Ресурсосберегающие технологии.
Промышленная переработка, обезвреживание и захоронение отходов.
Под промышленной переработкой отходов понимают удаление бесполезных либо вредных материалов, образующихся в ходе промышленного производства.
- Вредные отходы получаются в результате таких видов деятельности, как горные работы, металлургическое производство, добыча и переработка нефти, обычная и ядерная энергетика, а также изготовление бесчисленных материалов и изделий, включая пестициды и гербициды, химические защитные средства и растворители, краски и красители, взрывчатые вещества, резина и пластмассы, целлюлоза и бумага, аккумуляторы, лекарства, ткани и кожа.
- Отходы образуются в виде твердых материалов, жидкостей, газов и полужидкой массы.
- При неправильном или небрежном захоронении вредные отходы могут отравить почву и водные источники.
- В настоящее время наиболее экономичным методом удаления вредных нерадиоактивных промышленных отходов является захоронение их на свалках. Однако в некоторых случаях используются более эффективные методы, такие, как термообработка и утилизация.
- Радиоактивные отходы могут быть газами или частицами, взвешенными в воздухе в форме аэрозолей; жидкими и твердыми.
- Для обработки растворимых или химически газов, содержащих радиоактивные элементы или соединения, можно применять газоабсорбционные методы, в том числе насадочные колонны, твердые абсорбенты и реакции типа «твердое вещество - газ».
- Радиоактивные частицы или аэрозоли можно удалять с помощью обычного оборудования для воздухо- и газоочистки.
- Радиоактивные вещества, растворенные в воде или других жидкостях, можно удалить методами химического осаждения.
- Низкорадиоактивные отходы, содержащие коллоидные и взвешенные частицы твердых материалов, можно очистить обычными методами водоочистки, используя коагулянты, глину и полиэлектролиты. Фильтрование потока жидкости повышает степень очистки.
- Твердые отходы могут удаляться путем захоронения, сжигания или переплавки (в случае металлических отходов).
Известны три способа хранения промышленных отходов: в шламохранилищах, на полигонах, закачка в глубинные горизонты.
Шламохранилища — это специально построенные наземные сооружения, предназначенные для хранения и отстаивания малотоксичных шламов IV и V групп опасности. Они оборудованы специальной дренажной системой для отвода воды, а их дно и берега изолированы водонепроницаемым слоем из уплотненной глины, полимерных материалов или битума. Шламохранилища — открытые сооружения, с поверхности которых происходит постоянное выделение газообразных соединений в атмосферу.
Полигоны являются природоохранным сооружением и предназначены для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. В состав полигона входят: завод по обезвреживанию отходов, участок захоронения отходов, гараж специализированного автотранспорта.
Участок захоронения представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных карт (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы.
Завод по обезвреживанию токсичных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов в целях их обезвреживания или понижения токсичности, перевода в нерастворимую форму или сокращения объема отходов.
Способ захоронения токсичных отходов зависит от класса опасности отхода. Нерастворимые отходы II-IV классов опасности размещают в картах полигона слоями с изолированием слоев грунтом. Отходы I класса опасности помещают в специальные металлические контейнеры с толщиной стенок не менее 10 мм и проводят контроль на герметичность до и после заполнения контейнера. Бункер для хранения имеет железобетонную облицовку с толщиной стенок не менее 20 мм. В бункере должно быть предусмотрено не менее пяти отсеков. Для захоронения особо токсичных отходов и концентрированных растворов предусматривается их предварительно отверждение.
Использование вторсырья.
Вторичное сырьё, материалы и изделия, которые после первоначального полного использования (износа) могут применяться повторно в производстве как исходное сырьё. Важнейшими видами В. с. являются лом; отходы чёрных, цветных и драгоценных металлов; отработанные смазочные масла; брак деталей; вышедшие из употребления изделия из полиэтилена и др.; изношенные автопокрышки; отработанная серная кислота; макулатура и др. К В. с. относятся также выбывшие из строя вследствие износа машины и оборудование и их детали; металлические части, получаемые при разборке зданий и старых судов; чёрные и цветные металлы, содержащиеся в непригодных к использованию предметах широкого потребления и быта, конечные отходы производства, которые для данного предприятия являются безвозвратными потерями (например, зола на электростанциях и др.).
Аккумуляторы и батареи. На настоящий день все типы батарей, выпускаемые в Европе, могут быть переработаны независимо от того, перезаряжаемы они или нет. Для переработки не имеет значения, заряжена ли батарея, частично разряжена или разряжена целиком. После сбора батарей они подлежат сортировке и далее в зависимости от того, к какому типу они принадлежат, батареи отсылаются на соответствующий завод по переработке. К примеру, щелочные батареи перерабатываютсяв Великобритании, а никель-кадмиевые — во Франции
женя!!
«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».
