1362

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Кафедра экологии, защиты леса и лесного охотоведения

ОТХОДЫ И СПОСОБЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ

Методические указания

к практическим занятиям для студентов

по направлению подготовки

05.03.06 – Экология и природопользование

Воронеж 2016

УДК 502.4

Харченко Н.Н. Отходы и способы их переработки [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 05.03.06 – Экология и природопользование / Н. Н. Харченко. – Воронеж: ФГБОУВО «ВГЛТУ», 2016. – 24 с.

Курс «Отходы и способы их переработки» является профессиональноориентированной дисциплиной, цель преподавания которой – является глубокое ознакомление с основными механизмами и формами сбора, временного хранения и утилизации отходов.

Печатается по решению УМС ВГЛТУ (протокол № от __ ____ 2016 г.)

Рецензент: директор ВНИИЛГиСбиотех, канд. биол. Корчагин О.М.

Николай Николаевич Харченко

ОТХОДЫ И СПОСОБЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ Методические указания для практических занятий студентов направления подготовки 05.03.06 – экология и природопользование (уровень бакалавриата)

Подписано в печать 26.08.2016 г. Формат 60х84/16 Объем 2 п.л. Усл. печ. л.1,39. Уч.-изд. л. 1,38. Тираж 20 экз. Заказ _

ФГБ ОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» РИО ФГБ ОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул.

Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ФГБ ОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул.

Докучаева, 10

©ФГБ ОУ ВПО «ВГЛТУ», 2016

Введение

Всовременном мире развитие технологий производства в разных сферах и объемы потребления неизбежно сопровождаются увеличением количества отходов. Промышленные, медицинские, бытовые отходы — все они нуждаются в специализированном подходе к сбору, хранению и утилизации. Это необходимо для обеспечения безопасной переработки мусора с минимальным уроном для природы и экологического состояния территории, а также для возможного использования переработанного материала во вторичном производстве. В развитых странах к вопросам хранения и сбора мусора уделяется особое внимание. Сортировка мусора внедряется на самых первых этапах его появления, разрабатываются специальные правила для грамотного сбора и дальнейшего хранения мусора.

ВРоссии также существует ряд инструкций и нормативных документов, согласно которым требуется осуществлять любые действия с мусором.

Классы опасности отходов

1 Отходы первого класса опасности

К первому классу опасности отходов относятся – ртутьсодержащие. В перечень ртутьсодержащих отходов входят:

гальванические элементы градусники ртутные и люминесцентные лампы

прочие приборы (барометры, монометры)

Периодическое выбрасывание, вышедших из строя, ртутьсодержащих приборов приводит к постоянному содержанию ртути в городской среде. В каждой ртутной или люминесцентной лампе содержится 20-500 мг ртути. Ежегодно в России используется порядка 500 млн. ртутных ламп, 100 из которых выходят из строя. И большая их часть выбрасывается на свалку, то есть в итоге в окружающую среду поступает 10т ртути. С позиции локального загрязнения окружающей среды токсичной ртутью, ртутные лампы представляют серьезную опасность, поскольку при повреждении лампы ртуть очень быстро испаряется. Немало ртути попадает в окружающую среду вместе с выбрасываемыми ртутными термометрами и гальваническими элементами. В настоящее время данная проблема решается соответствующими органами, что обусловило прекращение бесконтрольного выбрасывания ртутьсодержащих приборов.

Всоответствии с требованиями природоохранного законодательства, сбор отходов первого класса опасности должен производиться раздельно от других отходов и храниться в специальной, обеспечивающей безопасность, таре. Тара представляет собой оцинкованный цилиндрический контейнер с чехлом. После сбора отходов контейнер маркируется специальной наклейкой, на которой указывается вид, правила сбора отходов и контактные данные предприятия обеспечивающего вывоз отходов и их последующую утилизацию. Хранение ртутьсодержащих отходов в контейнере должно осуществляться в специально отведенном месте с твердым покрытием и

ограниченным доступом. Контейнер необходимо накрывать специальным чехлом.

2 Отходы второго класса опасности

Ко второму классу опасности относят аккумуляторные батареи. Трудно контролируемое выбрасывание отработанных аккумуляторных

батарей в окружающую среду представляет серьезную опасность для экологии. В России ежегодно выбрасывается около 3 млн. аккумуляторов от автомобильного транспорта, а это порядка 90 тыс. тонн свинца, 22 тыс. тонн раствора серной кислоты и еще около десяти тысяч тонн прочих опасных компонентов. Таким образом, отработанные аккумуляторы опасны кислотным и свинцовым отравлением окружающей среды.

