5. Методические указания к практическому занятию №4 Переработка отходов при заготовке и использовании растительного сырья

Широко распространенным и еще недостаточно утилизируемыми крупнотоннажными отходами являются твердые отходы процессов заготовки, переработки и использования растительного сырья (древесины) и большого числа видов сельскохозяйственной продукции.

Утилизация этих отходов в значительной степени основана на использовании различных химических, механохимических, термохимических и биохимических превращений содержащихся в них компонентов в ценные вещества и материалы. Ниже освещены основные направления технологии рекуперации различного вида древесных отходов и отходов сельскохозяйственного производства. Общность происхождения и в целом ряде случаев направлений - их использования, а также способов переработки, является предпосылкой для совместного рассмотрения наиболее распространенных на практике технологий рекуперации указанных отходов.

Потребление и воспроизводство растительного сырья

Процессы фотосинтеза в природе производят из года в год около 200 млрд. т. органического сырья (биомассы), что более чем в 20 раз превышает суммарную добычу угля, нефти и газа. Значительная часть этого количества биомассы приходится на древесину и однолетние сельскохозяйственные растения.

На каждого жителя в СССР приходилось 3,88 га лесных насаж- дений и 341 м³ запасов древесины. По общей площади лесного фон- да (четвертая часть всех лесов земного шара, в том числе половина хвойных, или примерно 910 млн. га) и запасам древесины (около 80 млрд. м³) СССР находился на первом месте в мире.

До 2000 различных продуктов, получаемых из древесины, исполь- зуется человеком. Среди наиболее крупных потребителей древеси- ны следует назвать такие отрасли промышленности как деревооб- рабатывающая (производство стандартных домов, мебели, тары, фа- неры, спичек, различных клеев и др.), целлюлозно-бумажная (различные виды целлюлозы, бумаги, картона), строительная (стро- ительные материалы, различные плиты, паркет, облицовочные и кровельные покрытия, шпалы и др.), топливно-энергетическая (топливо, смазочные сред­ства, топливные до­бавки), химическая (спирты, растворители, лаки, краски, искусственные волокна, пластические масссы и др.), сельское хозяйство (кормовые добавки, удобрения, ядохимикаты), горнодобывающая, металлургическая, машиностроительная (крепь, детали и части транспортных средств, механизмов, машин и др.).

Общий средний естественный прирост древесины за год на территории СССР был примерно равен 900 млн. м3, а объем ее заготовок составлял около 400 млн. м3. Однако масштабы потребления этого вида возобновляемого сырья прогрессивно увеличиваются.

Общая характеристика отходов растительного сырья и состояние их использования

Из общего количества заготовлявшейся ежегодно в СССР дре- весины (около 400 млн. м³) около половины (> 150 млн. м³) не утили- зировалось и являлось обременительным отходом, то есть по суще- ству каждое второе дерево спиливалось лишь для того, чтобы затем его выбросить. Почти четверть заготовляемой растительной мас- сы оставатась в лесах в виде сучьев, пней и вершин деревьев, щепы и хвои - отходов лесозаготовительной промышленности (около 40 млн. т) и оставляемой на лесосеках так называемой неликвидной древесины, в основном лиственных пород и сломанных тонкомерных деревьев (40-60 млн. м³).

Примерно такое же количество древесины превращалось в отхо- ды (опилки, стружки, обрезки, щепа, кора и т.п.) в процессах ее пере- работки - окорки и разделки в производстве пиломатериалов, фане- ры, мебели, целлюлозы и других продуктов. Так, в производстве пи- ломатериалов отходы составляли более трети перерабатываемой древесины, при выработке шпал - около половины, в производстве фанеры - почти 2/3, в спичечном производстве - 65%, а в карандашном - 90-95%.

Не менее обширен и круг рассматриваемых ниже мероприятий, объединяемых во вторую группу и тесно связанных с вопросами комплексной переработки этих видов отходов.

Практически все они базируются на использовании либо отдельных механических, термических, химических и микробиологических приемов обработки отходов, либо на совокупности некоторых из них. Для понимания существа этих приемов необходимо краткое ознакомление с составом перечисленных отходов и некоторыми свойствами как отходов в целом, так и отдельных их компонентов.