Новий підхід до відходів: які сучасні способи утилізації сміття затребувані в Росії. Нові технології переробки побутових і відходів виробництва в сучасному світі Застосування фізичних і хімічних методів переробки
Переробка сміття - один із способів його утилізації. Найперспективніший і раціональний. Між тим активно використовуються і знешкодження та захоронення та спалювання (нехай і в силу економії на утилізації, а так само з огляду на самих відходів).
Всі відходи діляться на 5 класів небезпеки. 1 клас - найшкідливіший. Для отримання права на роботу з відходами необхідно отримати ліцензію. Основні класичні методи утилізації сміття: спалювання та захоронення. Ми окремо виділяємо переробку, як найбільш цікавий і перспективний спосіб утилізації відходів.
Утилізація побутових відходів - способи
Переробка відходів
Переробка - розвивається і найперспективніший метод утилізації відходів як промислових, так і побутових. Переробляються сотні видів відходів. Наприклад:
- Відпрацьовані автомобільні шини за допомогою дробарки подрібнюють в крихту, потім в спеціальних реакторах при температурі 4500 С виробляють гумові покриття, декоративну мульчу і ін. Гуму переробляють і в паливо.
- Лампи - в основному у використанні ртутьсодержащие лампи, тому вони вимагають особливої \u200b\u200bпереробки.
- Про переробки та утилізації будівельних відходів, утилізація піску.
- Утилізація дрантя + переробка нетканих матеріалів.
- Паперові відходи: в гідроразбавітелях розпускають на волокна, шляхом фільтрації, осадження, термомеханічної обробки очищають від домішок. Потім відбувається знебарвлення і формування паперової маси. Шляхом повторного використання виготовляють картон, туалетний папір, паливні брикети і т.д. Окрема процедура передбачена для утилізації офіційних документів.
- Відпрацьовані масла (моторне, гідравлічне, компресійний, і т.д.) - очищають і регенерують з допомогою промислових установок. Можливе одержання як масла, так і дизельного палива. Втім, відпрацьований мало використовують і в спеціальних печах для опалювання + утилізація фільтрів.
- Відходи металів збираються, сортуються (великі деталі ріжуться і пресуються) і шляхом переплавки знову потрапляють у виробництво.
- Відпрацьовані акумулятори: спочатку розрізають корпус, потім зливають електроліт. Шляхом розплавлення поділяють метал і пластик, з подальшим використанням компонентів.
- Переробка полімерів, пластикові відходи - переробляються в гранули, які використовуються в подальшому виробництві (пластикові пляшки, плівка).
Робота в цеху по переробці пластику. Йде ручне сортування: привезені гори пластикових пляшок і сортувальники вручну ділять їх, знімають кришки.
- Побутову і орг техніку сортують, відокремлюють деталі, що містять драг. метали, пластик, метал. Як замовити утилізацію оргтехніки. Окрема увага приділяється переробці кабелю.
- Старі меблі розбирають і сортують деталі за матеріалами.
- Деревні відходи, стружку, тирсу переробляють в пелети або в опалювальні брикети.
- Батарейки розбирають на складові, кожна з яких має свої перспективи на подальше застосування.
- Гальванічні відходи вимагають особливої \u200b\u200bакуратності в силу свого токсичності.
- Скло дроблять і переплавляють.
- Жирові відходи переробляють у тверду масу.
- Розчинники і лакофарбові матеріали можна використовувати у вигляді палива (після обробки і тільки в деяких випадках, оскільки матеріал дуже отруйний).
Устаткування для утилізації сміття
Утилізація сміття, яке не підлягає переробці і подальшому використанню, відбувається різними способами.
Устаткування для спалювання відходів
Спалювання проводиться в спеціальних печах, які бувають декількох видів.
Для спалювання твердих побутових відходів використовуються установки ТПВ, для відходів сільського господарства, наприклад, лушпиння насіння соняшнику, - котли-утилізатори.
У медицині застосовують невеликий апарат - спалювач голок. Його використовують для того, щоб використані шприци не застосовувалися повторно. Такий спалювач працює від електричної мережі і спалює голку за 2-3 секунди.
Установки-утилізатори повсюдно застосовуються в промисловості. Це цілі комплекси, які знищують шлами, відходи целюлози і нафтопереробної промисловості в великих обсягах. Тепло, яке виробляється під час горіння, використовують для обігріву приміщень, і інших технічних потреб.
Устаткування для захоронення відходів
Захоронення відходів проводиться на спеціальних полігонах. Вони знаходяться за межами населених пунктів, в місцях, де до поверхні землі не підходять грунтові води і відсутні водойми.
Основне обладнання при похованні сміття - бульдозери і катки ущільнювачі. Ця техніка дозволяє використовувати простір максимально раціонально, ущільнюючи сміття.
Захороненню підлягають відходи, які неможливо переробити або утилізувати іншими шляхами. Це може бути будівельне сміття, відходи деревообробної промисловості, а також небезпечні матеріали, що містять ртуть, свинець, сулему і інші хімічні речовини. Радіоактивні речовини підлягають захороненню на окремих полігонах, де проводиться суворий контроль безпеки для навколишнього середовища.
Поховання слід виробляти по строго певній технології, для чого необхідно спецобладнання. Установка для поховання являє собою техніку для перевезення відходів, агрегат для розміщення їх в контейнер, і подальшого приміщення в котлован. Існує обладнання для твердих, рідких і сухих відходів.
Перед похованням деякі хімічні речовини повинні забезпечити надійне зберігання. Знешкодження проводиться шляхом хімічних реакцій в спеціальних бункерах або термічно в термокамерах. Такі камери не спалюють відходи, а роблять їх безпечними для людини і природи за допомогою високої температури.
Очищення промислових викидів
Промисловість у величезних обсягах переробляє різноманітне сировину. На виході технологічних процесів з'являється не тільки кінцевий продукт, а й відходи - рідкі, тверді і газоподібні.
Основна вимога до технологій і обладнання для переробки відходів - недопущення потрапляння в навколишнє середовище шкідливих речовин в кількостях вище допустимої концентрації. Практично всі підприємства для очищення відходів використовують комплексні послідовні методи очищення, які включають в себе механічні, фізико-хімічні, електрохімічні, хімічні та біологічні компоненти.
Очищення стічних вод
Очищення стоків від нерозчинних домішок проводиться гідромеханічними засобами - фільтруванням, відстоюванням, улавливанием, проціджуванням, обробкою зважених часток в центрифугах.
Ці процеси забезпечуються досить простим у використанні обладнанням - відстійниками, сітками, гратами, пісковловлювачів, центрифугами, гідроциклонами (або сепараторами піску). Конструктивні особливості подібних пристроїв пов'язані в першу чергу з обсягами скидання вод. Відповідно до цих обсягами проектуються накопичувачі для стічних вод, що використовуються для забезпечення замкнутого циклу виробництва.
Очищення стоків від розчинних домішок проводиться хімічними методами - нейтралізацією (наприклад, кислоти взаємно нейтралізуються з лугами з випаданням твердого менш небезпечного осаду), коагуляцією, коли емульсії і дисперсні речовини осідають за допомогою солей деяких металів, окисленням за допомогою окислювачів - кисню, озону, перманганату калію і т.п. для зменшення шкідливості речовин, флокуляцией - осадженням пластівців речовин за допомогою крохмалю.
Дрібнодисперсні домішки і розчинені гази видаляються з води фізико-хімічними методами - насиченням стоків водою, застосуванням абсорбентів, іонізацією.
У стічних водах можуть бути присутнім побічні домішки, які є цінною сировиною для інших виробництв. Такі домішки виділяють електрохімічним методом за допомогою електролізерів. Також такими методами опріснюють морську воду, очищають радіоактивну воду.
Біологічне очищення проводиться за допомогою бактерій, що живуть в кисневій, або безкисневому середовищі.
Очищення атмосферних викидів
Очищення атмосферних газоподібних і пилесодержащіх промислових викидів відбувається в кілька етапів. Основні компоненти таких викидів це - пил (зважені тверді частинки), туман (зважені частинки рідин), дим (гази, вкрай дрібні частинки речовини або конденсаційні аерозолі), змішані аерозолі (що складаються з трьох попередніх компонентів. Очищення відбувається послідовно - від більш великих часток - пилу, до найдрібніших -дими.
