 816–980 | 0,75 с |
| С окислением влажным воздухом | 150–260 | 10–30 мин |
Удаление PCB.
В большинстве испытаний, по которым оценивались различные конструкции отходосжигательных печей, сжигались материалы, загрязненные полихлорированными дифенилами (PCB). В случае жидкостей, содержащих более 0,05% PCB, сжигание в настоящее время является единственным приемлемым методом их удаления.
Утилизация отходов.
Под утилизацией подразумевается переработка промышленных отходов в полезные сырьевые материалы и энергию. Например, теплота, выделяющаяся при сжигании опасных отходов, может быть использована для создания пара, приводящего в движение генератор электроэнергии, а свинец, извлеченный из отслуживших автомобильных аккумуляторов, – в производстве новых аккумуляторов. Значительное снижение издержек производства и расхода энергии может быть достигнуто путем утилизационной переработки таких материалов, как лом металлов (в частности, железа, стали, алюминия, меди, свинца и магния), макулатура, древесные отходы, стеклобой и пластмассовые отходы. На свалках, существующих в течение ряда лет, образуются большие количества метана по мере того, как сброшенные в них органические материалы разлагаются; на многих свалках теперь проводится отбор метана, который используется как топливо для отопления и приготовления пищи.
Теоретически путем утилизационной переработки можно было бы удалять все вредные промышленные отходы. На самом деле, однако, понадобятся десятилетия для того, чтобы только приблизиться к реализации этой цели, поскольку в проектах большинства заводов не предусматривается утилизация отходов и нет отлаженных процессов переработки. Тем не менее некоторые химические предприятия уже перерабатывают часть своих вредных отходов.
Комплексные системы переработки отходов.
Комплексные системы переработки промышленных отходов объединяют в себе несколько упомянутых выше технологий.
Горючие органические жидкие отходы сжигаются в печи, топочная камера которой имеет вместимость около 28 м 3 и обеспечивает время сгорания примерно 2 с при 1370° С. После двухступенчатой скрубберной системы очистки вода из скрубберов подается на очиститель сточных вод для нейтрализации.
Очень мелкие частицы твердых неорганических веществ удаляются из газообразных продуктов сгорания электростатическим осаждением. Вода из отстойника также подается на очиститель сточных вод.
Твердые химически активные материалы, которые не сгорают и не растворяются в воде, упаковываются в стальные бочки и отправляются на свалку. На свалке они покрываются большой массой полужидких отходов, образующихся в очистителе сточных вод.
Свалка обычно состоит из трех примыкающих друг к другу двухгектарных котлованов (выемок) с плоским дном, имеющим наклон 1%. На дно укладывают слой песка, а на откосы – специально отобранную непроницаемую глину. Дно и откосы полученной таким образом выемки застилаются армированным изолирующим покрытием на основе синтетического каучука (типа гипалона). Поверх этого покрытия насыпается слой гравия и песка, а затем настилается аналогичное изолирующее покрытие. Слой гравия и песка между двумя покрытиями служит в качестве системы обнаружения протечек, а также помогает предотвратить накопление жидкостей на нижнем покрытии. Верхнее покрытие засыпается 30-см слоем гравия, накрываемым полипропиленовой пленкой тайпар. Засыпка фильтрует полужидкие отходы, сбрасываемые позднее, обеспечивая тем самым свободный сток фильтрата в отстойник. Позже фильтрат перекачивается в установку химической нейтрализации сточных вод для обработки. Заполненная отходами свалочная выемка закрывается непроницаемым уплотненным 60-см слоем глины. Верхний 30-см слой почвы, засеянный травой для предотвращения эрозии, завершает укрытие свалки. Во время заполнения выемки, а также после ее укрытия с помощью контрольных скважин ведется наблюдение за грунтовыми водами на предмет попадания в них загрязняющих веществ.
Очиститель сточных вод обрабатывает отходы и одновременно превращает их в полужидкую массу для сброса. Предусматриваются как биологическая, так и механическая обработка жидких отходов. Поступающие в очиститель сточные воды нейтрализуются известью; кроме того, в них добавляется электролит, чтобы ускорить осаждение взвешенных твердых частиц. Очищенная от твердых частиц жидкость подается в аэротенки, где микроорганизмы и порошкообразный активированный уголь удаляют органические материалы, не подвергшиеся осаждению на предыдущей стадии очистки. Микроорганизмы разрушают вредные органические вещества, превращая их в углекислый газ, воду и разнообразные органические соединения. Эта смесь очищается посредством оседания взвешенных в ней частиц. Часть образующихся полужидких отходов повторно направляется в аэротенки, а остаток освобождается от воды пропусканием через сгуститель и фильтр. Фильтровальный осадок подается на вершину отходосжигательной печи, содержащей пять топок. Поднимающиеся горячие газы испаряют влагу из поступающей в верхнюю топку полужидкой массы. В средних, более горячих топках подвергаются пиролизу биомасса и органические материалы, адсорбированные на активированном угле; в нижних, самых горячих топках загрязненный порошкообразный уголь регенерируется в присутствии водяного пара для повторного использования в аэротенках.
