Переработка отходов производства и потребления

Вышедший из эксплуатации автомобиль может и должен стать источником вторичных материальных ресурсов (BMP). Однако ес­ ли сортировка деталей, изготовленных из разных металлов, доста­ точно проста и давно известна, а отходы черных и цветных метал­ лов широко применяются и на автозаводах, и в металлургической промышленности, то с изделиями из полимерных материалов дело обстоит сложнее. Их переработка во вторичные материалы и ис­ пользование с максимальной эффективностью возможны только после рассортировки по видам полимеров и конкретным маркам пластмасс. Иными словами, чем точнее проведена идентификация неметаллических материалов, тем с большей экономической целе­ сообразностью возможна их утилизация. Некоторые фирмы на За­ паде ввели с этой целью стандартизированную маркировку деталей из резины и пластмасс, позволяющую четко определить марку ма­ териала.

Зарубежные фирмы накопили большой опыт утилизации изно­ шенных автомобилей. Так, фирма ’’Мерседес-Бенц” (Германия) широко использует детали, изготовленные из вторичных материа­ лов: коврики из отходов пластмасс и резины, шумопоглощающие детали и материалы из прессованных и пропитанных смолой воло­ кон, ящики для перчаток из вторичного картона, различные дета­ ли из термопластичных полимеров с использованием отходов (в том числе бампер, панель приборов и воздуховоды), регенериро­ ванные масла, тормозную и охлаждающую жидкости, катализато­ ры дожигания выхлопных газов, аккумуляторные батареи. Все де­ тали, которые должны быть повторно переработаны после снятия с автомобиля, имеют специальный знак, означающий пригодность к повторной переработке (рециклизации), а также кодовый номер, указывающий на вид использованного сырья.

1.6. Новые подходы к проблеме устойчивого развития общества

Комиссия ООН по окружающей среде и развитию определяет устойчивое общество как общество, удовлетворяющее нужды сегод­ няшнего поколения, не лишая будущие поколения возможности удовлетворять их собственные нужды. Одним из условий устойчи­ вого развития общества является непревышение им возможностей окружающей среды поглощать загрязняющие вещества атропогенного происхождения.

Прежде считалось (а многие и сейчас так думают), что разра­ ботка способов эффективной очистки дымовых газов и сточных вод, безопасного захоронения отходов позволяет решить проблемы защиты окружающей среды. Однако опыт развитых стран показы­ вает, что поступать таким образом - значит перемещать загрязни­ тель из одной среды в другую (например, из воздуха или воды - в

почву) или вообще перекладывать решение вопроса на плечи сле­ дующих поколений (например, радиоактивные отходы).

Стало очевидным, что для сохранения окружающей среды, от­ ходы не надо производить. Это - важнейшее условие устойчивого развития общества. Для этого необходима разумная политика в об­ ласти добычи и экспорта природных ресурсов.

Наша страна занимала первое место в мире по добыче нефти, газа, железной руды, по производству кокса, стали, цемента, ми­ неральных удобрений, деловой древесины, по площади обрабатыва­ емых земель, объему водопотребления и т.д. Темпы добычи при­ родных ресурсов, а также производства многих промежуточных продуктов на их базе до последнего времени были существенно вы­ ше, чем в других странах. С 1950 до 1990 г. добыча и производство важнейших видов сырья, топлива и первичной продукции (удобре­ ний, цемента и т.п.) увеличились с 600 до 3000 млн. т.

Значительная часть природных ресурсов у нас добывается не ’’для внутреннего пользования”, а на экспорт. Сильная зависи­ мость экономики России от экспорта одного-двух продуктов (нефть и газ дают 80% поступлений валюты от экспорта) делает ее край­ не незащищенной от стихии мирового рынка, подрывает безопас­ ность страны.

В то же время экспортируются невосполняемые природные ре­ сурсы страны, т. е. сегодняшнее общество берет в долг у грядущих поколений, нарушая тем самым устойчивость своего развития. При этом необходимо иметь в виду, что средства от экспорта природ­ ных ресурсов в значительной мере направляются на дальнейшее наращивание мощностей по добыче и экспорту энергоносителей и продуктов их первичной переработки.

Бессистемное увеличение добычи и экспорта сырьевых ресурсов ведет к их исчерпанию и превращению регионов их добычи в без­ жизненные пространства с массой экологических проблем и низ­ ким качеством жизни.

