Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Zс)

Категория загрязнения почв	Величина Zс	Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая	менее 16	Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений
Умеренно опасная	16-32	Увеличение общей заболеваемости
Опасная	32-128	Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная	более 128	Увеличение заболеваемости детского кого населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикозов беременности, числа преждевременных родов)

Лекция 5. Утилизация и ликвидация отходов

производства и потребления

Классификация отходов

В процессе производства, хозяйственной деятельности, в быту образуются отходы. Утилизация и ликвидация отходов связана с их состоянием, составом, характеристиками и токсичностью.

В зависимости от их состояния отходы делятся на твердые (отходы металлов, пластмасс, пыли минерального и органического происхождения, шлак, бумага, ткани и пр.) и жидкие (шламы, осадки сточных вод после их обработки и пр.).

По гигиеническому принципу, связанному со степенью опасности, вызванной токсичностью отходов на человеческий организм, вызванной токсичностью отходы делятся на 6 категорий (табл. 6.8).

Классификация отходов по гигиеническому принципу

Категория	Характеристика отходов по виду загрязнения	Рекомендуемые меры ликвидации или утилизации
Первая	Инертные	Использование для планировочных работ
Вторая	Легкоразлогающиеся органические вещества	Складирование или переработка
Третья	Слаботоксичные слаборастворимые в воде	Складирование
Четвертая	Нефтемаслоподобные	Сжигание
Пятая	Токсичные со слабым загрязнением воздуха	Складирование на полигоне промышленных и бытовых отходов
Шестая	Токсичные	Групповые или индивидуальное обезвреживание на специальных сооружениях

Более 50% всех отходов относятся к I категории, а примерно 10% отходов относятся к V и VI категориям.

Для решения проблемы утилизации и ликвидации отходов необходимо рассмотреть характер протекающих технологических процессов с включением в это рассмотрение как составляющей отходов. Это рассмотрение базируется на изучении техногенных ресурсных циклов (ТРЦ).

Виды техногенных ресурсных циклов

Классификация ТРЦ. В основе классификации видов ТРЦ положены основные этапы жизненного цикла продукции (ЖЦП).

Под ЖЦП понимают продолжительность временного периода, начиная с момента обоснования проведения исследований, связанных с её созданием, и заканчивающегося переведением её в отходы потребления в ре­зультате утраты ею потребительских свойств из-за физического или мораль­ного износа, а также после определенного срока хранения. В соответствии с таким пониманием ЖЦП в этом временном периоде можно выделить четыре основных этапа: 1) выявление природного ресурса, 2) изготовление продукции, 3) эксплуатация продукции или её потребление, 4) оперирование со вторичными материальными ресурсами, т.е. отходами производства и потребления.

Исходя из того каким образом оперируют с отходами производства можно выделить три вида ТРЦ: сквозной, оборотный и циркуляционный.

Сквозной технологический ресурсный цикл (СТРЦ). Исторически сложилось так, что ТРЦ строились по сквозной схеме. На входе они следовали принципу одноразового использования ресурсов, т.е. каждый раз, начиная новый цикл воспроизводства, в него вовлекались новые природные компоненты. Этот цикл был открытым и на выходе, так как отхо­ды производства выбрасывались в окружающую среду.

Таким образом, сквозной ТРЦ представляет цикл, в котором вовлекае­мые природные ресурсы, не входящие в состав предметов потребления, не ис­пользуются вторично.

Накапливаясь в биосфере отходы производства изменяют биогеохи­мические циклы и тем самым пагубно влияют на экологическую обстановку на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Основными мероприятиями по экологизации СТРЦ на этапах производ­ства продукции являются:

На первом этапе, т.е. на этапе выявления природного ресурса, – переход к широкому использованию возобновляемых ресурсов, особенно энерге­тических.

На втором этапе, т.е. на этапе изготовления продукции, – переход на ресурсосберегающие технологии (РСТ).

На третьем этапе, т.е. на этапе оперирования с отходами производства, возможны следующие мероприятия:

• уничтожение отходов за счет сжигания (при этом практически полностью теряются вторичные материальные ресурсы);

– очистка отходов загрязнений и их складирование;

– захоронение токсичных отходов на специальных полигонах;

– очистка выбросов от экологически опасных веществ с последующим их надежным захоронением;

– по своей сути очистка выбросов представляет выделение и перенос загрязняющих примесей из одного места в другое.

- переход к оборотным ТРЦ.

Оборотный техногенный ресурсный цикл (ОРТЦ). Цикл, в котором осуществляют улавливание веществ и энергии, участвующих в технологическом процессе и обычно попадающих в отходы, с целью их повторного использования в данном технологическом процессе.

Наиболее типичны и широко используемым представителем такого цик­ла является оборотное водоснабжение, т.е. повторное использование большей части воды без поступления её в природные циклы. Повторное использование воды осуществляют после её очистки и кондиционирования или без таковых.

Циркуляционный техногенный ресурсный цикл (ЦТРЦ). Цикл, включающий ряд процессов, совершаемых в определенной последовательности и образующих как бы спираль, при этом определенный участок спирали образует жизненный цикл продукции, включающий её про­изводство, потребление и переработку отходов производства и потребления во вторичное сырье, которое затем полностью или частично запускается в жизненный цикл, но другой продукции.

