Основные технологии переработки промышленных и твердых коммунальных отходов

Одной из главных насущных проблем нашей страны является использование промышленных и коммунальных отходов, то есть максимальное использование вторичных ресурсов. Великий химик Д. И. Менделеев говорил: «В химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье», «необходимо развивать только те производства, которые не дают отходов» [1]. Этот закон, безусловно, относится и к различным видам отходов производства и потребления.

Отходы производства и потребления – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшихся в процессе производства и потребления, продукция, которая абсолютно не утратила свои потребительские свойства.

Отходы могут быть самыми разными (рис. 1) [2].

Промышленные отходы (или отходы производства) – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и не утратившие свои потребительские свойства. К таким отходам можно отнести также отходы потребления – изделия и машины, не утратившие свои потребительские свойства в результате физического и морального износа. Твердые коммунальные отходы – твердые вещества, не утилизируемые в быту, образующиеся в результате амортизации предметов быта в жизни людей.

По фазовому составу отходы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. По степени вредного воздействия на окружающую среду они подразделяются на классы опасности (табл. 2) [3].

Рис. 1. Общая классификация отходов

Существует пять классов опасности: от чрезвычайно опасных (1 класс) до практически безопасных (5 класс опасности).

Таблица 2

Классификация опасности отходов по степени их вредного воздействия на окружающую среду

^*К_i = С_i/W_i, где K_i – показатель степени опасности компонента; C_i – концентрация отдельного компонента; W_i – коэффициент опасности отдельного компонента; К = К₁ + К₂ + К_n.

^** Экосистема – это общность компонентов неживой и живой природы в определенном пространстве, все части которой взаимодействуют друг с другом, используя поток энергии и создавая круговорот веществ [3].

Захоронение опасных и особо токсичных отходов регулируется государственным кадастром отходов. Экспериментальный метод определения класса опасности отходов для окружающей среды применяется:

– для обязательного контроля класса опасности отходов, установленных расчетным методом;

– для отходов неопределенного качественного и количественного состава. При этом часто используют биотестирование водной вытяжки отходов.

Особую опасность представляют диоксинсодержащие отходы, образующиеся при сжигании промышленного и коммунального мусора, бензина, пестицидов. Диоксины очень канцерогенны, мутагенны и эмбрионально токсичны.

Глобальную экологическую опасность представляют твердые коммунальные отходы и радиоактивные отходы. Особой опасностью является рост коммунальных отходов – 1–4 % в год. Количество коммунальных отходов на земле составляет 1,2–4,2 млрд т. По происхождению существующие отходы классифицируют на промышленные, коммунальные и сельскохозяйственные (рис. 2).

Особенности отходов в различных экосистемах [4–14]:

– в биосфере. Международные организации приняли законы о запрете на вывоз ядовитых и радиоактивных отходов и их захоронении в бедных странах: каждая страна должна производить захоронение на собственной территории, но не в океане;

– в естественных экосистемах. Естественные экосистемы не место для свалок. Все отходы необходимо перерабатывать в полезную продукцию с сохранением окружающей среды;

– в агроэкосистемах. В сельскохозяйственных экосистемах не существует отходов: навоз поступает на поля как удобрение, отходы растениеводства служат кормом для животных, удобрения не загрязняют почву и грунтовые воды;

– в городских экосистемах. Необходимы надежные захоронения ядовитых и радиоактивных отходов в геологически устойчивых формациях.

Принятые экологические законы об отходах предусматривают: – использование научно-технических достижений в целях внедрения малоотходных технологий и методов, направленных на уменьшение количества отходов и вовлечение их в хозяйственный оборот;

Рис. 2. Классификация отходов по происхождению

– научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества, обеспечивающих его прогрессивное развитие.

В различных сферах экологические проблемы отходов различны.

Экологические требования к транспорту и технологиям

Техника и технология существенно воздействуют на окружающую среду, вызывая в ней необратимые техногенные изменения, связанные с образованием отходов. Межотраслевые технические средства и технологии, создающие наиболее значительные экологические проблемы, связаны с транспортом, теплоэнергетикой, водоснабжением [47].