Современные методы утилизации отходов

Человечество всерьез столкнулось с проблемой уничтожения отходов, поэтому во всем мире разрабатываются все более совершенные методы утилизации отходов.

«Рециклинг» — сейчас такое модное иностранное слово. К сожалению, оно пока не набрало в нашей стране желаемой популярности. В развитых странах ресурсосбережение – важная мотивация для осуществления вторичной переработки мусора.

Специальные свалки и инженерные полигоны для захоронения отходов имеют ограниченную площадь, кроме того они занимают полезные земли и наносят вред экологии вокруг себя. Проблему не решает и удаление отработок на мусоросжигательных заводах. Они позволяют уменьшить объемы отходов, но причиняют окружающему пространству не меньший вред, отравляя воздух токсичными газами.

Последние усилия ученых направлены на разработку новых схем для утилизации отходов, и, чтобы внедрить новые технологии переработки по видам, классу опасности и источнику происхождения. Такой подход наиболее эффективен с точки зрения охраны окружающей среды и рационального потребления исчерпаемых природных ресурсов. Важность грамотной переработки мусора имеет еще и экономическую составляющую – он содержит полезные компоненты, вторичное производство которых намного дешевле, чем первичная добыча и переработка.

Классификация мусора

Виды отходов по источнику происхождения

• Бытовые
• Органического происхождения
• Промышленного производства
• Медицинские
• Радиоактивный мусор

Виды отходов по агрегатному состоянию

• Твердые
• Жидкие
• Газы
• Пасты
• Гели
• Суспензии
• Эмульсии
• Сыпучие

Всего существует 5 классов опасности отходов:

• Отработки, которые относятся к первому классу опасности, представляют угрозу всему живому на земле. Даже в малых количествах они могут привести к смерти, инвалидности, рождению больного потомства. Такие вещества, как ртуть, полоний, плутоний, свинец могут вызвать серьезную экологическую катастрофу.
• Второй и третий класс опасности объединяет мусор, который может вызвать нарушение экологического равновесия, причем на его восстановление понадобятся десятилетия. В их число входят хром, цинк, соединения фосфора и хлора, мышьяк.
• Малоопасные вещества четвертого класса опасности также воздействует на организм человека и живых существ. Экосистема после их воздействия восстанавливается в течение 3 лет.
• Есть пятый класс – безопасный для экологии мусор, но даже он в больших количествах способен нанести урон окружающему пространству.

Разнообразие отработок ведет к необходимости создания прогрессивных методов первичной сортировки мусора.

Способы переработки бытовых отходов

Самую существенную часть мусора на земле составляют ТБО. Их источником являются жилые районы и объекты социальной сферы. С ростом населения планеты растут и объемы ТБО. В настоящее время действуют такие виды утилизации, как:

• Захоронение на полигонах
• Естественное разложение в природной среде
• Термическая переработка
• Выделение полезных компонентов и вторичная переработка

Захоронение

Смотря на все существующие способы утилизации отходов, захоронение наиболее распространенный способ. Он подходит, только для мусора, который не подвержен самовозгоранию. Обычные свалки уступают место полигонам, оснащенных системой инженерных сооружений, которые препятствуют заражению наземных и подземных вод, атмосферного воздуха, сельскохозяйственных земель. В развитых странах на полигонах устанавливают улавливатели газа, образующегося в процессе разложения. Его используют для получения электроэнергии, отопления помещений и нагрева воды. В России, к сожалению, существует очень малое число инженерных полигонов для утилизации.

Большую часть отработок составляют различные органические остатки, они быстро перегнивают в естественной среде. Во многих странах мира бытовой мусор сортируют на фракции, их органическую часть компостируют и получают ценное удобрение. В России принято компостировать неразделенный поток ТБО, поэтому использовать перегнившую органику в качестве удобрения невозможно.

Термическая переработка

Под термической переработкой подразумеваются следующие способы:

• Сжигание
• Пиролиз на низких температурах горения
• Плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз)

Процесс термической переработки позволяет полностью уничтожить вредные компоненты, в разы снизить их количество в захоронениях, преобразовывать энергию горения в энергию тепла и электричества.

Простое сжигание мусора – дешевый способ утилизации. В этой сфере практикуются проверенные методы переработки отходов, выпускается серийное оборудование, высокий уровень автоматизации ставит процесс на беспрерывный поток. Однако при сжигании образуется большое число вредных газов, обладающих токсичными и канцерогенными свойствами. Постепенно мир переходит на пиролиз.

Самым эффективным является высокотемпературный пиролиз – плазменная обработка. Ее достоинства:

• Отсутствие необходимости сортировать остатки
• Получение пара и электроэнергии
• Получение жидкого остатка — пиролизного масла
• Получение на выходе безвредного остеклованного шлака, который можно использовать во вторичном производстве.
• Экологическая безопасность для окружающей среды и здоровья людей

Плазменные способы утилизации отходов избавляют от необходимости создавать новые свалки и полигоны, а экономическая польза выражается в миллионной прибыли.

В последние годы начала активно развиваться рекуперация отходов, т.е. вторичная переработка. В мусоре содержится много полезных компонентов, которые можно многократно использовать для синтеза новых материалов и выпуска различных товаров.

