Транспортировка и утилизация ртутьсодержащих отходов

Ртуть — это токсичное вещество, которое обладает уникальными химическими свойствами. Поэтому она активно используется в промышленности, строительной отрасли, электротехнике. Утилизация ртутьсодержащих отходов крайне важна, так как ртуть является опасным веществом.

Характеристики ртути

С точки зрения классической химии, ртуть очень быстро распределяется в естественной среде и обладает широким разнообразием форм. Несмотря на большое количество технологических преимуществ, это вещество чрезвычайно токсично для живых организмов даже при минимальных сроках экспозиции в малых дозах.

Попадание паров ртути может вызвать различные неприятные последствия:

• Централизованной поражение нервной системы.
• Поражение выделительной системы с потерей функций основных органов.
• Хронические отравления, которые могут привести к появлению специфической устойчивой симптоматики: дрожание конечностей, тахикардия и брадикардия, нервное перевозбуждение, психическая симптоматика.
• В числе симптомов отравления ртутью: эмоциональная лабильность, нервные расстройства, апатия, бессонница, нарушение когнитивных функций, нарушение памяти.

В связи с высокой токсичностью, ртуть относят к веществам 1 класса опасности, а ртутьсодержащие отходы, соответственно относятся к отходам 1 класса опасности. К перевозке, хранению, обеззараживанию и утилизации таких отходов предъявляют особые требования. Организации, которые занимаются утилизацией отходов, проходят строгое лицензирование.

Опасность ртутьсодержащих отходов

Главный источник поступления ртути в окружающую среду их отработанных отходов — это ртутные лампы. Несмотря на развитие новых технологий, такие лампы до сих пор активно используются для освещения жилых помещений, муниципальных зданий, промышленных комплексов.

Массовое применение ртутных ламп обусловлено целым рядом преимуществ: от высокой световой отдачи до низкой стоимости и большого срока службы. Основная проблема заключается в том, что вышедшие из строя лампы, должны быть утилизированы в установленном порядке, так как они являются потенциальным источником токсичной ртути.

Можно отметить следующие проблемы, связанные с ненадлежащей утилизацией ртутьсодержащих отходов:

• Недостаточное количество контейнеров для селективного сбора приводит к тому, что ртутные лампы попадают в отходы ТБО.
• Недостаточный контроль над отходами промышленности приводит к нерегистрируемым сбросам токсичных отходов.

Большая часть населения выбрасывает лампы с обычным мусором, ртуть попадает на полигоны ТБО и городские свалки. Через воду и воздух, токсичное вещество проникает с экосистему и может привести к долговременным нарушениям в биогеоценозе местности.

Одна ртутная лампа содержит от 3 до 5 мг ртути. Опасность повышает тот факт, что токсин находится в газовом агрегатном состоянии, а значит, при попадании на воздух, быстро распределяется в окружающей среде. При неблагоприятных условиях, такой выброс паров может привести к отравлению жителей близлежащих населенных пунктов (при определенных погодных условиях и достаточном количестве токсических отходов).

В связи с этим, ртуть относят к 1 классу опасности, то есть к чрезвычайно опасным химическим веществам. Для ртути установлены строгие правила хранения, перевозки и утилизации (процесс утилизации ртутьсодержащих отходов называется демеркуризацией).

Ситуация в России

Согласно статистическим данным из открытых источников, за прошлый год на территории России накопилось более 700 тысяч тонн неутилизированных токсичных отходов и отработок. Ежегодно это количество увеличивается на 10 тысяч тонн.

Главные проблемы хранения и утилизации отходов в России:

1. Процент ежегодно обезвреживаемых отходов неизмеримо меньше количества скапливающихся за тот же год отработок. При этом старые запасы утиля также не обезвреживаются.
2. Ежегодно требуется перерабатывать порядка 20-30 тысяч тонн. Имеющиеся мощности позволяют обрабатывать в десять раз меньше.
3. Отмечен недостаток специализированных бункеров. Так как ртуть относится к чрезвычайно опасным веществам, ее необходимо хранить в специально оборудованных помещениях. В противном случае не переработанные и не обезвреженные материалы попадают в природу. На данный момент даже не у всех перерабатывающих предприятий имеются оборудованные склады.

