4.3.2 Основные принципы и технологические процессы переработки отходов

В мировой практике известны более 20 методов обезвреживания, переработки и утилизации твердых отходов. Методы обезвреживания и переработки отходов до конечной цели можно разделить на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных материальных ресурсов) [51, 55].

Переработка отходов – технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции [51, 55].

Утилизация отходов – более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д [51, 55].

Переработка отходов заключается в осуществлении каких-либо технологических операций, в результате которых изменяются физические, химические и биологические свойства и /или их состав.

Целью переработки является их использование в качестве материально-сырьевых ресурсов или обезвреживание и удаление.

При переработке отходы претерпевают глубокие превращения, сопровождающиеся изменением их агрегатного состояния, химического состава и физической структуры.

Технологии переработки отходов базируются на механических, гидро- и аэродинамических, физических, химических, биохимических, тепло- и массообменных процессах.

Как правило, при осуществлении переработки и/или утилизации отходов сочетаются различные способы воздействия на них.

Механические процессы широко применяются при подготовке отходов. К ним относятся [51, 55]:

• измельчение отходов (дробление, фрагментирование крупногабаритных отходов, помол);

• сортировка отходов;

• компактирование (пакетирование, брикетирование, гранулирование, таблетирование, высокотемпературная агломерация);

• смешение материалов (пневматическое и механическое).

Гидро- и аэродинамические процессы используют для разделения смесей отходов по видам и перемещения их в различных аппаратах. Они часто сочетаются с теплообменными, механическими и физико-химическими процессами. К таким методам относятся [51, 55]:

• гравитационное отстаивание;

• пенная сепарация;

• центробежная сепарация;

• фильтрация жидкостей;

• аэродинамическая сепарация.

Теплообменные процессы являются неотъемлемой частью многих способов переработки отходов и используются при их сжигании, пиролизе и при других процессах, в которых имеет место выделение и утилизация теплоты или необходимость охлаждения отходов и продуктов их переработки. Такими процессами являются: электронагрев, нагрев электрическим сопротивлением, индукционный нагрев, высокочастотный нагрев, нагрев электрической дугой [51, 55].

Массообменные процессы лежат в основе способов утилизации отходов, при которых осуществляется перенос массы вещества путем дистилляции, сорбции, сушки, кристаллизации и др. Они, как правило, сочетаются с теплообменными и механическими, а иногда и с химическими процессами. Массобменные процессы реализуются в виде абсорбции, адсорбции, перегонки жидкостей, сушки, кристаллизации и экстракции [51, 55].

Физические процессы основаны на законах поведения твердых тел в различных полях (электромагнитном, гравитационном и др.) и под действием различных излучений. При этом главными физическими свойствами, по различию в которых происходит разделение отходов по видам, являются плотность, размер, вязкость, хрупкость, магнитная восприимчивость, электропроводность и пр. Такие процессы реализуются посредством магнитной видовой сепарации, электродинамической, электрической, рентгенорадиометрической сепарации [51, 55].

Химические процессы используют для окисления и восстановления материалов, для перевода отходов из одного физического состояния в другое, изменения каких-либо характеристик веществ и т.д. При химических процессах происходит изменение химического строения веществ. Они сочетаются с теплообменными, гидродинамическими, диффузионными и механическими процессами. К химическим процессам относятся некоторые способы регенерации отработанных моторных масел, переработки отходов пластмасс и резины и др [51, 55].

Биохимические процессы применяют для утилизации отходов с помощью микроорганизмов (например, компостирование). Это наиболее сложные технологии, при реализации которых используются и другие рассмотренные выше способы обработки отходов. Они сочетаются теплообменными, химическими, гидродинамическими и механическими процессами [55].