- •I технология защиты биосферы
- •1 Источники, классификация и методы переработки твердых отходов
- •1.1 Источники и классификация твёрдых отходов
- •1.2 Механическая, механотермическая и термическая переработка твердых отходов (то)
- •2 Переработка отходов неорганических производств
- •2.1 Переработка отходов сернокислотного производства
- •2.2 Переработка отходов производства фосфорных удобрений
- •2.3 Переработка отходов производства калийных удобрений
- •2.4 Переработка отходов производства кальцинированной соды
- •2.5 Переработка отходов горнодобывающей промышленности
- •2.6 Переработка отходов углеобогащения
- •2.7 Переработка и использование сопутствующих пород
- •3 Отходы черной металлургии
- •3.1 Технологические процессы производства шлакового щебня
- •3.2 Шлаки цветной металлургии
- •4 Отходы тепловых электростанций
- •5 Технологии переработки твердых бытовых отходов
- •5.1 Технология сбора, удаления и складирования тбо
- •5.1.1 Масштабы образования и нормы накопления тбо
- •5.1.2 Состав и свойства тбо
- •5.1.3 Технология сбора тбо на местах их образования
- •5.1.4 Технология эвакуации тбо
- •5.1.5 Технология складирования тбо на полигонах
- •5.2 Технология рекультивации территорий закрытых полигонов
- •5.3 Термические методы переработки тбо
- •5.3.1 Классификация методов
- •5.3.2 Термические методы переработки тбо при температурах ниже температуры плавления шлака
- •5.3.2.1 Слоевое сжигание неподготовленных тбо в топках мусоросжигательных котлоагрегатов
- •5.3.2.2 Слоевое сжигание тбо в топке с наклонно переталкивающей решёткой
- •5.3.3 Сжигание в барабанных вращающихся печах
- •5.3.4 Сжигание в печах кипящего слоя
- •5.3.5 Сжигание-газификация в плотном слое кускового материала без его принудительных перемешивания и перемещения
- •5.3.6 Термические методы переработки тбо при температурах выше температуры плавления шлака
- •5.3.6.1 Сжигание в слое шлакового расплава
- •5.3.6.2 Сжигание с использованием электрошлакового расплава
- •5.3.6.3 Пиролиз тбо
- •5.4 Выработка и использование тепловой и других видов энергии на мусоросжигательных заводах
- •5.4.1 Основные предпосылки и факторы сравнения технологических схем утилизации мсз
- •5.4.2 Использование тепла мсз в системах теплоснабжения
- •5.4.2.1 Выбор варианта включения мсз в схему теплоснабжения
- •5.4.3 Использование тепла мсз для выработки электрической энергии
- •5.4.4 Использование тепла мсз для холодильных установок и систем кондиционирования воздуха
- •5.4.5 Использование тепла мсз для сушки осадков сточных вод
- •5.4.5.1 Испарительная сушка осв с использованием в качестве теплоносителя дымовых газов мсз
- •5.4.5.2 Испарительная установка сушки осв с использованием в качестве теплоносителя получаемого на мсз пара
- •5.5 Охрана окружающей среды при эксплуатации мсз
- •5.5.1 Очистка дымовых газов мсз
- •5.5.1.1 Характеристика дымовых газов мсз
- •5.5.1.2 Приемы очистки дымовых газов мсз
- •5.5.2 Утилизация золошлаковых отходов мсз
- •5.6 Аэробное компостирование тбо
- •5.7 Комплексная переработка тбо
- •II технология рекуперации промышленных отходов
- •1 Определения и классификация
- •2 Классификация твердых промышленных и бытовых отходов (тп и бо)
- •3 Технология переработки отходов. Содержащих или образующих органические вещества (диоксины и родственные им соединения)
- •3.1 Полиароматические углеводороды
- •3.2 ”Грязная дюжина”
- •3.3 Процессы, источники образования диоксинов, их токсичность
- •3.4 Полувыведение и полупревращение диоксинов
- •3.5 Показатели токсичности диоксинов
- •4 Технология переработки отходов. Содержащих или образующих неорганические вещества
- •4.1 Неорганические токсины
- •5 Переработка и утилизация отходов пластмасс
- •1 Предварительная очистка и сортировка 2 Измельчение 3 Отмывка и сепарация 4а Классификация по видам 4б Сушка
- •6 Использование при выпуске изделий 5 Конфекционирование и гранулирование
- •5.1 Сепарация пластмассовых отходов из бытового мусора
- •6 Переработка термопластичного вторичного сырья
- •6.1 Измельчение
- •6.2 Уплотнение
- •6.3 Агломерация
- •6.4 Промывка и сушка
- •6.5 Дегазация и фильтрование
- •6.6 Гомогенизация и пластикация
- •6.7 Технология подготовки и использования вторичного сырья из смесей термопластов с другими материалами
- •7 Переработка вторичного сырья эластомеров. Шины и рти
- •7.1 Использование целых шин
- •7.2 Сжигание шин с целью получения энергии
- •7.3 Пиролиз шин
- •7.4 Дробление (измельчение) изношенных шин
5.5 Охрана окружающей среды при эксплуатации мсз
Контроль за функционированием МСЗ осуществляют предприятия природоохранного профиля, т.к. работа МСЗ сопровождается различного уровня негативным воздействием на биосферу. Это воздействие в наибольшей степени связано с дымовыми газами и твердыми продуктами термической переработки ТБО.