Следует отметить, что раньше всех поняли опасность, грозя­ щую человечеству от загрязнения окружающей среды, ученые и крупные организаторы промышленности. Так, группа ученых и промышленников из 30 человек, собравшаяся в 1968 г. в Риме по инициативе итальянского специалиста в области управления про­ мышленностью Аурелио Печчеи, подготовила в 1972 г. первый до­ клад ’’Пределы роста” из серии ’’Докладов Римскому клубу” под общим названием ’’Затруднения человечества”. В этом докладе осуждается общественная мания роста, при которой целью на всех уровнях общества (индивидуальном, семейном, национальном) яв­ ляется стремление стать богаче и могущественнее без учета окон­ чательной платы за этот рост. В самом центре экологического кри­ зиса, вызванного этим стремлением, находятся две постоянно рас­ ширяющиеся пропасти: между человеком и природой, а также

Глава 2. ОБРАЗОВАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ

Отходы производства, как сказано выше, являются фактором, воздействующим на окружающую природную среду и в конечном итоге отрицательно влияющим на качество жизни человека. Одна­ ко отходы, загрязняющие окружающую среду, не только могут быть использованы, но их применение в ряде случаев выгодно с экономической точки зрения.

Карл Маркс в третьем томе ’’Капитала” писал, что при круп­ номасштабном производстве ’’отходы получаются в столь значи­ тельных массах, что они сами становятся предметами торговли, а следовательно, новыми элементами производства”. Он рассматри­ вал отходы в качестве нового сырья той же самой или другой от­ расли промышленности. Их применение уменьшает затраты на сырье и экономит общественно полезный труд.

Использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов решает ряд важных хозяйственных задач, таких как эко­ номия основного сырья, предотвращение загрязнения водоемов, по­ чвы и воздушного бассейна, увеличение объемов производства де­ талей и изделий, производство новых для предприятия товаров.

Несмотря на это, вследствие различных, как правило, органи­ зационных и экономических причин в промышленности происхо­ дит накопление значительных масс отходов, прежде всего твердых, поскольку газообразные и жидкие выбрасываются в окружающую среду и распыляются в ней.

2.1.Ресурсоемкое™ и образование отходов

вэкономике России

Уровень затрат важнейших видов сырья, материалов и топлив­ но-энергетических ресурсов (ТЭР) в экономике России значитель­ но превосходит аналогичные показатели в развитых зарубежных странах. Так, уровень потребления электроэнергии в расчете на единицу сопоставимого ВВП в России выше, чем в США, в 2,5 ра­ за, больше, чем в Германии и Японии, в 3,6 раза.

Более высокий уровень потребления в расчете на единицу со­ поставимого ВВП характерен для России и по железной руде, ста­ ли, прокату, деловой древесине, цементу. Вместе с тем удельные показатели потребления прогрессивных материалов, таких как алюминий и пластмассы, в России ниже, чем в развитых странах, в среднем примерно в два раза.

Основной причиной отставания России от ведущих стран мира по показателям ресурсоемкости экономики является более низкий уровень развития производственной базы. Доля многих видов про­ дукции, выпускаемой в России по прогрессивным ресурсосберегаю­ щим технологиям, составляет несколько процентов. Лишь по от­ дельным видам она превышает 50%, в то время как в развитых странах мира преимущественно близка к 100%. Доля производства электростали и кислородно-конвертерной стали в общем объеме выплавки стали достигла в России 68%; сталь, разлитая на маши­ нах непрерывного литья заготовок, составляет около 50%; произ­ водство алюминия по ресурсосберегающим технологиям 15, меди 65, цемента 8, стекла 47, картона 33, бумаги 7%. Глубина перера­ ботки нефтяного сырья составляет в среднем 62%, уровень исполь­ зования попутного газа 81%, что значительно ниже, чем в разви­ тых странах мира.

Негативное воздействие на ресурсоемкость экономики России оказывает также широкое использование устаревшего оборудова­ ния. Степень износа машин и оборудования составляет: в нефтепе­ рерабатывающей промышленности - 83%, химической и нефтехи­ мической свыше 60, в машиностроении, черной металлургии, лесной и легкой промышленности, промышленности строительных материалов - более 50, сельском хозяйстве 56, строительстве 62, транспорте 62, материально-техническом снабжении 54, в сфере заготовок 68%, что увеличивает затраты на их содержание и экс­ плуатацию, приводит к удорожанию продукции.

