Методы переработки промышленных отходов

Проблемы переработки отходов и их захоронения являются актуальными на протяжении многих лет. В Российской Федерации ежегодно производится 3,5 млрд тонн отработок, а 2,6 млрд тонн из них приходятся на отходы производства.

В общей классификации отходов есть вид – отходы производства. Это и есть промышленные отходы и в этой статье речь пойдет именно о них, а так же о проблемах их переработки.

В это понятие включаются отходы производства всех форм:

• Жидкая.
• Газообразная.
• Твердая.

Получаются в следствие химических, механических и многих других процессов, связанных с обработкой природных веществ.

Классификация промышленных отработок

По степени опасности:

• 1 класс – отработки, несущие чрезвычайную опасность.
• 2 класс – высокая опасность.
• 3 класс – умеренная опасность.
• 4 класс – мало опасные.
• 5 класс – неопасные.

По степени возвратности делятся на:

• Возвратные.
• Безвозвратные потери.
• Вторсырье.

Возвратные отходы – отработки с возможностью их вторичного использования в этом же производстве. В эту группу входят остатки сырья и прочих ресурсов после производства товаров.

Так как после первичного использования отходы не могут иметь прежние свойства, во вторичном цикле они используются для производства продукта более низкого качества. Также для производства нового продукта может понадобится большее количество отработанных материалов, нежели количество сырья в первичном производственном цикле. Кроме того, эти отработки можно использовать по назначению, отличному от первоначального.

Стоит заметить, что те отработки, которые передаются в иное производство в качестве первичного сырья, не относятся к возвратным отходам. Эти отходы относятся к группе вторсырья.

Безвозвратные отходы – отработки, не подлежащие вторичному использованию ни в том же производственном цикле, ни в любом другом. Их отправляют на захоронение, а также предварительно обезвреживают, если в этом есть необходимость.

Методы переработки отходов промышленности

Переработка промышленных отходов – актуальная проблема современного мира. Большое количество вредных веществ вырабатывается в результате промышленной деятельности предприятий и заводов.

Доля опасных отработок составляет примерно 15 % от общего числа отходов производства. Но их вредные свойства даже при малом количестве могут нанести серьезный вред здоровью людей и экологии в целом. Этот факт вынуждает разрабатывать качественные методы переработки.

Как не допустить отравления природной среды и людей токсичными отработанными вещества? Как сэкономить природные ресурсы, которые с каждым годом все больше истощаются? Как сократить площади территорий, занимаемые полигонами и свалками для захоронения отходов? На эти и другие вопросы мы найдем ответы в данной статье.

Переработка твердых промышленных отходов

Основные методы:

• Захоронение.
• Сжигание.
• Вторичная переработка.

Захоронение

На сегодняшний день самым популярным методом избавления от твердых промышленных отходов является захоронение. Оно производится на специально оборудованных полигонах.

На территории полигона, как правило, находится завод, занимающийся обезвреживанием вредных отработок. Нейтрализация на заводе производится путем сжигания и химической переработки, при этом результатом может быть полное обезвреживание или уменьшение токсичности. В нем находится цех для термо — химического и физико — химического обезвреживания.

Захоронение опасных отработок производится на территории со специальными котлованами.  По периметру она должна быть огорожена колючей проволокой. Территория полигона и завода должна соответствовать общеизвестным требованиям.

Их запрещается располагать:

• В месте образования полезных ископаемых.
• На территории с угрозой схода лавин, оползней и прочего.
• На заболоченной местности.
• На территории подземных источников питьевой воды.
• В районе зеленых зон населенных пунктов.
• На территории занятой лесами и парками.
• В местах, уже загрязненных токсичными веществами.

Фиксация

Захоронение отработок производится способом фиксации. Фиксация – ограничение подвижности. Отработки, подлежащие захоронению, заключают в капсулы. А именно, обволакивают непроницаемыми мембранами в целях ограничения контакта с растворителями.

1. Фиксация цементом – наиболее широко используемый метод, применяется для твердых отработок с содержанием воды. Довольно дешевый способ. Но в результате их объем увеличивается, что является главным минусом этого способа. Используют для металлических отработок, радиоактивных и электронных отходов, осадков сточных вод промышленных предприятий.
2. Фиксация известью – эффективно для неорганических отработок.
3. Фиксация в термопластические материалы – смешивание сухих отработок с расплавленным пластическим веществом с последующим охлаждением и затвердеванием. Вещество не только обволакивает частицы отходов, но и заполняет пустое пространство между ними. Представляет изоляцию загрязнителей.
4. Поверхностное обволакивание.
5. Фиксация в стекле – используется в основном для радиоактивных отработок. Недостаток в больших финансовых затратах.

Сжигание

В результате исходный объем отходов уменьшается на 85% и выделяется тепло. Сжигание происходит на мусоросжигательных заводах при помощи печей различных конструкций под высокой температурой.

Существует метод сжигания отработок под названием пиролиз. Его особенность состоит в том, что процесс происходит без доступа кислорода.