5.5.1 Очистка дымовых газов мсз
В качестве основного показателя санитарного состояния атмосферного воздуха принято содержание в нем поступающих с выбросами твердых частиц (сажи, летучей золы), сернистого ангидрида SO2, оксидов азота NOх и оксида углерода CO.
5.5.1.1 Характеристика дымовых газов мсз
В составе дымовых газов МСЗ, помимо названных выше взвешенных веществ и оксидов, могут присутствовать при наличии в сжигаемых ТБО хлор- и фторсодержащих компонентов (в частности, в массе некоторых пластмассовых отходов) хлорид водорода HCl и фторид водорода HF. Наряду с этим, отходящие газы МСЗ отличаются от дымовых газов энергетических установок, работающих на природном топливе, высоким (от 10 до 20 %) содержанием водяных паров, что обусловлено значительной влажностью ТБО. Среди загрязняющих дымовые газы МСЗ веществ могут присутствовать также полихлордибензодиоксины (ПХДД) и полихлордибензофураны (ПХДФ).
Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха на уровне дыхания человека выбросами вредных веществ промышленных предприятий и котельных в нашей стране определяют по величине концентрации вредности (загрязнения) при неблагоприятных метеорологических условиях, значение которой не должно превышать ПДК.
Результаты прямых аналитических определений свидетельствуют, что содержание вредных веществ в выбросах из дымовых труб МСЗ (при отсутствии газоочистного оборудования) превышает нормативы в 3-200 раз в зависимости от состава сжигаемых отходов, конструкции печи и режима ее работы. Дымовые газы отечественных МСЗ содержат от 1500 до 5000 мг/м3 взвешенных частиц. МСЗ не являются крупными (по сравнению с предприятиями теплоэнергетики, функционирующими на твердом и жидком топливе) источниками загрязнения атмосферного воздуха оксидами серы из-за сравнительно малого ее содержания в ТБО – 0,05-0,3 % от общей массы (содержание серы в мазутах, сланцах и подмосковных углях составляет соответственно 0,5-5, 3-4 и 2,5-4 %). Кроме того, при сжигании ТБО часть ее переходит в сульфаты, остающиеся в шлаке.
Содержание оксидов азота в дымовых газах МСЗ определяется температурой в топках соответствующих агрегатов, обычно находящейся в интервале 850-1000 ºС, в то время как интенсивное образование оксидов азота имеет место при температурах выше 1100 ºС.
Среди других газообразных токсикантов дымовых газов МСЗ следует отметить альдегиды и органические кислоты, образующиеся при неполном окислении пищевых отходов, жиров, масел и некоторых других компонентов ТБО. Кроме того, следует иметь в виду возможность поступления в окружающую среду при сжигании ТБО канцерогенных веществ (бенз(а)пирен, бенз(а)антрацен, керонен, фенантрен и пирен). Однако с учетом улавливания современными пылеулавливающими устройствами до 99% летучей золы, сорбирующей названные канцерогены, а также ее рассеивания через дымовые трубы концентрация этих веществ в приземном слое воздуха оказывается существенно меньшей величин действующих ПДК.