Из-за преобладания материалоемких производств и несовер­ шенства технологической базы значительная часть перерабатывае­ мого сырья переходит в категорию отходов. Наибольшими удель­ ными показателями образования отходов характеризуются те виды производства, которые связаны с добычей сырья и его первичной переработкой. Удельные показатели образования отходов в этих видах производства можно оценить в пределах от 30 до 95% от до­ бытого сырья (в отдельных случаях и более).

Высоки объемы образования отходов и при переработке природ­ ного сырья, в частности в химической промышленности при произ­ водстве минеральных удобрений, черной и цветной металлургии, в топливно-энергетическом комплексе при сжигании углей. Так, об­ разование фосфогипса в производстве экстракционной фосфорной кислоты составляет от 4,2 до 5,4 т/т кислоты; шлама при произ­ водстве борной кислоты 2,7 т/т кислоты; галитовых отходов в про­ изводстве хлористого калия 2,5 - 4 т/т продукции; пиритных огар­ ков при производстве серной кислоты 0,6 - 0,7 т/т кислоты; шла­ ков металлургических - от 30 кг до 3,2 т/т металлов и сплавов; золы и шлаков тепловых электростанций, работающих на камен­ ном угле - от 50 до 500 кг/т сжигаемого угля.

Отходы, образующиеся при механической обработке материа­ лов (металла, дерева, пластиков), зависят от вида материала, фор­ мы заготовки, используемой технологии. Масштабы их образова­ ния характеризуются величинами от единиц до десятков процентов от количества обрабатываемого материала. Так, металлическая стружка при изготовлении деталей из проката черных металлов образуется в количестве 15% от массы заготовок (в среднем), при обработке чугунных отливок 35% от массы заготовки. Опилки при распиловке древесных материалов и изготовлении из них различ­ ной продукции образуются в количестве 7 - 18% от объема или массы используемого сырья.

Отходы, образующиеся при переработке нефти, составляют от нескольких килограммов до 2,5 т/т перерабатываемой нефти или полученного из нее продукта.

Удельные показатели образования твердых бытовых отходов (ТБО) в жилищно-коммунальном хозяйстве оцениваются в сред­ нем по России 350 - 450 кг на человека в год.

Суммарные объемы образования отходов в России за 1998 г. со­ ставили около 2,5 млрд. т. Более 90% этого объема составляют от­ ходы добычи и обогащения полезных ископаемых. Среди других видов крупномасштабных отходов следует выделить золошлаковые отходы ТЭС (объем их образования в 1998 г. составил около 40 млн. т), лом и отходы черных металлов 18 млн. т, металлургиче­ ские шлаки 19, галитовые отходы 19, фосфогипс 5, изношенные ши­ ны 0,8, макулатура 0,9, отработанные нефтепродукты 1,2, пиритные огарки 1,0, стеклобой (отходы производства) 0,2, текстильные отходы 0,2 млн. т., древесные отходы 16 млн. м .

Средний уровень хозяйственного использования отходов состав­ ляет около 35%. При этом большая часть используемых отходов (около 80%, преимущественно в виде вскрышных пород и отходов обогащения) применяется для закладки выработанных пространств шахт и карьеров.

Высокий уровень ресурсоемкое™ и образования отходов свиде­ тельствует о низкой эффективности использования сырья, матери­ алов и ТЭР в экономике России и о наличии значительных резер­ вов их экономии. Для мобилизации этих резервов необходимо тех­ ническое перевооружение производственной базы в направлении расширения масштабов внедрения ресурсосберегающих технологий, а также наращивание мощностей по переработке отходов.

Последовательность образования и возможные пути утилиза­ ции отходов в промышленности показаны на схеме, приведенной на рис. 2.1.

Образование отходов происходит на всех стадиях движения сырья: от момента его добычи, когда оно еще является природным ресурсом, до завершения эксплуатации изготовленного из него из­ делия.

Рис. 2.1. Принципиальная схема образования и утилизации отходов

В общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от всех стационарных источников страны по данным за 1998 г. ли­ дирует энергетика - 23,2%. Следующие места занимают цветная и черная металлургия - соответственно 17,6 и 11,7%, затем нефте­ добывающая и нефтеперерабатывающая промышленность - соот­ ветственно 7,4 и 4,1%. Наиболее крупными загрязнителями гидро­ сферы являются жилищно-коммунальное хозяйство 55,2, сельское хозяйство 11,8, энергетика, деревообрабатывающая и химическая промышленность 6,6; 5,6 и 5,6 соответственно, металлургия 4,8, машиностроение 2,5, угольная промышленность 2,0%.

