4. Переработка и использование отходов (повторное использование

вторичных материалов, отходов промышленности и потребления).

В настоящее время и по масштабам накопления и по степени негативного воздействия на окружающую среду экологической проблемой века становятся опасные отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация — одна из главнейших задач инженерной защиты окружающей при­родной среды.

утилизация (от лат. utilis — полезный) отходов — извлечение из них и хозяйственное использование различных полезных компонентов; утилизация промышленных отходов — их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобрений и т. п.;

реутилизация — повторная, иногда многократно-последовательная переработка образовавшихся ранее отходов;

захоронение отходов — помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др._; целях исключения возможности их дальнейшего использова­ния и предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду;

детоксикация (обезвреживание) отходов — освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализированных установках.

Отходы производства — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления — изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.

Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (BMP), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве. Однако они бывают токсичные и опасные. Такие отходы в определенных количествах или концентрациях представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.

В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. т отходов, из них вторично используют только 2 млрд. т, т.е. около 28%.

На территории нашей страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земли. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод. атмосферного воздуха, почв и растений.

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

— строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

— сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;

— компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

— ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.);

— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов.

— пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

Основным методом на ближайшие годы как в России, так и за рубежом (особенно для небольших городов) остается складирование на полигонах. После закрытия полигона его поверх­ность рекультивируется для последующего использования земельного участка.

Полигон устраивают там, где в основновании находятся глины и тяжелые суглинки. Площадь земельного участка выбирается с условием срока его эксплуатации 15—20 лет.

Особое внимание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исключить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов — 50—100 лет.

Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэроб­ным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты — например в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твердых бытовых отходов (ТБО) — сжигание их на мусоросжигающих заводах.

Мусоросжигательные заводы получили значительное распространение в странах с высокой плотностью населения и большим дефицитом свободных площадей (Германия, Япония, Швейцария, Бельгия и др.). Главный недостаток мусоросжигательного завода — трудности очистки выходящих в атмосферу газов, особенно от диоксинов, а также более высокие по сравнению с мусороперерабатывающим заводом капитальные и эксплуатационные затраты. Устройство второй и третьей ступени очистки отходящих газов позволит несколько уменьшить экологическую вредность предприятий.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране и за рубежом основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимевными вяжущими и т. д.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и выхода отходов.

Малоотходная и безотходная технологии и их роль в защите среды

обитания.

По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельскохозяйственного производства — создание малоотходной и безотходной технологии.

В 1984 г. эта же комиссия ООН приняла более конкретное определение данного понятия: «Безотходная технология — это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы — производство — потребитель — вторичные ресурсы — таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

Под безотходной технологией понимают также такой способ производства, который обеспечивает максимально полное использование перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов. Более точны следует считать термин «малоотходная технология», так как в принципе «безотходная технология» невозможна, ибо любая человеческая технология не может не производить отходы, хотя бы в виде энергии. Достижение полной безотходности нереально (Реймерс, 1990), поскольку противоречит второму началу термодинамики, поэтому термин «безотходная технология» условен (метафоричен).

Понятие о безотходном производстве позволяет сформулировать требования к новым технологиям и новым аппаратам.

Технологию, позволяющую получить минимум твердых, жидких и газообразных отходов, называют малоотходной и на современном этапе развития научно-технического прогресса она является наиболее реальной.

Безотходная технология — это идеальная модель производства.

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Вместе с тем для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является 1) принцип системности лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является

2) комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.

3) Цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы.

4) К не менее важным принципам создания безотходного производства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения.

5) Общим принципом создания безотходного производства является также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материале- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий.