10.3. Защита земель

10.3.1. Обращение с отходами

Радикальное решение проблемы защиты земель от отходов возмож­но при разработке новых технологий и малоотходных производств. Для обобщения особенностей малоотходного производства можно выделить ряд взаимосвязанных принципов, лежащих в его основе.

Продукт Продукт

а

Отходы

Отходы

б

«п» раз

Рис. 10.26. Принципы малоотходных технологий:

а — системности; б — комплексности; в — цикличности. Увеличение числа «п» ведет к суще­ственному снижению отходов

Ключевым в этом ряду является принцип системности (рис. 10.26, а). В соответствии с этим принципом каждый отдельный процесс или производство рассматриваются как элемент более сложной индуст­риальной системы. Так, например, отходы нефтехимии — шламы, теплоэнергетики — золошлаковая смесь, химической промышлен-

ности — отсев извести используются для получения цемента, при этом возникающие отходы используются в промышленности строи­тельных материалов, а отходы последней — в сельскохозяйственной отрасли и т. д.

Другой важнейший принцип — принцип комплексности исполь­зования сырьевых ресурсов (см. рис. 10.26, б). Практически все ис­пользуемое сырье многокомпонентно, и в среднем на 1/3 его стоимо­сти составляют сопутствующие элементы. Так, уже в настоящее вре­мя практически все серебро, висмут, платину, более 20 % золота и около 30 % серы получают «попутно» при переработке комплексных руд. Повышение комплексности использования ресурсов, например, в лесопромышленном производстве, имеет не только экологическое, но и важное экономическое значение.

Третьим принципом создания малоотходного производства явля­ется принцип цикличности материальных потоков (рециклинг) (см. рис. 10.26, в), где важную роль играют замкнутые водооборотные цик­лы, рециркуляция газовых потоков, утилизация твердых отходов. Во всем мире это направление приобретает весьма важное значение. Уже сейчас технически возможно использовать 2/3 образующихся отхо­дов, причем капитальные вложения при переработке вторичного сы­рья примерно в 4 раза меньше, чем первичного. Эколого-экономиче- ский эффект использования вторичного сырья на примере трех рас­пространенных видов отходов представлен в табл. 10.6.

Таблица 10.6. Эффект, %, по отношению к производству из первичного сырья

—Вид производства Достигаемый эффект	Сталь из желез­ного лома	Стекло из стек­лобоя	Бумага из маку­латуры
Сокращение:
загрязнения воздуха	86	14	73
загрязнения воды	76	—	35
твердых отходов	57	79	39
Экономия:
энергии	74	6	70
воды	40	50	61
первичных ресурсов	90	54	100

В нашей стране за счет использования вторичного сырья произво­дится 30 % стали, 25 % бумаги, 20 % цветных металлов. Однако суще­ствуют пределы в утилизации отходов. По мере увеличения доли вто­ричного сырья, в материальных циклах идет накопление примесного вещества. Например, в стали, выплавленной из металлолома, накап- 25 50 75 100 Степень утилизации, %

Рис. 10.27. Влияние степени утилизации отходов на расход энергии

ливается медь, цинк, кобальт. При увеличении степени утилизации отходов требуются большие затраты энергии на очистку и сепарацию данного вида отходов. Влияние степени утилизации на расход энер­гии показано на рис. 1,0.27.

Из этой закономерности следует вывод о принципиальной недос­тижимости 100 % утилизации отходов, т. е. невозможности создания абсолютно безотходного производства.

Правовые основы обращения с отходами определяет Федераль­ный закон «Об отходах производства и потребления» (1998), который преследует две цели:

230. предотвращение вредного воздействия отходов на здоровье че­ловека и окружающую природную среду;

231. вовлечение отходов в хозяйственный оборот в качестве допол­нительных источников сырья.

Закон формулирует основные понятия.

Отходы производства и потребления — остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства или потребления, а также товары, утратившие свои по­требительские свойства (закон не распространяется на отходы в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водные объекты, радиоактивные от­ходы).

Опасные отходы — отходы, содержащие вредные вещества и обла­дающие опасными свойствами (токсичностью, взрыво-пожароопас- ностью, высокой реакционной способностью) или содержащие воз­будителей инфекционных болезней.

Обращение с отходами — деятельность, в процессе которой отхо­ды образуются, собираются, используются, обезвреживаются, транс­портируются, размещаются (хранятся или захораниваются).

Объект размещения отходов — специально оборудованное соору­жение, предназначенное для временного или постоянного размеще­ния отходов (полигон, шламохранилище, отвал горных пород и др.).

Лимит на размещение отходов — предельно допустимое количест­во отходов конкретного вида, которое разрешается размещать опре­деленным способом на установленный срок с учетом экологической обстановки на данной территории (аналог ПДВ и ПДС).

Норматив образования отходов — установленное количество отхо­дов конкретного вида при производстве единицы продукции (рассчи­тывается с учетом типа технологии и коэффициента использования материалов).

Паспорт опасных отходов — документ, удостоверяющий принад­лежность отходов к отходам соответствующего вида и класса опасно­сти, содержащий сведения об их составе.