Законодательно установлены особые санитарно-эпидемиологические требования к концентрации ртутных паров в воздухе. Максимально допустимая норма составляет 0,0003 мг/м³. При этом температура не должна подниматься выше 18 °C. Если температура поднимается выше, ртутные отходы начинаются испаряться и становятся опасными для жизни человека.

Главная опасность для людей состоит в том, что отравление не проявляется мгновенно, токсин может накапливаться в организме. В момент, когда появятся первые симптомы, уже будет накоплена значительная доза отравляющего вещества.

Требования к хранению и сбору отходов

Для хранения разработан стандарт тары, которая исключает попадание в воздух паров ртути, даже если лампа разобьется.

Согласно действующему российскому законодательству, отработанные лампы запрещено самостоятельно:

• Обезвреживать
• Транспортировать
• Накапливать
• Хранить
• Использовать тем или иным образом
• Утилизировать

Строгие правила установлены в связи с тем, что пары ртути могут навредить всем жильцам дома. За сбор и временное хранение отработок отвечают местные власти. Впоследствии лампы передаются лицензированным организациям для обезвреживания, утилизации, переработки или хранения.

Правила транспортировки

Перед утилизацией ртутьсодержащие отходы необходимо транспортировать к месту обработки. Это также могут делать только специализированные организации.

К транспортировке отходов со ртутью предъявляют следующие требования:

• На протяжении всего времени транспортировки отходы должны храниться в герметичных контейнерах, оборудованных специально для перевозки ртутьсодержащих отработок.
• Транспортное средство должно быть оборудовано таким образом, чтобы минимизировать вероятность выброса паров ртути даже в случае аварии.
• Персонал должен работать в защитных костюмах и масках.
• Все контейнеры с отходами должны быть соответствующе промаркированы.

Что касается пунктов хранения отходов, то они должны быть оборудованы газосигнализаторами, так как даже самые строгие меры безопасности не позволяют полностью исключить вероятность испарения ртути. Газосигнализаторы срабатывают автоматически, при попадании в воздух токсических соединений.

Пункты хранения должны быть расположены на достаточном удалении от общественных мест и жилых кварталов. На территории пункта хранения может находиться только персонал, посторонним вход воспрещен.

Правила обезвреживания и утилизации отходов

Согласно действующему законодательству, утилизация ртутьсодержащих остатков не может производиться путем захоронения. Поэтому применяются различные способы демеркуризации (обезвреживания) отработок.

Правила следующие:

• Демеркуризация производится на территории лицензированных организаций
• Демеркуризация производится строго по установленным правилам и нормам
• Все предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией, должны вести отчетность, в которой указано: сколько веществ и когда получено, сколько переработано, сколько получено вторсырья

Кроме того, у каждого перерабатывающего или утилизирующего предприятия должен быть разработан комплекс мер на случай утечки токсичных газов.

Термическая демеркуризация

Все методы обезвреживания ламп можно разделить на две большие группы: термические и бестермические. Термические методы применяются давно, хорошо знакомы перерабатывающим предприятиям, относительно недороги. Бестермические – это методы, которые только начинают использоваться и, возможно, сделают переработку ртути проще, быстрее или дешевле.

Суть термического способа демеркуризации состоит в нагреве колб до температуры от 450 до 5500 градусов (в зависимости от метода) с последующей отгонкой ртути в вакууме или при высоком давлении. Затем пары ртути конденсируют. Термические методы основаны на температуре кипения ртути – 357 градусов.