Огромное значение для снижения уровня загрязнения окружающей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное использование материальных ресурсов, т. е.рециркуляция. Так, производство алюминия из металлолома требует всего 5% энергозатрат от выплавки из бокситов, причем переплав 1 т вторичного сырья экономит 4 т бокситов и 700 кг кокса, снижая одновременно на 35 кг выбросы фтористых соединений в атмосферу (Вронский, 1996).
Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных на создание в перспективе безотходных технологий, является внедрение оборотных, вплоть до полностью замкнутых, систем водопользования.
Оборотное водоснабжение — это техническая система, при которой предусмотрено многократное использование в производстве отработанных вод (после их очистки и обработки) при очень ограниченном их сбросе (до 3%) в водоемы (рис. 20.1; Иванов, 1991).
Замкнутый цикл водопользования — это система промышленного водоснабжения и водоотведения, в которой многократное использование воды в одном и том же производственном процессе, осуществляется
1.1 Свалка
Правила устройства свалок требуют наличия подкладки, системы сбора фильтрата, системы регулирования стоков, винилового покрытия и организации постоянного замера параметров. Каждая заполненная свалка должна иметь специальное верхнее покрытие, засыпанное слоем земли.
Свалка обычно состоит из трех примыкающих друг к другу двухгектарных котлованов (выемок) с плоским дном, имеющим наклон 1%. На дно укладывают слой песка, а на откосы – специально отобранную непроницаемую глину. Дно и откосы полученной таким образом выемки застилаются армированным изолирующим покрытием на основе синтетического каучука (типа гипалона). Поверх этого покрытия насыпается слой гравия и песка, а затем настилается аналогичное изолирующее покрытие. Слой гравия и песка между двумя покрытиями служит в качестве системы обнаружения протечек, а также помогает предотвратить накопление жидкостей на нижнем покрытии. Верхнее покрытие засыпается 30-см слоем гравия, накрываемым полипропиленовой пленкой тайпар. Засыпка фильтрует полужидкие отходы, сбрасываемые позднее, обеспечивая тем самым свободный сток фильтрата в отстойник. Позже фильтрат перекачивается в установку химической нейтрализации сточных вод для обработки. Заполненная отходами свалочная выемка закрывается непроницаемым уплотненным 60-см слоем глины. Верхний 30-см слой почвы, засеянный травой для предотвращения эрозии, завершает укрытие свалки. Во время заполнения выемки, а также после ее укрытия с помощью контрольных скважин ведется наблюдение за грунтовыми водами на предмет попадания в них загрязняющих веществ.
1.2 Термообработка
Сжигание органических отходов может резко уменьшить вероятность загрязнения грунтовых вод; кроме того, вырабатываемая при этом энергия может быть ценным побочным продуктом. Среди недостатков сжигания – возможность загрязнения воздуха, эксплуатационные трудности и стоимость процесса. Главная экологическая проблема при термическом уничтожении опасных отходов – возможные выбросы веществ-загрязнителей воздуха.
Основные виды термообработки отходов – сжигание и пиролиз. В обоих процессах используются высокие температуры как главное средство изменения химического, физического или биологического характера либо состава вредных отходов. Процесс сжигания осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода. Побочными продуктами сжигания являются в основном вода, углекислый газ и зола; негорючие материалы, в том числе кислоты, оксиды металлов и другие неорганические соединения, собираются в золе или уносятся дымовым газом. Пиролиз – это горение в обедненной кислородом среде. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.
1.3 Утилизация отходов
Под утилизацией подразумевается переработка промышленных отходов в полезные сырьевые материалы и энергию. Например, теплота, выделяющаяся при сжигании опасных отходов, может быть использована для создания пара, приводящего в движение генератор электроэнергии, а свинец, извлеченный из отслуживших автомобильных аккумуляторов, – в производстве новых аккумуляторов. Значительное снижение издержек производства и расхода энергии может быть достигнуто путем утилизационной переработки таких материалов, как лом металлов (в частности, железа, стали, алюминия, меди, свинца и магния), макулатура, древесные отходы, стеклобой и пластмассовые отходы. На свалках, существующих в течение ряда лет, образуются большие количества метана по мере того, как сброшенные в них органические материалы разлагаются; на многих свалках теперь проводится отбор метана, который используется как топливо для отопления и приготовления пищи.
Теоретически путем утилизационной переработки можно было бы удалять все вредные промышленные отходы. На самом деле, однако, понадобятся десятилетия для того, чтобы только приблизиться к реализации этой цели, поскольку в проектах большинства заводов не предусматривается утилизация отходов и нет отлаженных процессов переработки. Тем не менее, некоторые химические предприятия уже перерабатывают часть своих вредных отходов.
Твердые бытовые отходы или сокращенно ТБО после сортировки и соответствующей санитарной обработки могут использоваться вторично. Экономические затраты и экологические потери при этом довольно незначительны.
Простой пример, количество электроэнергии, затрачиваемой на очистку бутылки, будет гораздо меньшим, чем ее количество, необходимое для плавления и изготовления новой бутылки