На першій ступені очищення використовують пиловловлювачі, наступного відбувається суха механічна очистка викидів в так званих циклони або пилеосадітельних камерах. Наступний щабель - мокрою механічної очистки - відбувається в газопромивателя різних конструкцій, що діють на різних абсорбентів. Вибір активної речовини залежить від властивостей витягується речовини. Наприклад, вуглекислота абсорбується аміачним розчином. Остання щабель - суха фільтрація. При ній використовуються тканинні, біологічні та електричні фільтри. Електрофільтри осаджують найдрібніші димові частинки на електродах за рахунок їх іонізації коронним розрядом.
Очищення твердих відходів
Залежно від характеру і фізичних властивостей утилізованих відходів їх спалюють, переробляють в спеціальних біогенератор за допомогою мікроорганізмів, гідролізом і сбраживанием - так, наприклад, отримують етанол з відходів целюлози. Найефективнішим способом очищення є піроліз - високотемпературне розкладання речовини на компоненти при нестачі кисню. Для промислового піролізу використовують трубчасті піролізні реактори.
рекуперація викидів
Важливий аспект очищення відходів, часто вживаний в промислових масштабах - рекуперація, тобто включення відходів виробництва в замкнутий виробничий цикл після відповідної очистки. Конструктивно рекупераціонние установки значно різняться в залежності від галузі промисловості.
Надія Алексєєва
У нинішньому році в Росії планується почати будівництво декількох сміттєспалювальних заводів: чотири підприємства повинні з'явитися в Підмосков'ї, одне - в Татарстані. У Криму, за словами міністра будівництва і ЖКГ Михайла Мене, з 2017 по 2019 рік зведуть п'ять таких заводів, стільки ж в республіці відкриється і сміттєвих полігонів. Екологічні організації протестують проти спалювання твердих побутових відходів (ТПВ) і стверджують, що подібний спосіб їх ліквідації може завдати шкоди навколишньому середовищу. Однак експерти не підтримують екоактивістів. Про те, коли в країні може сформуватися культура роздільного збору сміття і які нові методи утилізації ТПВ застосовуються вже сьогодні, - в матеріалі RT.
- РІА Новини
сміттєвий ландшафт
1 січня Росії стартував Рік екології. Для поліпшення екологічної ситуації в країні потрібно перш за все позбутися сміттєзвалищ, які рік від року розширюються на багато кілометрів. Проблема помітна вже не тільки експертного співтовариства - за підсумками проведеного недавно опитування ВЦИОМ росіяни назвали скупчення побутового сміття найбільш небезпечним для навколишнього середовища фактором. Таку відповідь дали 44% респондентів.
На початку січня поточного року міністр екології та природних ресурсів Республіки Крим Геннадій Нараїв розповів, що в регіоні з'явиться завод з утилізації відходів. Попередня домовленість про будівництво була досягнута в ході переговорів між представниками регіональної влади та компанією «РТ-Інвест» (дочірня структура держкорпорації «Ростех»). Для півострова питання утилізації сміття стоїть гостро - регіон завжди відчуває додаткове навантаження в туристичний сезон. Про необхідність зведення в Криму сміттєспалювального заводу у вересні минулого року заявляв спецпредставник президента РФ з питань природоохоронної діяльності, екології та транспорту Сергій Іванов.
- Сергій Іванов
- РІА Новини
У п'ятницю, 10 лютого, федеральний міністр будівництва і ЖКГ Михайло Мень озвучив плани зі зведення сміттєспалювальних заводів в Криму відразу на три роки.
Всерйоз проблемою знищення відходів ніхто раніше не займався, утилізація сміття проводилася методом депонування (складування) на звалищах - подібна практика широко поширена в більшості суб'єктів РФ.
За даними за листопад, які озвучив Сергій Іванов, на території Росії накопичилося близько 100 млрд тонн різних відходів.
Сумарна площа сміттєвих полігонів становить понад 500 квадратних кілометрів, включаючи несанкціоновані звалища, що представляють найбільшу небезпеку. На сьогоднішній день альтернативними депонуванню способами в Росії утилізується лише близько 5% всіх ТПВ.
- РІА Новини
За інформацією Greenpeace, в країні працює шість сміттєспалювальних заводів.
У той же час сумарний збиток від поганої екології досягає в Росії 15% ВВП.
У грудні 2016 року уряд представило проект «Чиста країна», мета якого - створення ефективної системи переробки та утилізації сміття. За словами Дмитра Медведєва, в ході реалізації проекту заплановано зведення п'яти об'єктів термічної обробки відходів, один завод буде побудований в Татарстані і ще чотири - в Московській області.
У реалізації проекту зі зведення сміттєспалювальних заводів в Росії буде брати участь швейцарсько-японська компанія Hitachi Zosen Inova. Концерн вже побудував близько 600 підприємств з утилізації відходів в світі. В середньому завод з двома сміттєспалювальними лініями здатний утилізувати до 400 тис. Тонн безпечних відходів на рік. Невід'ємною частиною цього процесу є вироблення енергії.
Як зазначив в інтерв'ю «Комсомольской правде» Сергій Іванов, сучасні сміттєспалювальні підприємства утилізують ТПВ з нульовим викидом шкідливих речовин в атмосферу, ступінь очищення досягає 90-95%.
«Зелений» протест
Плани уряду по зведенню сміттєспалювальних заводів, як і очікувалося, обурили зелених. Так, в січні представники кількох екологічних НКО оголосили про формування коаліції, яка буде протидіяти будівництву заводів по тепловій утилізації ТПВ. До цього об'єднання увійшли Greenpeace в Росії, рух «Роздільний збір» та інші. На думку активістів, спалювання сміття неминуче призведе до викиду в атмосферу таких небезпечних речовин, як діоксини, тим більше що спалюється в країні сміття попередньо не сортуються.
- Сміттєві баки, встановлені на території Лосиного Острови
- globallookpress.com
- Eva Steinlein / dpa
Втім, сміттєспалювальні заводи продовжують працювати не тільки в Росії, але і за кордоном. Наприклад, в Німеччині експлуатується близько 90 фабрик по тепловій утилізації побутового сміття. І це при тому, що в країні сильно вплив зелених, яким навіть вдалося домогтися від влади відмови від використання ядерної енергетики.
Поки основним способом утилізації твердих побутових відходів в Росії є спалювання в шарових топках на колосникових гратах. Ця технологія буде використовуватися і на нових заводах, будівництво яких тільки планується. В обгрунтуванні, представленому в 2012 році Міністерством природних ресурсів і екології РФ, говориться, що подібний спосіб переробки не тільки найбільш рентабельний в порівнянні з іншими, але і не шкодить екології (за умови використання сучасних фільтрів). У документі повідомляється, що такий метод утилізації сміття не припускав його попередньої обробки, а це є важливим фактором для стабільності протікання реакції. Для того щоб здійснити повне допалювання, в колосникових топках використовується природний газ: це дозволяє домогтися необхідної температури.
Крім того, впроваджуються і альтернативні технології теплової утилізації відходів - піроліз (розкладання під впливом високої температури без доступу кисню) і плазмовий піроліз. Останній спосіб має на увазі нагрівання сміття до температур близько 2000 ° С в плазмотроне, в результаті чого відходи розпадаються до атомарного стану, перетворюючись в піролізний газ і безпечний для екології стеклообразний шлак. Газ можна використовувати для хімічного синтезу, а також в якості енергоносія. Подібні методи більш екологічні, ніж просте спалювання на колосникових гратах, проте поки не набули широкого поширення через складного технологічного процесу. Втім, на базі Національного дослідницького центру «Курчатовський інститут» вже створюється комплекс по утилізації ТПВ за допомогою високотемпературних плазмових технологій.
Головне - контроль
Чи обгрунтовані побоювання екоактивістів?
На думку експертів, з якими поспілкувався RT, сміттєспалювальні заводи не становлять небезпеки для екології - але тільки за умови суворого дотримання всіх технологічних нормативів і використання сучасного обладнання.
Як пояснив RT старший науковий співробітник хімічного факультету МГУ Юрій Крутяк, діоксини можуть утворюватися безпосередньо в процесі спалювання ТПВ, в яких є містять хлор компоненти (в першу чергу ПВХ-пластик), якщо температури спалювання виявляються нижче 850-1100 ° С. Крім того, утворення діоксинів можливо під час недостатньо швидкого охолодження гарячих газів, що відходять, в які переходять спалюються відходи.