Промышленные отходы (ПО) классифицируются по агрегатному состоянию: твердые (строительный мусор, пустая горная порода, шлак, зола, металлы, пластмассы, резина и т. п.); пастообразные (шламы очистных сооружений сточных вод, краски, смолы, загущен­ные нефтепродукты) и жидкие (смазочно-охлаждающие жидкости, растворители, отходы гальванопроизводства и т. п.). Их разделяют на два вида: нетоксичные (неопасные, нейтральные для окружающей среды и человека) и токсичные.

В соответствии с Санитарными правилами «Порядок накопле­ния, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов» (1985) токсичные промышленные отходы подразделяют на четыре класса: I класс — чрезвычайно опасные (нали­чие в отходах ртути, хромовокислого калия, оксида мышьяка и других токсичных веществ); И класс — высокоопасные (наличие хлористой меди и никеля, азотокислого свинца, сурьмы и др.); III класс — уме­ренно опасные (наличие, например, сернокислой меди, оксида свин­ца, четыреххлористого углерода); IV класс — малоопасные.

Класс опасности промышленных отходов определяется природо- пользователем расчетным путем по нормативному документу «Мето­дические рекомендации и порядок определения класса опасности от­ходов» (1996).

Природопользователь, кроме того, обязан организовать сбор, временное хранение токсичных отходов на территории предприятия, рассчитать норматив образования отходов, согласовать лимит на раз­мещение отходов с территориальными органами Госсанэпидемнад- зора и составить паспорт опасных отходов.

Нетоксичные ПО используются для засыпки оврагов, в качестве изолирующего материала на свалках бытовых отходов, при строи- тельстве дорог и дамб. Часть токсичных отходов, слаборастворимых в воде, III и ГУ классов опасности допускается для совместного склади­рования и сжигания с твердыми бытовыми отходами при условии со­блюдения санитарно-гигиенических требований.

Основная номенклатура токсичных ПО в соответствии со СНиП 2.01.28—85 должна подвергаться обработке на специальном регио­нальном полигоне. Полигон является природоохранным объектом, включающим:

232. завод по обезвреживанию и утилизации токсичных ПО;

233. гараж специализированного автотранспорта;

234. участок захоронения неутилизируемых токсичных отходов;

235. сооружения очистки поверхностных вод, хозяйственно-быто­вой канализации и дренажа.

На полигоне осуществляют сбор токсичных ПО на предприятиях, их транспортировку, прием, учет, обезвреживание и захоронение.

Статистика промышленных стран Европы показала, что подав­ляющее количество токсичных ПО (до 80 %) органического происхо­ждения. По физическому состоянию и теплотворной способности от­ходы бывают:

Твердые, органического происхождения 50 -ь 60 % (15 -ь 20 МДж/кг)

Пасты и шламы органического происхождения . . 10 -ь 15 % (12-ь25 МДж/кг)

Жидкие органические отходы Ю ч- 15 % (5 4- 28 МДж/кг)

Шламы, содержащие органические и минеральные за­грязнения 6-^8%

Отходы неорганические 8 -ь 10 %

Наиболее распространенными методами обезвреживания ток­сичных промышленных отходов в настоящее время являются:

236. для отходов органического происхождения — сжигание при высоких температурах —900 1100°С (при наличии галогенсодержа- щих соединений до 1200 1400°С). При этом методе большая часть всех токсичных отходов обезвреживается, а объем несгоревших ос­татков может быть доведен до 10 % первоначального объема;

237. для неорганических веществ — физико-химическая обработ­ка в несколько стадий, которая приводит к образованию безвредных, нерастворимых в воде соединений.

Типичная установка для сжигания неутилизируемых токсичных органических отходов представлена на рис. 10.28. Вращающийся ба­рабан печи является основным элементом установки для сжигания отходов. Загрузка печи твердыми отходами осуществляется мостовым краном с грейфером, пастообразные отходы в бочках подаются при

Рис. 10.28. Установка термического обезвреживания токсичных промышленных отходов (фирма «МАН» — ФРГ):

1 — разгрузка отходов; 2 — загрузка бочек; 3 — загрузка сыпучих отходов; 4 — печь с вращающим­ся барабаном; 5— камера дожигания; 6 — котел-утилизатор; 7— электрофильтр; 8— скруббер

помощи роликовых транспортеров, жидкие отходы — насосами по трубопроводам к форсункам-горелкам. Скорость дымовых газов в ба­рабане 2 -ь 3 м/с, коэффициент избытка воздуха а = 2,2 н- 2,5, время нахождения отходов в печи 0,5 т2ч.

В камере дожигания достигается полное окисление всех органи­ческих загрязнений дымовых газов. В нижней части печи располага­ется система мокрого золо-шлакоудаления. Для охлаждения выходя­щих из камеры дожигания дымовых газов и утилизации теплоты сго­рания отходов с целью выработки перегретого водяного пара устанав­ливается котел-утилизатор. Система очистки дымовых газов, как правило, состоит из очистки газов от пыли (циклон, электрофильтр) и адсорбции токсичных газов (скруббер, орошаемый водным раство­ром солей с добавлением щелочных компонентов).

Технологии переработки неорганических отходов основываются на механических, гидродинамических, тепловых, диффузионных, химических, биохимических процессах. В реальной технологии обез­вреживания и утилизации токсичных отходов сочетаются различные методы воздействия.

Наиболее распространенные методы подготовки твердых отходов к переработке, лежащие в основе большинства технологических

11—Белов 321