В соответствии с требованиями природоохранного законодательства, сбор отходов данного класса необходимо производить раздельно от прочих отходов в специально отведенном для этого месте оборудованным поддоном, предотвращающем пролив электролита. Данный поддон можно хранить в ремонтной зоне. В случае, когда контейнер устанавливается на прилегающей территории, площадка для хранения должна иметь навес, защищающий от дождя и твердое покрытие. Аккумуляторы нельзя подвергать механическому воздействию.

3 Отходы третьего класса опасности

К третьему классу опасности относятся: отработанные масла; отработанные фильтры.

Остановимся подробнее на каждом виде отходов третьего класса. Отработанное масло, в свою очередь, разделяется на моторное и

индустриальное Отработанное масло, попадая в окружающую среду, лишь частично

обезвреживаются под воздействием природных процессов, большая же их часть служит источником загрязнения атмосферы, почвы и водоемов. Накопление опасных веществ масел в природе приводят к сокращению популяции птиц, млекопитающих, рыб и негативно сказывается на здоровье человека. Проблема сбора и утилизация отработанных нефтепродуктов, является очень актуальной, поскольку переработка отходов из нефтепродуктов позволяет получить восстановленные масла стоимостью до 70% ниже стоимости свежих масел при минимальной разнице в их качестве.

Сегодня сжигание масел является одним из способов их регенерации. Но такой способ только ухудшает ситуацию, так как в процессе сжигания выделяются устойчивые химические соединения, представляющие серьезную опасность для человека. Альтернативными, ресурсосберегающими методами регенерации отработанных масел, являются восстановление товарных масел путем возвращения им физико-химических свойств. Такие масла впоследствии можно использовать также как и свежие.

В соответствии с требованиями природоохранного законодательства, первичный сбор отходов из нефтепродуктов необходимо производить раздельно от других отходов в специальные емкости. Данные емкости могут

находиться в ремонтной зоне и вне ее. При установке емкостей на прилагающей территории, предназначенная для накопления отходов площадка должна иметь твердое покрытие и навес, защищающий емкости от дождя. Так же емкости должны быть оборудованы поддонами предотвращающими поливание нефтепродуктов на землю.

Отработанные фильтры подразделяются на масляные и топливные Масленый фильтр является расходным материалом к автомобилям и

требует периодической замены. По статистике - каждый автомобиль, как минимум два раза в год, производит замену масленого фильтра. К примеру на 700 тыс. машин, прибегнув к несложным расчетам, получаем полторы тысячи тонн отработанного материала в год, причем 700 т это отработанное масло имеющее третий класс опасности. Но большая часть данных отходов закапывается в землю, затем вредные вещества попадают в грунтовые воды. А мы потом эту воду пьем и удивляемся своему никчемному здоровью.

Специалисты автосервисов. В некоторых случаях возвращают своим клиентам снятые фильтры, а те потом их выбрасывают на свалку. Вы можете и сами в этом убедиться, стоит только внимательнее всмотреться в груду мусора около гаражных кооперативов, и вы обязательно увидите металлическую капсулу отработанного фильтра. Все это усугубляется несовершенством нормативной базы, так содержащееся в отработанных фильтрах масло относится к третьему классу опасности, а сам фильтр к четвертому, который принимается на свалки. Можно добавить, что количество машин на наших дорогах с каждым годом только растет, а вместе с этим увеличивается количество выбрасываемых фильтров, лишь малая часть из которых подвергается утилизации.

В соответствии с требованиями природоохранного законодательства сбор отходов третьего класса необходимо осуществлять отдельно от других отходов в специальные контейнеры. Впоследствии такие отходы необходимо правильно утилизировать.

4 Четвёртый класс опасности отходов

К данному классу опасности относят нефтесодержащие отходы, которые образуются при строительстве газовых и нефтяных скважин, промысловой эксплуатации месторождений, при чистке резервуаров и оборудования, очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты. Нефтяные шламы имеют очень разнообразный состав, включающий в себя нефтепродукты, воды, песок, глину и прочие минеральные части. Соотношение всех элементов состава колеблется в очень широких пределах. Состав шламов зависит от глубины и типа перерабатываемого сырья, оборудования, схем переработки и прочих факторов. В большинстве случаев шламы состоят из нефтяных остатков (10-57%), воды (31-86%), твердых примесей (1,3-45%). Как правило, накопление таких отходов осуществляется на специально оборудованных для этого площадках или в бункерах при этом их сортировка и классификация не производится. Шламы обладают способностью самовосстановления при правильном хранении. Это обуславливается протеканием естественных процессов. Дело в том что в

шламонакопителях накапливаются атмосферные осадки, развиваются микроорганизмы, протекают окислительные и другие процессы. Но в связи с большим содержанием нефтепродуктов и солей при недостаточном поступлении кислорода данный процесс самовосстановления может протекать десятилетиями.