Саме тому ключову роль в екологічній безпеці сміттєспалювального заводу грає сучасна система газоочистки, вартість якої може доходити до 60-70% вартості всього комплексу по спалюванню ТПВ.
Багато сміттєспалювальні заводи впроваджують системи гарту - це миттєве охолодження газу. Таким чином температурного діапазону, в якому найбільш вірогідне утворення діоксинів, частково вдається уникнути. Після того як газ проходить через систему охолодження, він надходить в систему газоочистки, що складається з великої кількості різних пристроїв.
«У тому випадку, якщо строго дотримуються всі виробничі регламенти, включаючи своєчасне техобслуговування і заміну елементів системи газоочистки, витримуються суворі вимоги до організації санітарно-захисних зон, можна сказати, що сміттєспалювальні заводи відносно безпечні з точки зору шкідливих викидів, - заявив RT Юрій Крутяк . - На сьогоднішній день з урахуванням ситуації, що патової ситуації з утилізацією ТПВ в мегаполісах реальної альтернативи спалюванню відходів не існує, хоча розробка більш досконалих методик утилізації ведеться ».
Якщо немає належного контролю з боку наглядових органів, у керівництва таких підприємств нерідко виникає спокуса заощадити на заміні фільтрів. Тому перевірки і екологічний моніторинг в даній сфері повинні проводитися часто і позапланово - це стане запорукою того, що спалювання сміття НЕ завдасть шкоди навколишньому середовищу.
На думку експерта, вкрай важливо, щоб при спалюванні сміття застосовувалися не застарілі західні технології, а найсучасніші. У технічних завданнях для постачальників повинні формулюватися жорсткі екологічні вимоги до складу відхідних (вихлопних) газів, в цьому випадку ризик забруднення атмосфери зводиться до мінімуму.
Слід зазначити, що представники спільноти екоактивістів часто говорять не тільки про небезпеку викидів в атмосферу, які відбуваються при термічній утилізації сміття, а й про токсичною золі, що залишається після спалювання ТПВ. У той же час в мережі можна зустріти чимало публікацій, автори яких пропонують використовувати такі відходи в будівництві.
«Що стосується золи, що залишається після спалювання ТПВ, існують різні думки. Багато наукових досліджень показали, що в золі залишаються домішки важких металів та інших небезпечних елементів, що може нести екологічні ризики для навколишнього середовища. Її потрібно утилізувати і не допускати вторинного використання - хіба тільки після остекловкі, яка робить такі відходи нерозчинними », - пояснив Крутяк.
Відзначимо, що на сьогоднішній день така зола в більшості випадків ніяк не використовується, а закопується на спеціальних полігонах.
питання культури
В якості альтернативи спалюванню ТПВ тим чи іншим способом найчастіше пропонується налагодження роздільного збору відходів і їх подальша переробка. Однак формування культури роздільного збору відходів, так само як і створення необхідної інфраструктури, вимагає часу.
- globallookpress.com
- Dona, S./Arco Images GmbH
Росія поки робить лише перші кроки в цьому напрямку, і для отримання відчутних результатів можуть знадобитися роки і навіть десятиліття. За цей час за відсутності сміттєспалювальних комплексів звалища можуть розростися до абсолютно неприйнятних розмірів, що спричинить серйозні наслідки для екології.
Зрозуміло, ніхто не стане заперечувати необхідність впровадження роздільного збору сміття, в тому числі і для більш «чистого» спалювання, але представляти це як єдиної альтернативи на сьогоднішній день не варто. Тим більше, що не весь обсяг відходів підлягає повторній переробці, а сміття, що залишилося все одно необхідно якимось чином знищувати.
«Технологія спалювання сміття, використовувана в Росії, є цілком прийнятною. Багато що залежить від якості сортування сміття, на жаль, у нас поки не сформувалася культура роздільного збору відходів, але боятися спалювання сміття не треба, - зазначив в інтерв'ю RT заступник голови Всеросійського товариства охорони природи Валентин Граковіч. - Суспільство повинно мати доступ до інформації з питань роботи сміттєспалювальних заводів. Кричати про те, що сміттєспалювальні заводи не потрібні, - це просто безграмотно. Проблема якраз в тому, що вони повільно будуються в Росії ». Експерт додав, що деякі екологічні активісти протестують заради самого протесту, які не прораховуючи наслідків.
«Те, що пропонує Greenpeace, - шлях в нікуди. Біосфера нам не пробачить, якщо ми будемо чекати моменту, коли в Росії почнуть масово сортувати сміття. Ми ще років 20 не вийдемо на роздільний збір відходів. У тій же Швейцарії до цього йшли близько 50 років », - підкреслив Граковіч.
Ввденія ........................................................................... ..2
ВИДИ ВІДХОДІВ .................................................................. .4
Сучасні технології ПЕРЕРОБКИ ........................ .6
КОНЦЕПЦІЯ БЕЗПЕЧНОГО ВИРОБНИЦТВА ........................ ..9
ПЕРЕРОБКА в Саратовській області .............................. 11
ВИСНОВОК ............................................................... ... ...... 13
Список використаної літератури ......................................................... ..14
ВСТУП
В даний час проблеми, пов'язані з недостатнім рівнем переробки, знешкодження, безпечного захоронення відходів, загострюють екологічну та санітарно-епідеміологічну обстановку в Росії. За даними державної політики в галузі охорони навколишнього середовища МПР Росії, найбільш несприятлива обстановка складається в Приморському, Краснодарському краях, Московської, Челябінської, Свердловській, Оренбурзькій областях, Республіці Башкортостан.
Із загальної маси відходів в РФ 95% відносяться до V класу небезпеки і представлені в основному великотоннажними відходами.
Найбільший обсяг утворення відходів виробництва і споживання припадає на Сибірський федеральний округ - 62%, найменший - на Південний - 0,4%.
Відходи - речовини (або суміші речовин), визнані непридатними для подальшого використання в рамках наявних технологій, або після побутового використання продукції.
Переробка - повторне використання або повернення в оборот відходів виробництва або сміття. Найбільш поширена вторинна, третинна і т. Д. Переробка в тому чи іншому масштабі таких матеріалів, як скло, папір, алюміній, асфальт, залізо, тканини і різні види пластику. Також з глибокої давнини використовуються в сільському господарстві органічні сільськогосподарські і побутові відходи.
Виник недавно усвідомлення кризової ситуації з відходами, з якою зіткнулося наше суспільство, привело до того, що управління відходами з другорядної проблеми перетворилося в питання політичних дебатів. У декого перспектива капітальної перебудови системи утилізації викликає паніку, але одночасно формується і нове, більш позитивне ставлення до цієї проблеми. У наявності всі велика готовність розглядати відходи як джерело можливостей і шукати рішення в рамках більш широкого погляду, що охоплює і зміна клімату, і управління ресурсами, і відродження міст.
З точки зору забруднення навколишнього середовища, проблема зводиться до питання про те, що ж таке відходи. З точки зору раціонального використання ресурсів, це - питання про те, у що можна перетворити відходи. Якщо розглядати відходи як забруднюючі речовини, то за ними потрібен контроль. Однак якщо розглядати їх як джерело енергії і матеріалів, то існують альтернативні рішення. Одне з таких рішень зводиться до того, щоб все залишалося по-старому. Інші рішення відкривають дорогу до нового.
ВИДИ ВІДХОДІВ
Класифікація відходів
Відходи розрізняються:
за походженням:
Відходи виробництва (промислові відходи)
Відходи споживання (комунально-побутові)
По агрегатному стані:
газоподібні
по класу небезпеки ( для людини і / або для навколишнього природного середовища)
У Російській Федерації виділяють наступні класи небезпеки для навколишнього природного середовища:
1й - надзвичайно небезпечні
2й - високо небезпечні
3й - помірно небезпечні
4й - малонебезпечні
5й - практично безпечні
У Росії існує Федеральний класифікатор відходів, в якому кожному виду відходів в залежності від джерела його походження присвоюється ідентифікаційний код.