Технологии демеркуризации

Выделяют три основных технологии:

1. Термическая обработка в шнековой трубчатой печи с электронагревателем. Обработка производится при температуре от 500 до 5500 градусов. Эта технология разработана и запатентована. Особенность метода в том, что технологический газ дожигают при 800-900 градусах еще перед конденсацией паров ртути. Таким образом, все органические соединения надежно разлагаются на углекислый газ и воду.
2. Термо-вакуумная обработка в специальной камере. Давление в камере составляет не более 0,01 мм ртутного столба.
3. Термохимическое обезвреживание в камере периодического действия. Суть метода состоит в нагреве ламп с последующей 25-минутной выдержкой при температуре, которая обеспечит десорбцию ртути из колбы. Затем производят резкое охлаждение в специальном смесителе с оборотным раствором. В результате ртуть в полном объеме выделяется из стекла колбы и связывается в нерастворимые безопасные для человека соединения. Сама колба разрушается под воздействием температуры.

С точки зрения экономики, наиболее выгодна первая описанная технология. Так как термообработка ламп в шнековой печи позволяет работать в непрерывном режиме, технология нечувствительна к составу исходного сырья. А полученный в результате демеркуризированный металл можно обогащать и использовать повторно.

Термо-вакуумная методика подходит для обработки «чистого» утиля, то есть термометров, тонометров, ртутных вентилей. Этот метод не так эффективен, в основном из-за того, что процесс демеркуризации идет медленнее в присутствии органических соединений. Кроме того специалисты отмечают, что запатентованные для этой технологии камеры демеркуризации ненадежны.

Термо-химическая технология менее выгодна с точки зрения и экономики, и экологии: метод не позволяет вести переработку в непрерывном режиме, а в результате демеркуризации образуются сточные воды.

На данный момент обезвреживание ртутьсодержащих отходов термическими методами встречается наиболее часто, несмотря на то, что все описанные способы имеют ряд существенных недостатков:

• Сложность в эксплуатации
• Энергоемкость
• Обязательное наличие высоких температур (как следствие – повышенные требования к безопасности на перерабатывающем предприятии). Как следствие – дороговизна обработки, приходится содержать дополнительный персонал и проводить мониторинг оборудования.
• Необходимость доработки систем сорбции ртути из газа
• Высокая вероятность выброса газа в атмосферу при нарушении герметичности любого узла демеркуризационной камеры

Поэтому активно ведется разработка принципиально новых методов очистки и обезвреживания ртутьсодержащих отходов.

Новые методы демеркуризации

Наибольший интерес представляет так называемый жидкофазный метод демеркуризации (или гидрометаллургический). Суть метода:

1. Использованные лампы необходимо измельчить, обычно, для этого используется шаровая мельница.
2. Одновременно происходит двухэтапная отмывка ртути и люминофора с цоколей и стекла.
3. Для отмывки применяется особый состав, состоящий из едкого натра, йодистого калия, йода и хлористого натрия.

Процесс измельчения отработанных ламп в шаровой мельнице занимает порядка 30-180 минут. При этом  интервал температур составляет 20-50 градусов Цельсия. Преимущество метода видно сразу: нет необходимости поддерживать высокие температуры, как следствие – ниже затраты и выше безопасность.

Технологически процесс требует трехсоставного оборудования:

1. Шаровая мельница
2. Специальная аппаратура, сконструированная на базе барабанного грохота
3. Реактор для химических превращений

После того как процесс демеркуризации завершится, необходимо очистить реагент от солей ртути, а сами соли обезвредить, например, с помощью цементирования алюминием. Данная технология является наиболее чистой экологически и обеспечивает максимальный процент извлечения ртути.

Особенности утилизации ртутьсодержащих ламп

Процесс утилизации ртутьсодержащих ламп регулируется сразу несколькими документами, основные – это № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления», а также специализированные Правила по обращению с особо опасными отходами производства и потребления.

Согласно этим нормативным актам, абсолютно все от физических лиц до ИП и предпринимателей обязаны сдавать ртутьсодержащие лампы на переработку в порядке, установленном местной администрацией. Для физических лиц административные наказания за нарушение не предусмотрены. Но компании и должностные лица, а также ИП могут быть оштрафованы. При повторном нарушении возможна уголовная ответственность.

Подобные меры необходимы, чтобы снизить количество незарегистрированных пунктов хранения, а также минимизировать экологический ущерб от случайной утилизации ламп на полигонах ТБО вместе с другими бытовыми отходами.