Для сжигания опасных веществ применяют пиролиз двух типов:

• Окислительный
• Сухой

Окислительный пиролиз

Происходит разложение отработок при частичном сжигании, либо при контактировании с продуктами сгорания. Это хороший метод детоксикации для «сложных» продуктов, таких как пластмассы, шины, кабели и другие. Этот способ применяется для переработки промышленных отработок твердой формы, а также и для сточных вод.

Сухой пиролиз

Он эффективно обезвреживает отработки, которые в последствии могут использоваться в качестве сырья. Это благотворно влияет на экономию природных ресурсов.

Классификация сухого пиролиза по температурному показателю:

• Низкотемпературный (полукоксование) 450 – 500° С. При полукоксовании на выходе образуются максимальный объем жидких и твердых остатков и минимальное – газа с меньшей теплотой сгорания. Получившееся вещество используют как топливо.
• Среднетемпературный (коксование среднетемпературное)до 800° С. При среднем происходит образование меньшего количества жидких остатков и кокса, и большего объема газа с меньшей температурой сгорания.
• Высокотемпературный (коксование) 900 – 1050° С. При высокотемпературном выделяется минимум жидких и твердых остатков, и максимум газа с минимальной температурой сгорания.

Сухой пиролиз является самым эффективным решением проблемы переработки твердых промышленных остатков.

Переработка жидких отходов

Что касается жидких отходов, то одним из часто используемых способов является их выброс в окружающую среду, а именно озера, реки и моря. Этот способ крайне пагубно сказывается на здоровье человека и состоянии экологии.

Захоронение

Эффективный метод захоронения вредных жидких отработок – это их подземное захоронение. Закачка с помощью скважин является приемлемым методом, так как обезвреживание и захоронение другим способом на поверхности просто не представляется возможным.

Это мероприятие предотвращает загрязнение поверхностных и сточных вод, а значит, бережет здоровье и экологию. И это подтверждают ученые.

Скважина состоит из нескольких труб:

• Внешняя оболочка – труба, спускающаяся на 60 метров ниже водоносного слоя. Подвергается цементированию с обеих сторон. Защищает воду от загрязнений.
• Защитная – труба от поверхности приблизительно до зоны закачки. Цементируется с обеих сторон.
• Труба для закачки – по ней направляют отработки в зону закачки.

В целях улучшения сложившейся ситуации необходимо создание региональных центров по обработке жидких отходов. На территории России достаточно подходящих мест, удовлетворяющих требованиям с точки зрения геологии.

Это подтверждается многолетним опытом в этой сфере. Конечно, не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Нужны большие временные и финансовые затраты для налаживания этого процесса.

Для обезвреживания жидких отходов применяют методы:

• Выпаривание – на выходе происходит отделение радиоактивных веществ в форме густой массы от безвредной жидкости.
• Биохимическая обработка – микроорганизмы собирают вещества, которыми питаются сами.
• Химическое осаждение

Сжигание

Производится путем обычного сжигания на заводе и с помощью пиролиза (безвоздушное сжигание). Целью этого метода является полная детоксикация веществ, для этого процесс происходит под действием высоких температур, примерно 800° С.

Для сжигания на заводе используют обжиговые печи, многокамерные печи, печи с сжиганием в расплаве солей. Недостатком является высокая стоимость этих установок.

Заводы решающие проблемы переработки остатков

В современное время темпы роста количества отработок в мире постоянно увеличиваются.  Свалки и полигоны занимают все больше территорий. Это все приводит к росту рынка переработки и утилизации отходов. В основном заводы по переработке располагаются близ больших городов.

В России функционирует примерно 11 000 мест для захоронения, 4 завода для сжигания отходов, 5 заводов по переработке.

На базе завода по производству различного оборудования в сфере энергообеспечения работает предприятие по переработке отходов. К их группе относятся отработки химической и нефтяной промышленности.

Целью работы таких предприятий является:

• Обезвреживание отработок.
• Защита природной среды.
• Использование материалов в качестве вторсырья.

В Германии на производстве осуществляется сортировка мусора, дабы сократить расходы на сортировку.

Все отработки делят на несколько видов:

• Бумажные отработки
• Стеклянные
• Полимеры
• Органические отработки
• Металлические
• Электроприборы
• Утиль

В Германии развито преобразование отходов в электроэнергию и тепло, в частности на мусоросжигательном заводе и ТЭЦ. В этой стране существует запрет на захоронение необработанного мусора, поэтому из отработок генерируются такие полезные продукты как тепло, пар и энергия. Что позволяет сдержать рост цен на эти нужды.

За прошедшие 20 лет в Германии в корне изменилась ситуация в сфере работы с отходами. Если раньше почти все отработки подлежали простому захоронению, как и в нашей стране, то сейчас широко распространено производство вторичных ресурсов из мусора.

Можно сказать, что эта страна является первопроходцем в этой области. Ни одна страна не может конкурировать с Германией по объему переработанных отходов. Методы переработки Германии – самые успешные и инновационные на всей планете.

Проблема бытовых отходов

Вторичная переработка отходов

Проблема мусора

Положительные и отрицательные стороны производства компоста