Описанная выше система может работать как с вредными промышленными отходами, требующими обработки и очистки, так и с отходами, которые не нуждаются в таких операциях. Первичная полужидкая масса после освобождения от воды путем фильтрации сбрасывается на свалку. Фильтрат со свалки подается в очиститель сточных вод для обработки. В конечном итоге очищенные сточные воды, содержащие некоторое количество загрязняющих веществ, сбрасываются в открытый водный бассейн.
УДАЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Ежегодное производство продуктов деления одними только атомными электростанциями по уровню радиоактивности примерно вдвое больше суммарного количества делящихся веществ во всех океанах Земли. Если все радиоактивные отходы с атомных электростанций удалять растворением в воде, то потребовалось бы 7,8 Ч 10 20 л воды в год, чтобы растворить продукты деления только из атомных реакторов.
Источники радиоактивных отходов.
В целях правильной обработки радиоактивные отходы обычно подразделяются на отходы низкого, высокого и промежуточного уровней радиоактивности.
Отходы низкого уровня радиоактивности.
Создается много низкорадиоактивных отходов, подлежащих удалению, на заводах по переработке урановой руды, в исследовательских лабораториях, в системах охлаждения и промывки атомных реакторов, в больницах, отходосжигательных печах и системах вентиляции зданий. Загрязнение этого типа обычно является легким, однако объем загрязненных отходов весьма велик.
Отходы высокого уровня радиоактивности.
Высокорадиоактивные отходы представляют собой использованное («отработавшее») топливо из ядерных реакторов, а также агрессивные жидкости, остающиеся после переработки такого топлива с целью извлечения плутония и урана. Объем высокорадиоактивных отходов относительно мал, но большая их часть остается радиоактивной в течение долгого времени.
Отходы промежуточного уровня радиоактивности.
К этой категории относятся разнообразные типы отходов, не попадающие ни в одну из двух категорий, отмеченных выше. Она включает конструктивные узлы реакторов, материалы, сильно загрязненное оборудование и стоки.
Характеристики радиоактивных отходов.
Физическое состояние.
Выбрасываемые отходы могут быть газами или частицами, взвешенными в воздухе в форме аэрозолей. Твердые частицы выбрасываются в виде пыли или дыма; жидкие частицы обычно образуют туман. Воздушные потоки, переносящие эти аэрозоли или газы, подлежат очистке перед выбросом в атмосферу.
Твердые радиоактивные отходы могут возникать в результате добычи и переработки радиоактивных руд, производства ядерных топлив, деятельности лабораторий и механической обработки материалов на заводах по производству топлив. Физические и химические процессы очистки воздуха и обработки жидкостей дают полужидкие отходы и концентраты. Радиоактивное загрязнение оборудования и рабочих тел происходит при всех указанных типах работ, и загрязненные материалы должны быть переработаны или удалены.
Радиация и распад.
Радиация, существующая на свалках радиоактивных отходов, вызывается распадом атомов радиоактивных веществ, присутствующих в отходах. Столкновение продукта распада с атомом в воздухе, теле человека или материале приводит к выбиванию электрона, так что образуется положительно заряженный атом. Выбитый электрон может присоединиться к другому атому, зарядив его отрицательно. Заряженные таким образом атомы, называемые ионами, могут нарушить равновесие в тканях тела и вызвать разрушение клеток.
Радиоактивные изотопы некоторых элементов имеют период полураспада, измеряющийся лишь секундами. С другой стороны, изотоп углерода 14 C, широко используемый в биологических исследованиях, имеет период полураспада 5568 лет.
Безусловно, инженеры, занимающиеся переработкой радиоактивных отходов, должны обеспечить защиту для сотен будущих поколений и составить подробное описание мест и методов переработки долгоживущих отходов.
Продукты деления реакторных топлив.
В любом реакторном топливе образуются сотни продуктов деления, и их периоды полураспада имеют значения от секунд до тысяч лет. При удалении таких отходов особое внимание надо уделять долгоживущим продуктам деления, в частности изотопу стронция 90 Sr и изотопу цезия 137 Cs, которые опасны для живых тканей.
Методы удаления и переработки.
Газообразные отходы.
Поскольку радиоактивные материалы в воздухе и газах крайне опасны, для очистки несущего их воздушного потока нужно использовать высокоэффективную систему. Предельную осторожность следует проявлять при удалении загрязненного очистителя и извлекаемых из него материалов. Загрязняющие атмосферу газы могут представлять собой, например, изотоп аргона 41 Ar в выходящем из атомных реакторов воздушном потоке или коррозионно-активные газы, содержащие пары кислот, которые образуются в процессах извлечения металлов, используемых в производстве ядерных топлив. Инертные газы, в частности аргон, обычно выбрасываются через дымовые трубы большой высоты и рассеиваются в атмосфере.