Из отходов отсортировывают:

• Черные, цветные и драгоценные металлы
• Бой стекла
• Бумага и картон
• Полимерная тара
• Резина
• Остатки древесины
• Остатки пищи, продукты, с вышедшими сроками годности

Развитие вторичной переработки в России тормозится отсутствием налаженной системы сортировки отходов. В развитых странах во дворах установлены контейнеры для разных видов бытового мусора, с детства воспитывается культура обращения с отходами. В нашей стране есть пункты приема металлов, бумаги, полимерных изделий, но они не могут серьезно стимулировать открытие новых производств по вторичной переработке. Также желателен постепенный переход на малоотходные и ресурсосберегающие производства.

Утилизация промышленных отходов

К промышленным отходам относят:

• Остатки сырья и материалов, которые используются в производстве
• Побочные продукты производства – мусор, жидкости, газы
• Некондиционная и бракованная продукция
• Вышедшие из эксплуатации механизмы и оборудование

Теоретически любой полезный компонент из отходов производства можно использовать вторично. Вопрос упирается в наличие эффективных технологий и экономическую целесообразность переработки. Вот поэтому среди промышленных отходов выделяют вторичное сырье и безвозвратные отходы. В зависимости от категории применяются разные технологии переработки отходов.

Безвозвратные отходы, где нет полезных компонентов, подвергают захоронению на полигонах и сжиганию. Перед захоронением промышленный мусор, в котором присутствуют токсичные, химически активные и радиационные вещества, подлежит обезвреживанию. Для этого используют специально оборудованные накопители.

Централизованному сбору и обезвреживанию подлежат:

• Токсичные отходы, содержащие ртуть, мышьяк, свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму
• Отходы гальванического производства
• Органические лаки, краски, растворители
• Нефтепродукты
• Ртутьсодержащие отходы
• Отходы, которые имеют в составе радиационные компоненты

Накопители размещают на открытых площадках или в подземных сооружениях на территории предприятий или за его пределами. Для твердых отходов строят хвосто- и шламонакопители, устраивают отвалы и терриконы для пустых пород, золы, шлаков. Жидкие отходы размещают в прудах, отстойниках и могильниках. После обезвреживания опасные промышленные отходы хоронят на отдельных санкционированных полигонах.

Все промышленные предприятия включены в список природопользователей. В связи с этим они должны соблюдать требования, правила и нормы обращения с отходами, а также технику безопасности, чтобы не нанести вред экологии.

Государство старается стимулировать производителей на внедрение малоотходных технологий и преобразование мусора во вторичное сырье. Пока в России это направление развивается слабо.

Основные способы вторичной переработки промышленного мусора:

1. Сепарация черных и цветных металлов, промышленных сплавов, типа победита с целью вторичной переплавки.
2. Процесс изготовления из полимерных отходов гранулята, который используется в производстве того же вида полимеров или материалов с другими свойствами.
3. Крошение резины для использования в качестве наполнителей, производства строительных материалов.
4. Использование древесных отходов и стружки для производства отделочных плит и бумаги.
5. Получение из горючих отходов энергии электрического тока и тепла.

Проблема утилизации промышленного мусора очень актуальна для России, где развиты добывающие отрасли промышленности, металлургия, нефтехимия, образующие большой объем мусора и побочных продуктов.

Методы утилизации медицинских отходов

Медицинские отходы – особая категория. Их образуют учреждения медицины, аптеки, фармакологические заводы. Примерно на 80 % состоит из обыкновенного бытового мусора, но вот остальная часть способна причинить вред жизни и здоровью многих людей.

К числу опасных медицинских отходов относятся:

• Все предметы, которые находились в контакте с больными опасными и особо опасными заболеваниями.
• Остатки лекарственных средств, дезинфицирующих жидкостей.
• Остатки оборудования, в котором используются соли ртути и радиоактивные элементы.
• Органические отходы – биоматериал из патолого — анатомических отделений, операционных, иммуноглобулины, вакцины.

В последние десятилетия мир перешел на использование одноразовых медицинских инструментов, изготовленных из металла и разных видов пластика. После обеззараживания их можно отправлять во вторичную переработку после сортировки. Такое разумное использование сырья поможет сохранить значительную часть ресурсов и удешевит производство одноразового инструмента и предметов ухода за больными.

Проблемы утилизации и переработки отходов в России

К основным проблемам утилизации мусора в нашей стране относятся:

• Наличие множества несанкционированных свалок.
• Комбинированные отходы, к примеру, ртутные лампы можно утилизировать как стекло – по низшему классу опасности.
• Помещение на свалку самовозгараемых отходов.
• Современные методы утилизации отходов на мусороперерабатывающих заводах слишком дорогие, на полигонах утилизируют значительно дешевле.
• Слабость законодательной базы и экономического стимулирования предприятий по вторичной переработке. Эталоном является утилизация отходов на предприятии.
• Отсутствие инфраструктуры и налаженного процесса сортировки отходов.

Необходимость сохранения здоровой экологической среды заставит государственные структуры перенимать опыт развитых стран. Они столкнутся с необходимостью эффективно решать проблемы утилизации и переработки отходов разных категорий, а также переходить на экологически чистые технологии производства.