Часто нефтесодержащие отходы утилизируются путем сжигания на промышленных площадках без очистки выделяемых при этом газов, которые впоследствии загрязняют атмосферу. Утилизация отходов содержащих нефтепродукты будет проводиться правильно, если предприятия будут руководствоваться при этом нормативно правовыми актами. Несоблюдение правил утилизации опасных отходов влечет за собой штраф, размеры которого зависят от степени опасности производимых способов утилизации для окружающей среды.

5 Отходы пятого класса опасности

К данному классу опасности относятся отходы, которые являются малоопасными для окружающей среды. К таким отходам можно отнести резину, пластик, метал и пр. Данный класс отходов разрешается выбрасывать на свалку. Однако осуществляя сбор отходов данного класса, мы способствуем сохранению природных ресурсов. Поскольку после переработки таких отходов во вторсырье его отправляют на производство новой продукции.

Тема 1. Возникновение отходов как результат деятельности человека

История возникновения отходов и характеристика современной экологической обстановки

На ранних этапах развития человеческого общества антропогенное воздействие на природу было незначительным. Загрязнение окружающей среды вызывалось в большей степени естественными природными процессами:

извержением вулканов,

землетрясениями,

лесными пожарами

другими природными катаклизмами.

Подобные явления носили обратимый характер и проходили без каких-либо серьезных последствий для развития жизни на Земле.

С появлением промышленного производства металлов, гончарных и стекольных изделий, соды, мыла, красителей, текстильных материалов, пороха количество образующихся промышленных отходов резко возросло, т.к. создававшиеся технологии были рассчитаны на максимальное получение товарного продукта при минимальной его стоимости.

Экономическое несовершенство этих технологий оказалось унаследованным современным производством. Например, без принципиальных изменений более 80 лет сохраняется технология получения азотной кислоты, 90 лет — аммиака, 100 лет — соды, 115 лет — сульфатной целлюлозы, 130 лет — мартеновской и бессемеровской стали. Некоторые применяемые до сих пор технологии (выплавка чугуна, выделка кожи, стекловарение) известны давно, но в сущности не претерпели значительных изменений.

Развитие капитализма способствовало появлению новых отраслей промышленности при одновременной концентрации уже существующих производств. Промышленные монополии в погоне за прибылью интенсифицировали производство различной продукции, не задумываясь о вредном воздействии отходов производства на окружающую среду.

Большое количество отходов промышленного, сельскохозяйственного и бытового происхождения, образующихся в наше время, нарушило равновесие, при котором природа успешно справлялась с переработкой отходов с помощью бактерий, воды, воздуха и солнечного света.

Научно-техническая революция определила гигантский рост материальных и духовных возможностей человека, качественный скачок в развитии производительных сил, но она же ―наделила‖ человечество проблемами, от решения которых зависит существование человека, выживание его как биологического вида. Развитие науки и техники, транспорта и сельского хозяйства привело к тому, что экологические катастрофы создают кризисные ситуации для всего человечества. Противоречия между развитием человеческого общества и ограниченными ресурсами среды, ее

возможностями саморегенерации становятся все более существенными, долговременными и труднопреодолимыми.

Глобальный характер деградации окружающей среды позволяет рассматривать этот процесс как результат действия объективных законов взаимодействия природы и общества.

Регулирование использования природных ресурсов осложняется еще и противоречием между сегодняшними задачами и проблемами будущего развития.

Решая сегодняшние задачи, человек использует природные ресурсы на благо современному обществу неизбежно в ущерб будущему развитию. Развитие современного общества входит в противоречие с выживанием будущих поколений. Осознание противоречий есть необходимое условие их разрешения.

Представления об экстенсивном и интенсивном характерах развития экономики и производительных сил, об экологической безопасности, о связи проблем окружающей среды с экономическим развитием можно рассматривать как важнейшие признаки этого осознания. Но одного осознания проблем недостаточно для их решения.

Сегодня производственная деятельность человека связана с использованием разнообразных природных ресурсов, которое сопровождается изменением их состояния и объемов. Снижение их качества и (или) уменьшение их количества означает ухудшение состояния ресурсов.

Подсчитано, что на производство промышленной продукции расходуется всего 1/3 потребляемых сырьевых ресурсов, а 2/3 утрачивается в виде побочных продуктов и отходов. На технические нужды ежегодно расходуется из атмосферы 6 млрд. тонн кислорода, что составляет 12 % от вырабатываемого биосферой планеты. Усиление техногенного воздействия на природную среду уже породило ряд экологических проблем, связанных с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.