Відходи виробництва
Промислові відходи - тверді, рідкі та газоподібні відходи виробництва, отримані в результаті хімічних, термічних, механічних та інших перетворень матеріалів природного і антропогенного походження.
Відходи певної продукції - неупотребімие залишки сировини і / або виникають в ході технологічних процесів речовини і енергія, що не піддаються утилізації.
Частина відходів, яка може бути використана в тому ж виробництві, називається зворотніми відходами. Сюди входять залишки сировини та інших видів матеріальних ресурсів, що утворилися в процесі виробництва товарів (виконання робіт, надання послуг). Через часткової втрати деяких споживчих властивостей, зменшення або збільшення витрат можуть використовуватися в умовах зі зниженими вимогами до продукту, або з підвищеною витратою, іноді вони не використовуються за прямим призначенням, а лише в підсобному виробництві (наприклад, автомобільні відпрацьовані мастила - для змащення невідповідальних вузлів техніки). При цьому залишки сировини і ін. Матеріальних цінностей, які передаються в інші підрозділи як повноцінний сировини, відповідно до технологічного процесу, а також попутна продукція, що отримується в результаті здійснення технологічного процесу, не належать до зворотних відходів.
Відходи, які в рамках даного виробництва не можуть бути використані, але можуть застосовуватися в інших виробництвах, іменуються вторинним сировиною.
Відходи, які на даному етапі економічного розвитку переробляти недоцільно. Вони утворюють безповоротні втрати, їх попередньо знешкоджують в разі небезпеки і ховають на спецполігонах.
У промисловій екології під відходами виробництва розуміють відходи, що знаходяться в твердому агрегатному стані ( деякі газоподібні та рідкі відходи можуть переходити в тверду фазу, наприклад у фільтрах або відстійниках). Те ж саме відноситься і до відходів споживання - промисловим і побутовим (Рис. 1).
Мал. 1. Класифікація основних видів твердих відходів
Відходи споживання - це вироби і матеріали, що втратили свої споживчі властивості в результаті фізичного (матеріального) або морального зносу.
Промислові відходи споживання - це машини, верстати та інше застаріле обладнання підприємств.
Побутові відходи - це відходи, що утворюються в результаті життєдіяльності людей і видаляються ними як небажані або непотрібні. До твердих побутових відходів відносять картон, газетний, пакувальну або споживчу папір, всіляку тару (дерев'яна, скляна, металева), що вийшли з ужитку або втратили споживчі властивості предмети і вироби з дерева, металу, шкіри, скла, пластмаси, текстилю та інших матеріалів, зламані або застарілі побутові прилади - сміття, а також сільськогосподарські та комунальні харчові відходи - покидьки.
Особливу категорію відходів (головним чином, промислових) складають радіоактивні відходи (РАВ), що утворюються при видобутку, виробництві та використанні радіоактивних речовин в якості пального для атомних електростанцій, транспортних засобів (наприклад, атомні підводні човни) і інших цілей.
Велику небезпеку для навколишнього середовища представляють токсичні відходи, в тому числі частина безпечних на стадії їх появи відходів, які набувають токсичні властивості під час зберігання.
Сучасні технології ПЕРЕРОБКИ ВІДХОДІВ
Сучасні технології переробки відходів агропромислового комплексу з отриманням біогазу
В альтернативній енергетиці особливе місце займає переробка біо-маси ( органічних сільськогосподарських і побутових відходів) Метановим бродінням з отриманням біогазу, що містить близько 70% метану, і стерильних органічних добрив. Найбільш важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на різні технологічні потреби витрачається велика кількість палива і безперервно зростає потреба у високоякісних добривах. Всього в світі в даний час використовується або розробляється близько 60 різновидів біогазових технологій. Біогаз - це суміш метану і вуглекислого газу, що утворюється в процесі анаеробного зброджування. Залишок, що утворюється в процесі отримання біогазу, містить значну кількість органічних речовин і може бути використаний в якості добрива. Отримання біогазу економічно виправдано і є кращим при переробці постійного потоку відходів (стоки тваринницьких ферм, рослинних відходів і т. Д.). Економічність полягає в безкоштовному вихідній сировині (відходах), в маловитратною організації та управлінні їх подачею. Отримання біогазу особливо ефективно на агропромислових комплексах, де існує можливість повного екологічного циклу.
Отримання біогазу з органічних відходів має позитивні особливості:
1. Біогаз з високою ефективністю може бути використаний для отримання теплової та електричної енергії;
2. Анаеробна переробка відходів тваринництва, рослинництва та активного мулу дозволяє одержувати вже готові до використання мінеральні добрива з високим вмістом азотної і фосфорної складової (на відміну від традиційних способів приготування органічних добрив методами компостування, при яких втрачається до 30-40% азоту);
3. Відбувається знезараження залишку і усунення патогенних мікроорганізмів, відходи після анаеробної переробки відповідають вимогам, що пред'являються органами охорони природи;
4. Біогазові установки можуть бути розміщені в будь-якому регіоні країни і не вимагають будівництва дорогих газопроводів і складної інфраструктури;
5. Біогазові установки можуть частково або повністю замінити невеликі застарілі котельні і забезпечити електроенергією і теплом прилеглі села, селища.
Знешкодження твердих побутових відходів
В даний час основним технологічним процесом знешкодження твердих побутових відходів є їх спалювання в пристроях різного типу. Першим в Росії підприємством, на якому реалізована четирехступенчатая система газоочистки, що забезпечує вимоги європейських стандартів щодо викидів шкідливих речовин з димовими газами установок для спалювання ТПВ, став Московський сміттєспалювальний завод №2 (МСЗ №2). У першій ступені очищення здійснюється високотемпературне відновлення оксидів азоту до елементарного азоту. У другому рівні знижується вміст в димових газах діоксинів. У третьому щаблі відбувається процес нейтралізації кислих газів (HCl, HF). У четвертій сходинці димові гази очищаються від пилу.
Мал. 3. Схема технологічної лінії МСЗ №2
на мал. 3 приведена схема лінії з очищення відходів. Тверді побутові відходи через бункер подаються на решітку сміттєспалювального котла. Утворені при спалюванні шлак і зола передаються в цех шлакопереробки. Димові гази з зони горіння надходять в камеру допалювання, де відбуваються доокисление продуктів неповного згоряння і розкладання хлорорганічних поліциклічних сполук. Що виробляється сміттєспалювальними котлами пар з параметрами 15кгс \\ см2 і 2400С йде на власні потреби заводу і направляється на теплоізоляційну електростанцію (ТУЕС).
Таб. 1. Основні параметри роботи сміттєспалювальних котлів, встановлених на МСЗ №2.
|
Витрата димових газів, м 3 \\ год |
|
Мал. 4. Технологічна схема системи очищення димових газів від оксидів азоту.
Розроблена система управління виконує функції автоматичного регулювання та автоматизованого програмно-логічного управління процесом. Вирішення цих завдань здійснюється інтелектуальним керуючим пристроєм - мікропроцесорним контролером. Досвід експлуатації системи очищення димових газів показав, що ця система дозволяє повністю вирішити поставлене завдання і забезпечити підтримку концентрації NO в димових газах після очищення в діапазоні від 30 до 70 мг \\ м3.
Переробка радіоактивних відходів
В якості ще одного прикладу слід сказати про переробку відходів виробництва, а саме радіоактивних відходів.
У Росії розроблена технологія плазмотерміческой обробки радіоактивних відходів, яка пропонується до застосування в країнах, де існує потреба в утилізації радіоактивних відходів низького і середнього рівня радіоактивності. Задоволення зазначеної потреби можна продемонструвати на прикладі Болгарії. У цій країні є 2 основних підприємства, на яких накопичуються радіоактивні та небезпечні відходи різного походження: АЕС «Козлодуй» і сховище «новий хан». На цих підприємствах реалізована технологія, запропонована РНЦ «Курчатовський інститут».
Процес плазмової переробки відходів складається в застосуванні плазм-енних дугових нагрівачів (плазмотронів) для забезпечення газифікації органічних компонентів з подальшим спалюванням утворюється пірогазу, очищенням продуктів згоряння і викидом знешкоджених газо-образних продуктів в атмосферу.
переваги:
висока ступінь зменшення обсягу первинних відходів;
екологічна безпека процесу;
незначна частка радіоактивності, що виходить з реактора в системі газоочистки;
підконтрольність рівня радіоактивності одержуваного шлаку.