Для обработки растворимых или химически активных газов, содержащих радиоактивные элементы или соединения, можно применять газоабсорбционные методы, в том числе насадочные колонны, твердые абсорбенты и реакции типа «твердое вещество – газ». Радиоактивные частицы или аэрозоли можно удалять с помощью обычного оборудования для воздухо- и газоочистки. Очищенный газ может выпускаться в атмосферу, однако извлеченные из него материалы становятся жидкими или твердыми отходами, которые подлежат удалению другими методами.
Жидкие отходы.
Радиоактивные вещества, растворенные в воде или других жидкостях, можно удалить методами химического осаждения. Так, радиоактивный стронций быстро удаляется путем добавления нерадиоактивного стронция в качестве носителя либо путем добавления бария и свинца. Низкорадиоактивные отходы, содержащие коллоидные и взвешенные частицы твердых материалов, можно очистить обычными методами водоочистки, используя коагулянты, глину и полиэлектролиты. Фильтрование потока жидкости повышает степень очистки.
Растворимые радиоактивные отходы можно обрабатывать ионообменными смолами, анионными либо катионными, или посредством полной деминерализации. Необходима предварительная очистка жидких отходов перед вводом их в ионообменник с целью удаления всех частиц, которые могли бы покрыть слой смолы. Можно также использовать абсорбционные свойства глины для извлечения радиоактивных катионов из жидких отходов, сливаемых в почву. Удаление отработавших смол и глин – проблема удаления твердых отходов (см. ниже ). Обычно отработавшие смолы сжигаются для концентрирования радиоактивных материалов в золе или же подвергаются захоронению. Загрязненные глины можно отвердить путем обжига.
Выпаривание – наиболее эффективный способ разделения радиоактивных отходов на две фракции: высокорадиоактивную густую массу и незагрязненную жидкость. С этой целью использовались перегонные кубы, паровое сжатие и испарители взрывного вскипания. Сообщалось о достижении коэффициентов очистки выше 10 6 .
Процессы биохимической обработки имеют ограниченное применение, поскольку большинство радиоактивных материалов – неорганические вещества. Микроорганизмы могут концентрировать только те радиоактивные вещества, которыми они питаются.
Оседание радиоактивных материалов на металлических деталях канализационной сети зданий может представлять опасность для рабочего персонала лабораторий и больниц. Для очистки таких сетей, загрязненных низкоактивными радиоизотопами, обычно используются кислотные или щелочные растворы.
Сбрасывание низкорадиоактивных жидких отходов в окружающую среду вошло в практику радиоизотопных лабораторий. Высокорадиоактивные жидкие отходы надо хранить в течение многих лет, а возможно, и веков. Контейнеры с отходами хранятся под землей, чтобы предотвратить вскипание жидкости в результате выделения тепла при распаде содержащихся в них радиоактивных веществ.
Захоронение жидких отходов низкого и промежуточного уровней радиоактивности в землю возможно при определенных климатических и геологических условиях. Жидкие отходы до сих пор сливались в землю через специальные колодцы, канавы и земляные отстойники. Много продуктов деления адсорбируется на почвах. В настоящее время исследуется возможность захоронения высокорадиоактивных жидких отходов в естественных и искусственных подземных пустотах, в подземных либо подводных полостях гранита, мерзлой глине или соляных шахтах и куполах.
Твердые отходы.
Такие отходы могут удаляться путем захоронения, сжигания или переплавки (в случае металлических отходов). Места захоронения для удаления загрязненных твердых отходов и лома имеются в различных регионах США и России, а также во Франции, Германии, Бельгии, Швеции и других странах. Захоронение производится в котлованах или пустотах с покрытием землей либо бетоном. На выбор места захоронения влияют рельеф местности, геологическое строение пластов, почвенные, гидрологические и метеорологические характеристики и возможности доставки.
Лабораторные работы могут породить большие количества сжигаемых загрязненных отходов, среди которых фильтровальная бумага, абсорбирующие материалы, одежда, перчатки, тряпки, деревянные предметы. Объем таких твердых отходов может быть уменьшен путем сжигания, причем зола и летучие радиоактивные вещества удаляются по отдельности. Сжигание горючих отходов будет использоваться и впредь как важный метод удаления.
Переработка урановой руды и другие процессы в атомной промышленности ведут к появлению больших количеств загрязненного чугунного и стального оборудования. Такие материалы могут быть вновь использованы: при переплавке уран уносится со шлаком и уже не представляет опасности для здоровья.
Loading...