1.Процессы утилизации отходов в исторической перспективе.

2.Проблема отходов в современном законодательстве Российской

Федерации.

3.Классификация отходов и основные подходы к процессу их утилизации.

Тема 2. Полигонное захоронение отходов

Полигонное захоронение ТБО широко практикуется во всем мире. Основное достоинство технологии захоронения - простота, малые капитальные и эксплуатационные затраты и относительная безопасность для окружающей среды.

Постоянное расширение городских территорий приводит к тому, что закрытые свалки и полигоны оказываются расположенными в городской черте. Полезное использование техногенных территорий полигонов ТБО и

свалок становится возможным только после их рекультивации. Под рекультивацией полигонов хранения отходов понимается в основном комплекс работ по устройству системы поверхностной изоляции, созданию плодородного корне-обитаемого почвенного слоя и восстановлению живых компонентов биоты (микроорганизмы, грибы, высшие растения), так называемая биологическая рекультивация.

На полигонах хранения ТБО размещаются отходы из жилых домов, общественных зданий и учреждений, предприятий торговли, общественного питания, уличный, садово-парковый смет, строительный мусор и некоторые виды твердых промышленных отходов III - IV класса опасности.

Обычно полигон сооружают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Если это невозможно, устраивается водонепроницаемое основание, что приводит к значительным дополнительным затратам. Площадь земельного участка выбирается с условием его срока эксплуатации (15-20 лет) и в зависимости от объема захораниваемых отходов может достигать 40-200 га. Высота складирования отходов составляет 12-60 м.

Полигоны бывают малонагружаемыми (2-6 т/м² ) и высоконагружаемыми (10-20 т/м² ). Годовой объем принимаемых отходов может составлять от 10 тыс. до 3 млн м³ . Технологический процесс захоронения отходов проводится, как правило, картовым методом, что позволяет поэтапно вводить в действие природоохранные мероприятия, не дожидаясь завершения эксплуатации полигона в целом. Технология складирования ТБО на полигонах предусматривает установку водоупорных экранов для защиты грунтовых вод и ежесуточную наружную изоляцию для защиты атмосферы, почвы, а также прилегающих территорий. Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизированно.

Пострекультивационное использование территорий полигонов ТБО возможно по различным направлениям - лесохозяйственным, рекреационным (лыжные горки, стадионы, спортивные площадки), гражданского строительства, создания коммерческих или промышленных зон (склады, автостоянки, легкие конструкции). Характер такого использования и расходы на рекультивацию должны учитываться еще на стадии проектирования полигона.

В процессе эксплуатации полигона ТБО, а также в течение продолжительного времени после его рекультивации происходит выделение свалочных газов в атмосферный воздух, образуются фильтрационные воды (фильтрат), а также меняются геопоказатели грунтов под телом полигона, что приводит к увеличению фильтрационной способности грунтов и, как следствие, к загрязнению грунтовых вод.

Большинство функционирующих и закрытых полигонов в России недостаточно оборудованы инженерными сооружениями, позволяющими обеспечить максимальное снижение загрязнения окружающей среды. Принятая система унитарного сбора ТБО (без разделения на органические, неорганические, опасные и т.п. компоненты) также усиливает недостатки технологии хранения отходов на полигонах.

Первоочередным этапом разработки природоохранных мероприятий на полигонах ТБО должна стать оценка данных по следующим характеристикам:

-месторасположение полигона ТБО или свалки;

-тип полигона (свалки);

-период эксплуатации;

-виды, характеристики и количество размещенных отходов;

-метод складирования;

-толщина слоев складирования;

-наличие экранов, дренажных и газосборных систем;

-химико-биологические характеристики свалочной массы;

-гидрогеологические условия прилегающих территорий.

1.Процессы утилизации отходов в исторической перспективе.

2.Проблема отходов в современном законодательстве Российской

Федерации.

3.Классификация отходов и основные подходы к процессу их утилизации.

Тема 3. Организация сбора и удаления твердых бытовых отходов в городских условиях

Сбор и удаление бытовых отходов в городах и населенных пунктах осуществляются спецавтохозяйствами по планово-регулярной системе в сроки, предусмотренные санитарными правилами.

Отходы, образующиеся при строительстве, ремонте, реконструкции жилых и общественных зданий, объектов культурно-бытового назначения, а также административно-бытовых помещений промпредприятий, вывозят транспорты строительных организаций на специально выделенные участки. Неутилизируемые отходы промышленных предприятий вывозят транспортом этих предприятий на специальные сооружения или полигоны для их обезвреживания и захоронения.

Организация планово-регулярной системы и режим удаления бытовых отходов определяются на основании решений исполнительных комитетов городских Советов народных депутатов по представлению органов