КОНЦЕПЦІЯ БЕЗПЕЧНОГО ВИРОБНИЦТВА
У зв'язку з постійним зростанням накопичення відходів в 1980-і рр. з'явилася концепція безвідходного виробництва. Дуже багато інститутів подклю-чалісь до розробки таких технологій, але стало ясно, що концепція при-Меним тільки до вельми обмеженій групі виробництв. Зокрема, нафтопереробка і нафтохімія не можуть бути безвідходними.
Так як всі підходи не могли докорінно вирішити нака-рами екологічну ситуацію, в кінці XX ст. світовою спільнотою було висунуто абсолютно нова концепція - запобігає політика. Вона полягає в пошуку можливості запобігти або зменшити утворення відходів. Ця політика називається «Більш чисте виробництво» (БЧВ), до теперішнього часу вона прийнята у всьому світі як інноваційна концепція, здатна вирішити екологічні проблеми підприємств.
Концепція БЧВ носить універсальний характер. Зрозуміло, що для забезпечення роботи підприємства з найменшими відходами і викидами, з низькими енергетичними затратами і високою якістю продукції, що випускається необхідний механізм злагодженої роботи всіх ланок про-ництва. Але, як показує практика, на багатьох підприємствах кожен підрозділ вирішує ВОІ завдання ізольовано.
Суть БЧВ полягає в аналізі ефективності виробництва силами робочої групи з працівників підприємства. Робота здійснюється відповідно до методології, розробленої світовим екологічним співтовариством з метою виявлення причин утворення значних відходів і викидів, низької якості продукції, а також пошуку рішення для поліпшення роботи підприємства.
Програма зазвичай триває близько року, так як необхідно не тільки виявити причини виникнення проблем, а й за допомогою експертів знайти оптимальне рішення.
Доцільно детальніше зупинитися на декількох технологіях, рекомендованих до впровадження.
Дві технології переробки шламів цікаві тим, що одна з них придатна для переробки різних видів шламів, в тому числі і старих високостабільних. Технологія являє собою комбінацію декількох стадій, таких як сепарація, відстоювання, флотація, дегазація, кондиціювання, зневоднення, додавання вапна, ущільнення, осушення. Отримані продукти пропонується спалювати, витягувати корисні компоненти і використовувати в сільському господарстві, що не завжди дозволено через небезпеку міграції забруднювачів.
Інша технологія, розроблена і застосовується в США, використовує кавітаційний метод поділу емульсій за допомогою ензимів.
Устаткування може бути в стаціонарного та мобільного формах і відрізняється надійністю. І хоча вартість досить висока, установки працюють вже в декількох місцях і забезпечують дуже високий рівень очищення води і твердої фракції (піску).
На особливу увагу заслуговують технології, що використовують принцип «торнадо». По-перше, це технологія гідротранспорту, що дозволяє перекачувати шлами, пісок і т.п. на великі відстані. Установка невелика і може бути змонтована як в мобільному варіанті, так і в стаціонарному.
Друга технологія дозволяє швидко розділяти суміш нафти з водою за допомогою відцентрової сили і може виявитися незамінною на промислах. Вона вже затребувана в Китаї, планується її впровадження і на території Росії.
Можливості використання промислових відходів
Принципово можливе використання промислових відходів в наступних основних напрямках:
1. Рекультивація ландшафтів, планування територій, відсипання доріг, дамб і т. П., Для чого використовують скельні породи, галечник, гравій, пісок, доменні шлаки та інші види твердих промислових відходів.
Реалізація цього економічно вигідного напрямку утилізації відходів, проте, незначна - всього в цих цілях використовується приблизно 10% обсягу наявних відходів.
2. Використання відходів в якості сировини при виробництві будівельних матеріалів:
1) як пористі заповнювачі бетону, будівельної кераміки, кладок розчинів (порожня гірська порода, галечник, пісок);
2) як сировина для виробництва білого цементу, будівельного вапна та скла (породи, що містять крейда СаСО3), портландцементу (глинисті сланці), керамзиту (пластичні глини), силікатного і будівельної цегли (попелошлакові відходи теплових електростанцій і металургійних заводів) і т. д.
Промисловість будівельних матеріалів - єдина галузь, в значних масштабах використовує великотоннажні відходи виробництва.
3. Вторинна переробка відходів в якості вихідної сировини, оскільки деякі відходи за своїми властивостями близькі до природного сировини для отримання певної речовини або сировини для отримання нових видів продукції.
У першому випадку реалізується принцип малоотходной або безвідходної технології виробництва, наприклад виробництво графіту з графітових руд і утворюється при цьому графітової кіптяви.
ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ У Саратовській області
У Приволзькому федеральному окрузі негайного вирішення потребує проблема забезпечення екологічної безпеки при поводженні з виробничими і побутовими відходами. Темпи впровадження ділянок і технологій переробки та повторного використання найбільш поширених відходів є дуже низькими, так само як і темпи будівництва об'єктів розміщення відходів, в тому числі полігонів твердих побутових відходів у багатьох регіонах.
Практично для всіх суб'єктів федерації Приволжья актуально вирішення питань з ТПВ, опадами стічних вод з очисних споруд, забороненими і непридатними до застосування пестицидами та отрутохімікатами.
Одним з основних шляхів вирішення проблеми використання відходів є організація їх збору та переробки з отриманням товарної продукції.
Болгарський консорціум «Екоенергія» пропонує розглянути можливість співпраці з переробки відходів на території Саратовської області. За словами Михайла Міхова, в планах консорціуму «Екоенергія» реалізація на території Росії проектів по розміщенню сміттєпереробних комплексів з повним циклом виробництва і створення майданчика по глибокій переробці. Саратов розглядається як одне з міст, де можливе розміщення сміттєпереробного комплексу.
В ході презентації Президент консорціуму «Екоенергія» зазначив, що процес виробництва на сміттєпереробних комплексах компанії будується наступним чином: на першій стадії виробництва надходить сміття проходить сортування, потім частина компонентів (скло, макулатура, пластикові пляшки, поліетилен, будівельне сміття і ін.), переробляються для вторинного використання. Частина ТПВ, яка не може використовуватися повторно, підлягає захороненню.
Інвестори з Туманного Альбіону мають намір побудувати в Саратові і Енгельсі три комплексу. Вартість одного заводу оцінюється приблизно в 25 мільйонів євро. Два заводи в Саратові практично закриють всі проблеми міста (третій буде в Енгельсі - «СОГ»), впевнене керівництво.
Англійці планують впроваджувати високоефективні технології переробки - до 90 відсотків від загальної маси. Хоча, судячи з усього, і це не межа - біологічні відходи компанія має намір переробляти в спирт. Для цього весь «біос» після упаковки в поліетилен буде вивозитися за межі Росії. За словами міністра - голови Шопена, інвестори готові вкладати гроші в проект за умови, що протягом найближчих 20 років міська влада забезпечуватимуть заводи сировиною. Власне, цього добра у нас, що називається, завались.
За даними Саратовського міжрайонного природоохоронного прокурора Олександра Гончара, в цілому по країні за останні 5 років кількість побутових відходів збільшилася в 1,5 рази. Актуальною є ця проблема, за словами природоохоронного прокурора, і для Саратовської області ( зрозуміло, в першу чергу для обласного центру з його майже мільйонним населенням).
Слід лише зауважити, що «сміттєвий бізнес» вже прийшов в Балаково і Власюк, де запущені перші в області сортувальні комплекси. Причому в Балаково завод, кращий в Приволзькому окрузі.
ВИСНОВОК
Проблема переробки відходів вже не перший рік знаходиться на вістрі уваги.
Не секрет, що ємність полігонів для захоронення відходів на кінець. Це змушує державу активізувати пошуки виходу з ситуації, що склалася. Однак поки ці спроби успіхом не увінчалися.
У підсумку, варто сказати, що основні проблеми в галузі поводження з відходами виробництва та споживання зводяться до:
відсутності єдиної системи нормативних актів з питань поводження з відходами, перш за все по їх класифікації та паспортизації;
створення спеціалізованих виробництв і просування нових технологій ускладнюється відсутністю законодавчих механізмів економічного стимулювання підприємств, які здійснюють збір, транспортування і переробку відходів.
