Начала экскретологии

В природные среды отходы, отбросы и мусор попадают, как правило, в виде выбросов, в которых загрязняющие вещества представляют собой смесь твёрдых тел, жидкостей и газов. Характеристикой, определяющей принадлежность выброса к объектам мусора, является, очевидно, степень его «твёрдости», то есть доля твёрдого вещества в нём. Опишем эту характеристику математически.

В общем случае масса М компактного объёма разнофазной смеси загрязняющих веществ выброса может быть записана в следующем виде:

М = Мт + Мж + Мг, (1)

где

Мт, Мж, Мг – соответственно, масса твёрдой, жидкой и газообразной его составляющих.

Вводя массовые концентрации отдельных фракций выброса с помощью выражений:

 = Мт/М;

 = Мж/М;

 = Мг/М,

можно формулу (1) представить так:

1 =  +  + .

Откуда выражение для доли твёрдой фазы в выбросе записывается в следующем окончательном виде:

=1--. (2).

При получении этих соотношений предполагалось, что выброс представляет собой компактный объём с примерно равномерным распределением в нём различных компонентов, а его газовая составляющая  – это смесь воздуха с газами, выделяющимися из твёрдой и жидкой фаз.

Соотношения параметрова,  и  в каждом конкретном выбросе загрязняющих веществ определяют его плотность («твёрдость») и следовательно принадлежность к одной из трёх категорий мусорных отходов: твёрдым, жидким или полужидким. Причём, объект является мусорным при

 >= *,

где

* – критическое значение массовой плотности загрязняющего выброса, задаваемое из физических или технологических соображений.

Необходимо отметить, что из-за слабой разработанности экскретной тематики в нашей стране эти термины нельзя считать устоявшимися и имеющими конкретные числовые значения. Для примера можно рассмотреть состояние этого вопроса в одной из наиболее «продвинутых в мусорном отношении» стран – в США, где традиционно используется классификация мусора на основе различных числовых значений записанных выше параметров.

При рассмотрении выбросов загрязняющих веществ в виде смесей твёрдых тел и жидкостей "твёрдыми отходамиАзоИй waste\ в США считаются «материалы, содержащие менее 70 % воды» [31], то есть со значением коэффициента

 < 0,7 (* = 0,3).

При учёте формулы (2) и значения = 0,3 приходим к соотношению, определяющему твёрдость выброса, то есть принадлежность его к мусорному объекту. Оно записывается так:

 +  >= 0,3. (3)

Из соотношения (3) следует, что при массовом содержании твёрдого вещества и газов в выбросе, превосходящем 30 %, его следует причислить к «твёрдым отходам» (в России – ТБО).

Если пренебречь газовой составляющей  (на практике почти всегда присутствие газа в твёрдофазных и жидкостных выбросах носит «следовый» характер), то есть считать, что  < 1 то, приходим к приближённой оценке «твёрдости» мусорных отходов:

 >= 0,3. (4)

В эту категорию выбросов попадает большинство бытового, часть промышленного, горнорудного и прочего мусора (см. Таблицу № 1.2.).

Таблица № 1.2.

Содержания воды в физических телах при влажности окружающего воздуха 80 % [119] и соответствующие значения параметра

«Жидкими отходами» \liquid waste\ признаются отходы, содержащие менее 1 % твёрдого вещества, то есть при

 <0,01 ( +  > 0,9). (5)

Существуют также «полужидкие отбросы»\sludge\, содержащие от 3 % до 25 % твёрдых материалов:

0,25 = а >= 0,03. (6)

(Неопределенность числовых значений этого параметра в диапазонах концентраций от 1 % до 3 % и от 25 % до 30 % – на совести авторов публикации [31]). Области определения параметра представлены на рисунке 1.2.2.

Рис. 1.2.2. Области определения параметра «твёрдости» выброса загрязняющих веществ: I– жидкие отходы; II– полужидкие отбросы; III– твёрдые отходы (мусор).

Сырьё

Сырьё – предметы, вещества, материалы или продукты, используемые в народном хозяйстве для получения изделий и(или) продуктов. Сырьё условно можно подразделить на первичное и вторичное. Первичным сырьём служат объекты природных сред, вторичное сырьё получают как из отходов, так и из некоторого мусора при его сортировке.

Повторно отбракованный мусор в безотходных (правильнее сказать в безмусорных) технологических процессах биологически разлагается, давая биологический газ или сжигается с выделением используемой в производствах тепловой энергии.