В 1998 г. объем выброшенных твердых токсичных отходов со­ ставил 2,4 млн. т, из которых утилизировано и обезврежено не более 50%. Основными отраслями промышленности, где образуют­ ся токсичные отходы, являются металлургия, энергетика, химия и нефтехимия. Их суммарный вклад в общий объем отходов состав­ ляет почти 80%. Номенклатура отходов настолько велика, что полный их перечень порой известен только узкому кругу специа­ листов предприятия.

Машиностроительный комплекс является крупнейшим про­ мышленным образованием, включающим тяжелое, энергетическое, автомобильное, тракторное, сельскохозяйственное, химическое, нефтяное, строительное, дорожное, коммунальное машиностроение и другие отрасли промышленности. Предприятия машиностроения располагаются чаще всего в крупных городах, и их вредные выбро­

сы в окружающую среду особенно неблагоприятно влияют на здо­

ровье населения.

Машиностроение загрязняет водный бассейн сточными водами травильных и гальванических цехов. Со сточными водами сбрасы­ вается значительное количество загрязняющих веществ: нефтепро­ дуктов, сульфатов, хлоридов, цианидов, соединений азота, солей железа, меди, цинка, никеля, хрома, молибдена, фосфора, кадмия

идругих соединений.

Вповерхностные водоемы в 1998 г. сброшено 962,5 млн. м3 сточных вод, в том числе 552,3 загрязненных. Наибольшие объемы загрязненных сточных вод за этот период пришлись на долю сле­ дующих гигантов отечественного автомобилестроения, млн. м3/год:

24,4 - АО ’’АвтоВАЗ”, 22,5 - АМО ЗИЛ.

Машиностроительные предприятия в 1998 г. выбросили в ат­ мосферу более 460 тыс. т загрязняющих веществ. Улов загрязняю­ щих веществ по машиностроительному комплексу (45,1%) значи­ тельно ниже среднего по промышленности России (79,6%).

Основными источниками загрязнения атмосферы на машино­ строительных предприятиях являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные и окрасочные цехи. Выбросы предприятий комплекса в атмосферу характеризуются присутстви­ ем в них оксида углерода, сернистого ангидрида, различных видов пыли и взвешенных веществ, оксидов азота, ксилола, толуола, ацетона, бензина, бутилацетата, аммиака, этилацетата, серной кислоты, бензола, соединений марганца, хрома, свинца и др. Зна­ чительна доля комплекса в выбросе в атмосферу шестивалентного хрома - одного из наиболее опасных загрязняющих веществ (137,9 т, или 43% от выброса всей промышленностью).

Такие города, как Тольятти, Челябинск, Екатеринбург и др., где доля предприятий комплекса является определяющей, входят в список городов России с наибольшим уровнем загрязнения атмос­ ферного воздуха.

Наибольшая часть отходов машиностроительных предприятий - металлолом. Это готовое вторичное сырье, переработка которого налажена либо на этих же заводах, если они обладают своим ли­ тейным производством, либо на металлургических или соседних машиностроительных предприятиях. Кроме металлолома в этих от­ раслях образуются отходы бумаги, древесины, минеральных масел, резины, пластмасс, а также шлам.

Включая в себя более 700 промышленных предприятий с раз­ нообразными технологиями производства, машиностроение оказы­ вает существенное влияние на состояние окружающей природной среды. Значительные объемы производства и определяющее поло­ жение в социальной жизни городов ставят предприятия машино­ строительного комплекса в разряд приоритетных при комплексном решении природоохранных проблем.

Химическая и нефтехимическая промышленность вследствие большого разнообразия технологических процессов являются одни­ ми из самых трудных с точки зрения борьбы с образующимися от­ ходами. Источниками вредных выбросов являются предприятия, на которых производятся кислоты, шины и резинотехнические изде­ лия, фосфор, пластические массы, красители, моющие средства, минеральные удобрения и другая продукция, а также осуществля­ ется крекинг нефти. Предприятиями отрасли в 1998 г. выброшено в атмосферу более 388 тыс. т загрязняющих веществ. В природные водоемы сброшено более 1,24 млрд, м3 загрязненных сточных вод, содержащих нефтепродукты, нитраты, хлориды, сульфаты, фос­ фор, цианиды, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк и т.д. Твердых отходов образовалось около 12,7 млн. т, из которых использовано около 50%.