Елементарними механізмами економічного стимулювання підприємств у галузі поводження з відходами могли б бути:
пільги з податку на майно щодо об'єктів, які використовуються для охорони навколишнього середовища;
особливий режим оподаткування по земельному податку, ПДВ та податку на прибуток;
застосування прискорено амортизації основних виробничих фондів, пов'язаних із здійсненням природоохоронної діяльності.
У зв'язку з викладеним представляється доцільним:
1. Забезпечити створення єдиної системи федеральних нормативних актів з питань поводження з відходами.
2. Розробити прийняти нормативну базу щодо створення та впровадження державного кадастру відходів як федеральної інформаційної системи у сфері поводження з відходами.
3. Підготувати нормативні акти по процедурам виявлення найкращих технологій у сфері поводження з відходами.
4. Розробити економічні механізми стимулювання переробки відходів.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
О.Н. Куліш, С.А. Кужеватов «Очищення димових газів сміттєспалювальних котлів від оксидів азоту». «Промислова енергетика» №10-2002, М., Фолиум, с. 54-59.
Наказ Міністерства природних ресурсів «Про затвердження критеріїв віднесення небезпечних відходів до класу небезпеки для навколишнього природного середовища» від 15.06.2001 № 511
СанПіН 2.1.4.1074-01
Катрін де Сільгі. Історія сміття. М., Текст, 2011 року.
ГОСТ 25100-95 * «Ґрунти. Класифікація ». УДК 624.131.3.001.33: 006.354. МКС 13.080. 93.020 ОКСТУ 5701
В.Г. Гнеденко, І.В. Горячев «Застосування плазмотерміческой технології - шлях до вирішення проблем утилізації радіоактивних відходів». «Конверсія в машинобудуванні» №6-2006, М., Інформконверсія, с. 37-41.
С. Зигуненко «Гаряча крапля». М., Фірма Апрель, с. 4-5.
В. Шаров «Відходи нас знищать або збагатять?». «Винахідник і раціоналізатор» № 4-2005, М., Московська правда, с.20-21.
Б.Е.Шенфельд, А.З. Ощепкова «Удосконалення управління відходами». «Екологія виробництва», №5-2004, М., Галузеві Відомості, с.58-59.
В.С. Дементьєв «Поводження з відходами в Приволжжя». «Екологія виробництва», №5-2004, М., Галузеві Відомості, С.60-61.
Д.М. Зобова «Дозволи на розміщення відходів: практика і законодавство». «Екологія виробництва», №5-2004, М., Галузеві Відомості, с.80-82.
В.А. Сапожнікова «Державне регулювання поводження з відходами». «Екологія виробництва», №1-2005, М., Галузеві Відомості, с. 30-36.
С.В. Мещеряков, О.А. Хлебінская «Нові технології в сфері поводження з відходами». «Екологія виробництва», №1-2005, М., Галузеві Відомості, с. 30-36.
МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РФ
ДЕРЖАВНЕ БЮДЖЕТНА освітні установи
ВИЩОЇ ОСВІТИ
САРАТОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМ. Н.І. ВАВИЛОВА
БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ
Завідувач кафедри:
викладач:
Сучасні технології переробки
(По типу відходів)
виконав:
студент 4 курсу,
факультету
Ветеринарної медицини і
біотехнології
Сучасні технології утилізації та переробки твердих побутових і промислових відходів
Як стверджують фахівці, з початку ХХ ст. в Росії накопичилося 80 млрд.т твердих відходів і щороку до них додається ще по 7 млрд т Щорічна кількість твердих побутових відходів -130-140 млн.м 3, з них більша частина - токсичні і особливо токсичні.
Захоронення твердих відходів.
Частка відходів, які піддаються поховання або які вивозяться на сміттєзвалища, в даний час дуже велика. Спеціальні полігони, діючі протягом 25 років, відчужують значні площі. Після повного завантаження полігону його закривають рослинним ґрунтом, поверхню якого в подальшому може бути використана для пристрою парків, садів, ігрових майданчиків. У закритих від контакту з повітрям побутових і харчових промислових відходах, що знаходяться в насипах полігону, виникає анаеробний процес, при цьому виділяється біогаз (суміш метану і вуглекислого газу), який за певних умов можна використовувати як паливо. Такий досвід є. При висоті засипки відходів 7 м і більше цей газ відбирають за допомогою труб. Додаткові пристрої, необхідні для відбору біогазу та його утилізації, швидко окупаються.
Спалювання твердих відходів
У 70-80-і рр отримала розвиток термічна переробка відходів шляхом спалювання їх а печах на сміттєспалювальних заводах. Такі заводи працюють у багатьох країнах світу, в Москві, в Санкт-Петербурзі, в Мурманську і в інших містах країни. Існуючі системи спалювання дають високу ступінь деструкції відходів (до 99%), дозволяють рекуперировать напрацьоване тепло. Однак недоліки таких систем більш істотні. По-перше, вартість процесу спалювання в порівнянні з традиційними методами (вивезенням на смітник, скиданням в море, захороненням в відпрацьовані шахти) досить висока. По-друге, сміттєспалювальні установки є джерелами викидів в атмосферу сполук цинку, олова, кадмію, хлористого, фтористого водню та інших шкідливих речовин. Серед токсичних металів особливо небезпечна ртуть, яка в процесі спалювання внаслідок підвищеної летючості легко переходить в пароподібний-стан і виділяється в атмосферу. Тільки відповідна ретельне сортування і підготовка сміття, а також ефективне очищення димових газів (з використанням електрофільтрів) можуть знизити рівень забруднення атмосфери.
Переробка твердих відходів
Кругообіг речовин в природі - чудовий приклад безвідходного виробництва. Відходи природних процесів (сухостій, листя і т.п.) пріють, перегниває і природним шляхом удобрюють землю. Аероби - це мікроби, які дихають киснем і переробляють легкогніющіе речовини в органічні добрива, багаті азотом, тобто - в компост. При цьому виділяється теплова енергія. Природа підказала людям схему технології компостування побутових відходів.
У 1970 р в Ленінграді був пущений в експлуатацію досвідчений завод по механізованої переробки побутових відходів. На початковому етапі переробки з маси відходів виділявся чорний метал електромагнітними сепараторами. Далі відходи подрібнювалися в дробарках і надходили в обертові барабани - ферментори, в яких здійснювалася переробка відходів в компост. Однак в оброблюваної масі були і некомпостіруемие елементи (поліетиленові плівки, скло, бляшані банки та ін.). засмічують добриво. Треба було навчитися очищати компост.
В кінці 70-х - початку 80-х рр з'явилося друге покоління заводів з переробки відходів з поліпшеною і удосконаленою технологією. В даний час в Росії є дев'ять спеціалізованих заводів з переробки твердих відходів. Йде проектування в Санкт-Петербурзі подібного заводу для м.Києва.