Преимуществами ЦТРЦ перед другими видами ТРЦ являются следую­щие:

– концентрация многих полезных компонентов во вторичных материаль­ных ресурсах (BMP), представляющих совокупность отходов производства и потребления, во много раз выше, чем в первичном природном сырье, что по­зволяет эффективно их перерабатывать в комплексное вторичное сырье;

– BMP, как правило, образуются на урбанизированных территориях, ко­торые обеспечены транспортными магистралями и предприятиями, способ­ными осуществлять их эффективную переработку.

В связи с тем, что ЦТРЦ замкнуты не полностью, т.е. имеют место поте­ри вещества, то для повышения их экологичности могут быть использованы методы, характерные для сквозных ТРЦ.

Твердые отходы, возникающие непосредственно при производственной деятельности человека, всегда можно рассматривать, как потенциальное вторичное сырьё.

Поэтому на первой ступени их принято делить на отходы производства и отходы потребления.

Твердыми отходами производства следует считать остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции и полностью или частично утратившие свои потребительские свойства, а так же продукты физико-химической переработки сырья, получение которых не являлось целью производственного процесса и которые в дальнейшем могут быть использованы как готовая продукция после соответствующей обработки или в качестве сырья для переработки.

Отходами потребления считаются различного рода изделия, комплектующие детали и материалы, которые по тем или иным причинам не пригодны для дальнейшего использования. Эти отходы можно разделить на отходы промышленного и бытового потребления. К первым относятся, например, металлолом, вышедшее из строя оборудование, изделия технического назначения из резины, пластмасс, стекла и др. Бытовыми отходами являются пищевые отходы, изношенные изделия бытового назначения (одежда, обувь и пр.), различного рода использованные изделия (упаковки, стеклянная и др. виды тары) и др.

Методы и способы утилизации и ликвидации отходов

Основными направлениями оперирования с промышленными твёрдыми отходами являются следующие:

– захоронения на полигонах и свалках;

– переработка конкретных твёрдых отходов по заводской технологии;

– совместное сжигание отходов химических производств с городским мусором;

• пиролиз и раздельное сжигание в специальных печах;

• использование отходов химических производств как готового материала для других технологических процессов.

Захоронение твёрдых отходов производств на полигонах и свалках, которое пока наиболее широко распространено у нас в стране может рассматриваться лишь как временная мера их утилизации, так большая часть этих отходов подвергается разложению чрезвычайно медленно. При этом методе из сферы возможного полезного использования изымаются тысячи тонн ценного вторичного сырья. Особо вредные промышленные отходы принимают на полигон в герметически упакованных металлических контейнерах и захоранивают в глубоких котлованах. Кроме технологического паспорта, с каждой партией направляется два акта: в одном подтверждается герметичность упаковки контейнера, в другом указываются название отходов, их количество и причины списания.

Переработка твердых отходов производств по заводской технологии – наиболее оптимальный метод их использования. При всём разнообразии способов переработки общая схема процесса и применяемого при этом оборудования может быть представлена следующим образом.

Первая стадия обычно включает сортировку отходов, отделение посторонних включений, таких как ветошь, остатки бумажной и деревянной тары, металлических предметов и т.д. Вторая стадия – измельчение – одна из наиболее ответственных в процессе. В результате одно – или двух стадийного измельчения материал приобретает размеры, достаточные для того, чтобы можно было осуществлять его дальнейшую переработку.

На третьем этапе дробленный материал подвергают отмывке от загрязнений, а также отделяют его еще раз от посторонних примесей.

Четвёртая и пятая стадии состоят в том, что высушенные дроблённые отходы смешивают при необходимости со стабилизаторами, наполнителями и другими ингредиентами и гранулируют. Характер шестой стадии полностью определяется тем, какого рода отходы проходили предварительную обработку. Часто гранулят используется в качестве наполнителя при производстве строительных материалов или в дорожном строительстве; в ряде случаев такой гранулят можно смешивать с товарным продуктом или перерабатывать его в изделия.

Сжигание – наиболее распространенный способ термического обезвреживания твёрдых отходов. На рис.6.4 представлена схема такой установки.

Универсальным способом избавления от твердых промышленных отходов является вплоть до сегодняшнего дня их складирование на морском дне. Сбросы отходов в море осуществляются с помощью трубопроводов (в виде пульпы), судов, барж, контейнеров и производятся часто в непосредственной близости от берега, на мелководье, что наносит огромный ущерб биоресурсам моря.

В последнее время распространение получают глубоководные сбросы твёрдых отходов.

Твёрдые бытовые отходы (ТБО). Особое место в проблеме утилизации отходов занимают твёрдые бытовые отходы.

Значимость этой проблеме придаёт то обстоятельство, что от эффективности этого процесса во многом зависит санитарное состояние практически всех населённых территорий и, в особенности, городов.

Сжигание ТБО осуществляется в печах самых различных конструкций. Недостатком этого метода является даже не столько его высокая стоимость, сколько опасность вторичного загрязнения окружающей среды (в частности атмосферного воздуха) токсичными веществами (например, диоксинами и фуранами).