Основные твердые отходы на предприятиях химической про­ мышленности - зола, шлам, бумага, металл, полимерные материа­ лы. Отходы этой отрасли часто представляют опасность при их пе­ реработке, так как физически и химически не всегда стабильны, а многие из них и токсичны. Их переработка требует специальных технологий. На свалки вывозится большое количество фосфогипса, известковых, гипсовых и других твердых отходов. В последние го­ ды происходит некоторое снижение объемов вредных выбросов, адекватное спаду производства.

Пищевая промышленность загрязняет водоемы органическими веществами, сульфатами, фосфатами, нитратами, щелочами и кис­ лотами. Около 60% отходов предприятий пищевой промышленно­ сти составляют бумага, дерево, металлы, стекло и собственно пи­ щевые отходы. Основными источниками образования вредных ве­ ществ, выбрасываемых в атмосферу, в отрасли являются: шелушители, нейтрализаторы, сепараторы, мучные силосы, технологиче­ ские печи, фасовочные автоматы, табакорезательные машины, ли­ нии по производству парфюмерных изделий, мясоперерабатываю­ щие заводы, заводы по производству растворимого кофе и цико­ рия, предприятия по производству мясокостной муки и клеев на органической основе.

Предприятиями пищевой промышленности в 1998 г. выброшено в атмосферу около 198 тыс. т вредных веществ, а сброс загрязнен­ ных вод по отрасли составил около 98 млн. м .

Состав отходов изменяется в зависимости от вида выпускаемой продукции, технологии обработки пищевых продуктов. Объемы об­ разующихся отходов непостоянны и зависят от сезонных объемов переработки продуктов. Органическая природа пищевых продук­ тов, подверженных гниению, представляет опасность размножения насекомых и болезнетворных микробов, поэтому требует специаль­ ных мер защиты от них.

Предприятия легкой промышленности в 1998 г. сбросили в от­ крытые водоемы более 120 млн. м3 загрязненных сточных вод, ко­ торые содержали взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соеди­ нения фосфора и азота, нитраты, поверхностно-активные вещест­ ва, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор и другие ве­ щества.

Предприятия легкой промышленности выбросили в том же году в атмосферу свыше 50 тыс. т вредных веществ. Основными источ­ никами загрязнения атмосферы в отрасли являются электролизные ванны, места загрузки, выгрузки и пересыпки сырья, дробильно­ мельничное оборудование, смесители, сушильные барабаны, тре­ пальные агрегаты, шлифовальные станки, прядильные и чесальные машины, оборудование для окраски изделий, барабаны для специ­ альной обработки пушно-меховых заготовок и изделий.

В выбросах предприятий легкой промышленности присутствуют оксиды серы, азота, углерода, твердые вещества, бензин, этилацетат, бутилацетат, аммиак, ацетон, бензол, толуол, сероводород, оксид ванадия (V) и другие вещества.

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная отрасли промышленности являются одними из самых водоемких отраслей экономики. Сброс загрязненных сточных вод этой отраслью соста­ вил в 1998 г. более 1220 млн. м3 в год. Наиболее крупными загряз­ нителями поверхностных водоемов явились Котласский ЦБК (194,6 млн. м3), Братский ЛПК (155,8 млн. м3), Архангельский ЦБК (127,1 м3). Загрязненные сточные воды предприятий отрасли характеризуются наличием в них таких вредных веществ, как сульфаты, хлориды, нефтепродукты, фенолы, формальдегид, мета­ нол, фурфурол, диметилсульфид, скипидар.

Предприятиями этой отрасли выброшено в атмосферу в 1998 г. около 352 тыс. т вредных веществ. Наиболее характерными загряз­ няющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу предприятия­ ми отрасли, являются оксиды углерода, серы, азота, толуол, серо­ водород, ацетон, ксилол, бутилацетат, этилацетат, метилмеркаптан, формальдегид и др. В бумажной промышленности образуются отходы самой бумаги, шлам, пыль, металлы и другие вещества.

Другие отрасли экономики страны, в том числе транспорт, сельское хозяйство, строительство, также вносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды. Поэтому задача уменьше­ ния образования отходов, а также их утилизации является акту­ альной не только для промышленности, а для всего народного хо­ зяйства страны.