Технологія переробки відходів така. Широкими естакаді сміттєвози під'їжджають до приймального відділення і вивантажують відходи на вісім платформ. Потім відходи завантажуються в вісім теплоізольованих барабанів довжиною до 60 м, у внутрішню порожнину яких за допомогою вентиляторів подається повітря, збагачене киснем. При обертанні барабанів відходи перемішуються і подрібнюються, питома поверхня їх збільшується. Постійна аерація (на 1 кг відходів подається 0,2-0,8 м 3 повітря) пробуджує до життя аеробне мікрофлору. У роботу вступають мікроорганізми (мезофіли), розігрівають масу до 50 0 С. При цьому активно розмножується мікрофлора іншого виду - термофіли, за рахунок яких температура доходить до 70 0 С. Лавиноподібний біотермічним процес протягом двох діб знезаражує відходи. Знешкоджені відходи через перфоровану насадку на кінці барабана рівномірно подаються на стрічковий конвеєр. Але це ще не компост - тут є забруднення у вигляді скла, шматків дерева, пластмаси, каменів, консервних банок і ін. Далі йде очищення. Спочатку відокремлюють чорний метал за допомогою електромагнітного сепаратора, який укріплений над конвеєром. Цей металлла потрапляє в бункер-накопичувач, пресується в брикети вагою в 80 кг і направляється на переплавку. Звільнена від чорного металу маса продовжує свій шлях. З конвеєра вона потрапляє на циліндричне сито (гуркіт) з осередками діаметром 45-60 мм. Гуркіт обертається досить швидко, зі швидкістю 15 об / хв, так що дрібні частинки провалюються. а великі - залишаються над гратами. Обидва продукти - надрешітного і підгратного - звільняються від кольорового металу за допомогою спеціальних установок, що створюють електромагнітне поле, під дією якого предмети з кольорового металу відкидаються в сторону. Для виділення з компосту скла використовують балістичні стеклосепаратори. Звільнення компосту від поліетиленової плівки здійснюється сильним струменем повітря. Отриманий компост використовується в сільському господарстві. Але спочатку компост ще недозрілий і довгий час в ньому триває біотермічним процес і тримається висока температура. Такий компост може застосовуватися в якості біопалива для підігріву грунту в теплицях. Остиглий і дозрів компост використовується вдруге у відкритому грунті на полях або в міському озелененні як органічне добриво. Для обробки некомпостірующіхя фракцій використовується піроліз - термічна обробка без доступу кисню. У процесі піролізу утворюється парогазова суміш, а також твердий вуглецевий залишок - пірокарбон, який використовується в металургії як замінник графіту. Економічна доцільність розглянутого процесу очевидна, бо з однієї тонни твердих відходів виділяються 20 кг чорного металу, 2 кг кольорового металу, 200-250 кг некомпостірующіхся фракцій і 600-700 кг компосту. З однієї тонни некомпостірующіхся фракцій отримують приблизно 200 кг нефтеподобних масел, 190 кг газоподібних продуктів, 330 кг пірокарбона.
За даними в цілому по Росії промисловим методом (на сміттєспалювальних і сміттєпереробних заводах) переробляється лише близько 5% відходів, а решта вивозиться на полігони та сміттєзвалища (санкціоновані і недозволені). Останнім часом виникла проблема переробки осадів водопровідних і каналізаційних станцій очистки вод.
Способи утилізації відходів з полімерних матеріалів.
Відходи з полімерних матеріалів не піддаються природному розкладанню і тому вони є сильними забруднювачами навколишнього середовища. Більшість полімерів добре горить, виділяючи значну кількість тепла і споживаючи велику кількість повітря, виділяє енергію можна використовувати. Однак при спалюванні багато полімери утворюють шкідливі гази, такі як аміак, оксиди азоту, ціанисті сполуки, хлористий водень і інші речовини, що вимагає додаткових пристроїв для очищення й обробки газових викидів.
Найбільш поширеним способом утилізації відходів з полімерних матеріалів є поховання та вивезення їх на звалища. В даний час все частіше застосовують спеціальні полігони для полімерних матеріалів.
Є досвід переробки старої поліетиленової плівки і перетворення її в нову, а також отримання труб, несхильних корозії. Створення полімерів з регульованим терміном служби - ефективний, перспективний спосіб захисту навколишнього середовища. У ряді країн розроблені і вже випускаються спеціальні, самознищується види упаковок. Це фото- або біоразрушаемих полімери, які під дією світла, тепла, кисню повітря або мікроорганізмів розкладаються до низькомолекулярних продуктів, не забруднюючи ґрунт.
| " |
Значна зміна клімату і зниження біологічного різноманіття є лише двома з багатьох серйозних екологічних проблем, які продовжують рости в глобальному масштабі. Населення планети на даний момент становить понад 7 мільярдів і в зв'язку з цим зростає занепокоєння з приводу нестачі продовольства, води, енергії та інших ресурсів. Щоб знизити шкоду, нанесену довкіллю, і дефіцит ресурсів, нам варто впритул зайнятися вторинної переробкою відслужили предметів. Дуже важлива переробка електроніки.
До електронних відходів (по англ. E-waste) відносяться всі відслужили свій термін пристрою, чия робота залежить від електричного струму і / або електромагнітного поля. Телефони, ноутбуки, телевізори і т.д. перетворюються у відходи, застаріваючи все швидше і швидше, приходячи в непридатність, щоб забезпечити необхідність покупки нових пристроїв.
До електронних відходів відносяться в тому числі друковані плати, які хоча і становлять близько 3% від загальної кількості цього виду відходів, завдяки високій концентрації токсичних речовин є дуже небезпечними. Подібні відходи без належної утилізації негативно впливають на екосистему, як биотическую, так і на абиотическую її частини. Наявність різноманітних високотоксичних матеріалів і важких металів робить поховання на звалищі або просте спалювання неприйнятними методами управління подібними відходами. Тому найбільш оптимальний спосіб утилізації електронних відходів - це їх переробка.
Крім того, що електронні відходи являють собою велику небезпеку для навколишнього середовища, треба пам'ятати, що на виробництво мобільних телефонів і персональних комп'ютерів йдуть значні частки золота, срібла і паладію, що добуваються щорічно у всьому світі. Звичайно, в кожному окремому пристрої дорогоцінних металів міститься мізерна кількість, але якщо розглядати загальносвітове виробництво (понад 1,2 млрд. Щорічно), то цією кількістю вже нехтувати нерозумно. Слід зазначити, що концентрація цих дорогоцінних металів в друкованих платах більш ніж в десять разів перевищує їх концентрацію в видобутої руди. Однак переробка друкованих плат технологічно складний процес через неоднорідність матеріалів, адже вони складаються з безлічі різнорідних компонентів.
Кількості електронних відходів в Росії і в світі
За деякими оцінками, електронні відходи складають приблизно 8% від загальної кількості побутових відходів.
На жаль, визначити точну кількість вироблених електронних відходів дуже складно. За оцінками ЮНЕП ще 10 років тому електронні відходи становили близько 20-50 млн. Тонн на рік (2005 рік). У Росії вони оцінюються приблизно в 1,5 млн. Тонн. Агентство США з охорони навколишнього середовища повідомило про те, що кожна сім'я в США використовує близько 34 електронних пристроїв і електричних приладів (дані 2010 року). Це в середньому призводить до утворення більш 5 млн. Тонн електронних відходів в рік. Для ЄС було підраховано, що в середньому кожен громадянин виробляє близько 15 кг електронних відходів в рік, що призводить до утворення 7 млн. Тонн відходів (дані 2010 року).
Також статистичні дані свідчать про вироблення в Китаї електронних відходів перевищує 1,1 млн. Тонн, зокрема від обробної промисловості. Недавнє дослідження показало, що загальна кількість електронних відходів в Індії в 2007-2011 склало 2,5 млн. Тонн при щорічному темпі росту електронних відходів в 7-10%.
Крім того, кількість електронних відходів в нових індустріальних країнах, що розвиваються зростає через імпорт відходів з розвинених країн. Згідно з останніми дослідженнями, в даний час до 50- 80% електронних відходів, вироблених в розвинених країнах, поставляється в країни, що розвиваються для повторного використання та утилізації, що часто суперечить міжнародним законам.
переробка електроніки
Переробка електронних відходів проводиться як офіційно, так і неофіційно. При офіційної утилізації використовуються добре опрацьовані методи, що дозволяють відокремлювати необхідні фракції з відходів. Однак заводи, побудовані з дотриманням всіх необхідних вимог до технологічних процесів, виходять дорогими як при будівництві, так і при запуску. У різних слаборозвинених і країнах, що розвиваються, де переробка відходів не фінансується належним чином, вона часто реалізується неофіційно і проводиться без дотримання необхідних вимог і норм, причому на подібних заводах можуть працювати вагітні жінки і діти.
Небезпечні хімічні речовини в електроніці
Найбільш поширені способи впливу небезпечних компонентів електронних відходів при переробці - це потрапляння всередину небезпечних речовин при контакті зі шкірою і при вдиханні, через забруднений грунт, воду, їжу і повітря.
Небезпечні хімічні речовини в електронних відходах можуть бути або в їх компонентах, або виділятися при їх переробці. Основними забруднюючими речовинами в електронних відходах є стійкими органічними забруднювачами (СОЗ), які володіють великим періодом напіврозпаду. Деякі з найбільш поширених СОЗ, що виділяються в процесі переробки, - бромовані антипірени (BFRS) (полібромовані ді-феніл ефіри), поліхлоровані біфеніли, гексабромціклододекани, полі-бромдіфеніли, ді-бромованих ді-феніл ефіри, поліхлоровані або полібромовані діоксини і ді-бензо фурани діоксинів. СОЗ, що утворюються в процесі розбирання та плавки, складаються з поліхлорованих дибензофуранов, поліхлорованих біфенілів і діоксинів. Поліциклічні ароматичні вуглеводні з'являються через неповного згоряння палива, такого як вугілля, газ, нафта і т.д. Важкі метали, такі як свинець, кадмій, хром, ртуть, мідь, марганець, нікель, миш'як, цинк, також несуть в собі небезпеку.