Кроме указанных загрязняющих веществ, в дымовых газах МСЗ присутствуют аммиак, озон и некоторые другие вредные вещества, но их количества крайне незначительны.
Сложной проблемой при сжигании ТБО является образование диоксинов и фуранов.
Органическая химия насчитывает 75 соединений класса ПХДД и 135 соединений класса ПХДФ. Эти соединения можно встретить во многих искусственно полученных продуктах, таких как средства защиты растений (пестициды, гербициды), а также в минимальных количествах в изделиях, технология получения которых способствует образованию ПХДД и ПХДФ.
2,3,7,7-ПХДД при нормальных условиях представляет собой твердое вещество с молекулярной массой 321,8, имеющее температуру плавления 303-305 ºС и растворимость в воде 0,2 мкг·л-1. Оно устойчиво в процессах окисления и восстановления, инертно к кислотам и щелочам, является стабильным до определенного уровня температур. При температуре 600 ºС начинает разлагаться, а при выдержке более 3 с при температуре свыше 1000 ºС полностью распадается.
Источником образования диоксинов являются химические процессы сжигания и термообработки сырья, содержащего хлорированные углеводороды, образующиеся на электростанциях, сжигающих бурый уголь, каменный уголь и мазут, мусоросжигательных заводах, установках огневого обезвреживания ряда промышленных и специфических отходов. Поставщиками диоксинов являются также работающие бензиновые и дизельные двигатели, процессы жарения и копчения, сжигания древесины, топливных брикетов, кокса, масел, различные виды пожаров, включая возгорания электрических трансформаторов, заполненных маслами, содержащими полихлорированные бифенилы. Кроме того, доказано, что смет на улицах крупных городов содержит диоксины.
Необходимо отметить, что обнаружение диоксинов весьма затруднено, так как обычно речь идет об их количествах, измеряемых нано- и пикограммами на единицу массы или объема. Например, содержание (в пг/г) 2,3,7,8-ПХДД составляет в саже выхлопных газов дизельных двигателей – 1-4, в саже дымоходов отопительных печей -1-100, в пепле сигарет – 1, в смете городских улиц – 6-50.
ТБО содержат как диоксины (например, в составе отработанных масел и некоторых других веществ), так и вещества, из которых могут образовываться диоксины при охлаждении дымовых газов после сжигания отходов. Такими веществами являются, в частности, ПХВ, уголь, древесина, NaCl, HCl. Образующийся при сжигании ТБО шлак вследствие избытка воздуха и быстрого охлаждения не содержит диоксинов. Охлаждаемые дымовые газы уже при 450 ºС содержат диоксины, фиксируемые золой-уносом. Кроме того, зола-унос содержит тяжелые металлы. В этой связи улавливаемую от отходящих газов МСЗ золу необходимо складировать в отвалах, защищенных от воздействия влаги и ветра, или подвергать специальной обработке (переводя, в частности, в связанную и нерастворимую форму, например, путем остекловывания).
Электрофильтры систем газоочистки МСЗ могут в среднем уловить 90 % ПХДД и ПХДФ, образовавшихся при охлаждении дымовых газов и адсорбированных летучей золой. Можно оценить выброс в атмосферу диоксинов. МСЗ, где ежегодно сжигают 8 млн.т. ТБО, образует 40 г диоксинов в год. При адсорбции 82 % их массы годовое поступление в атмосферу составляет 7,2 г.
Это свидетельствует о весьма ничтожных количествах диоксинов, содержащихся в тысячах тонн золы и рассеиваемых с миллионами м3 дымовых газов. Считают, что такое количество диоксинов практически не может представить сколь-либо существенной опасности для населения.
Унос твердых частиц из топки возрастает при интенсификации шуровочного процесса и замене естественной тяги принудительной. Перегрузки по сырью также могут приводить к значительному возрастанию уноса из топки, величина которого зависит от типа и конструкции колосниковой решетки. Чем совершеннее организован процесс сжигания в топке, тем меньше запыленность уходящих дымовых газов и мельче взвешенные в них частицы.
Для выбора средств и систем золоулавливания большое значение имеют плотность подлежащих улавливанию частиц, их удельное электрическое сопротивление, дисперсный и химический составы.