Технології переробки друкованих плат
Друковані плати є одним з найбільш важливих компонентів електронного устаткування. Вони являють собою платформу, на якій встановлюються і зв'язуються між собою мікроелектронні компоненти, такі як напівпровідникові мікросхеми і конденсатори. Переробка плат включає в себе три типи обробки: попередня обробка, фізична переробка і хімічна переробка. Попередня обробка включає в себе демонтаж багаторазових і токсичних елементів, подрібнення або поділ. Потім слід фізична переробка. Потім матеріали витягують шляхом хімічного процесу переробки.
фізичні методи
механічна переробка
Це фізичний метод переробки, при якому розібрані деталі розмелюють до необхідних розмірів, після чого вони надходять на установку тонкого подрібнення. Отриманий порошок піддають дії вихрових струмів в сепараторах, де метали відокремлюють завдяки їх електропровідності. Потім порошок поділяють в залежності від щільності і розмірів частинок. Розшарування на різні матеріали можна спостерігати на стовпі рідини.
Метод повітряної сепарації
У цьому методі розділення диспергованих твердих частинок відбувається завдяки різним розмірам частинок і їх різним плотностям. Підвішені в газі частинки, в основному в повітрі, займають різні положення в сепараторі під впливом різних сил в залежності від матеріалу. У важких частинок гранична швидкість осадження більше, ніж швидкість повітря, в той час як у більш легких частинок гранична швидкість осадження менше швидкості повітря. Отже важкі частки переміщаються вниз проти повітряного потоку, в той час як легкі частинки піднімаються разом з повітряним потоком у верхню частину сепаратора.
Принцип повітряної сепарації відходів друкованих плат
Електростатичний метод поділу
У цьому методі для поділу сипучих матеріалів використовується електростатичне поле, яке впливає не заряджені або поляризовані тіла. Ці технології застосовуються для переробки металів і пластмас з промислових відходів. Електростатичні технології поділу можуть використовуватися для відділення Cu, Al, Pb, Sn і заліза, і деяких благородних металів і пластику.
магнітна сепарація
Магнітні сепаратори широко використовуються для відділення феромагнітних металів від кольорових металів і інших немагнітних відходів. Недоліком магнітного поділу є агломерація частинок, внаслідок якої магніт витягує разом з феромагнітними металами і неметалеві включення. Отже цей метод не дуже ефективний.
хімічні методи
піроліз
Піроліз - це хімічної метод, який широко використовується для переробки синтетичних полімерів, включаючи полімери зі скловолокном. При піролізі таких полімерів утворюються гази, вуглеводні і обвуглений залишок. Ці речовини в подальшому можна використовувати як хімічна сировина або палива. Плати нагрівають до досить високої температури, щоб розплавити припій, який використовується для зв'язування електричних компонентів. Обвуглений конгломерат, який називається також «чорним металом», містить в собі великий відсоток міді, а також невелика кількість заліза, кальцію, нікелю, цинку і алюмінію, які можна потім відновити.
гідрометалургійний метод
Цей метод головним чином використовується для переробки плат з метою вилучення металевої фракції. Метод полягає в вилуговуванні металів із застосуванням розчинів кислот і лугів, за яким слід електрорафінування бажаних металів. Цей метод вважається більш гнучким і енергозберігаючим, отже, економічно ефективним. Широко використовуються вищелачівателямі є царська горілка, азотна кислота, сірчана кислота і ціанисті розчини. У разі неметалевих підкладок метали вилуговуються в розчин з підкладки. У разі металевої підкладки для відновлення металів може застосовуватися електрохімічна обробка. Таким чином, гідрометалургійний метод дозволяє відновлювати метали без будь-якої додаткової обробки, решта ж матеріали в платі перед повторним використанням або похованням повинні піддаватися додатковій термічній обробці. Основним недоліком цього методу є їдкість і отруйність використовуваних рідин.
Біометаллургіческій метод сепарації
Цей метод використовується для добування дорогоцінних металів і міді з руди вже давно, проте до цих пір він не дуже добре розвинений. Мікроорганізми використовують метали, присутні в зовнішньому середовищі і на поверхні клітин, для своїх внутрішньоклітинних функцій. Кожен тип мікроорганізму має характерну тенденцію переносити конкретний метал в певному середовищі. Біовилуження і біосорбції - в цілому два основних напрямки біометаллургіі, які використовують для добування металів. Біовилуження успішно застосовується для добування дорогоцінних металів і міді з руд протягом багатьох років. Та ж методика може застосовуватися для вилучення міді та інших цінних металів з відходів друкованих плат.
газифікація
Основне застосування процесу газифікації - це генерація синтез-газу (CO, H2). Газифікація протікає приблизно при температурі 1600 ° С і тиску близько 150 бар. Багатий воднем синтез-газ - основний продукт газифікації, який є цінною сировиною для виробництва метанолу. Після відповідної обробки деякі фракції цього газу можуть використовуватися для виробництва теплової та електричної енергії.
Принцип процесу газифікації відходів друкованих плат
Застосування фізичних і хімічних методів переробки
Переваги фізичних методів переробки, Таких як магнітні сепаратори, сепаратори, що відокремлюють матеріали в залежності від щільності, і т.д., щодо хімічної переробки полягають в тому, що вони не вимагають великих фінансових вкладень, вони відносно прості, зручні, менше забруднюють навколишнє середовище, вимагають менших витрат енергії. Металеві фракції, отримані фізичними методами переробки, можна використовувати в комерційних цілях без значних процедур відновлення. Однак для використання в комерційних цілях неметалічних фракцій вони повинні піддатися хімічної переробки. Таким чином, фізичні методи переробки є більш економічно вигідними для переробки металевих фракцій, ніж неметалічних. Основна мета хімічних методів переробки, таких як піроліз, полягає в перетворенні полімерів, що містяться в неметалічних фракціях, в хімічну сировину або паливо. Хімічні методи переробки мають переваги в перетворенні бром антипіренів і витяганні важких металів, які залишилися після фізичних методів переробки.
Використання неметалевих фракцій друкованих плат
Велика кількість неметалевих відходів друкованих плат, які часто є небезпечними для людей і навколишнього середовища (через наявність бромованих антипіренів і важких металів, таких як свинець, кадмій, берилій тощо.), Скидаються на звалищах. Щоб цьому запобігти, необхідно знайти їм оптимальне застосування.
Неметалеві фракції виходять легше, ніж цемент і пісок, їх гранули набагато менше, отже, вони мають більш надійної микроструктурой. Механічна міцність матеріалу підвищується в присутності грубих скловолокна. Тому, завдяки вищевказаним властивостям, неметалеві фракції можуть успішно використовуватися в якості наповнювача в будівельних матеріалах, для виготовлення клеїв і декоративних агентів.
Розроблено методику використання неметалевих фракцій друкованих плат у виробництві неметалевих пластини, які можуть використовуватися для отримання композитних плит. Композитні плити знаходять застосування в багатьох областях, включаючи автомобільну промисловість, меблі, різне обладнання та оздоблювальні матеріали.
Фенольні компаунди використовується у виробництві радіодеталей і кухонного начиння. У зв'язку зі зменшенням лісових ресурсів і підвищення їх вартості виробники шукають альтернативи дерев'яній підлозі. Неметалеві фракції друкованих плат на паперовій основі здаються хорошим варіантом заміни дерев'яної підлоги.
висновок
Переробка електроніки дуже важлива, так як компоненти технічних засобів і предметів електроніки - це скоріше ресурси, ніж відходи. У компонентах електроніки, що підлягають переробці, досить високий вміст корисних ресурсів, що робить їх вилучення економічно вигідним. Але мінімізація шкоди, що завдається навколишньому середовищу, яку ми досягаємо при переробці електроніки, набагато важливіше!