Промышленные отходы и способы их утилизации. Утилизация и переработка бытовых и промышленных отходов — утилизация мусора: методы, оборудование

Окружающая среда всегда была для человечества источником ресурсов, но в течение долгого времени его жизнедеятельность не оказывала заметного влияния на природу. Лишь с конца прошлого века под влиянием хозяйственной деятельности стали происходить заметные изменения биосферы Земли. В настоящее время они достигли угрожающих размеров.

Масштабность проблемы

Быстрый рост народонаселения и уровня потребления природных ресурсов, современные темпы материального производства приводят к бездумному обращению с природой. При таком отношении огромная часть, взятых у природы, ресурсов возвращается ей в виде отходов, вредных и непригодных для дальнейшего использования.

Учеными подсчитано, что в мире ежедневно образуется 5 тонн мусора, при этом его количество увеличивается ежегодно на 3% по объему. Скопление бытовых отходов на поверхности наносит вред окружающей природе, загрязняя воду, почву и атмосферу и ставит под угрозу возможность существования в целом всего живого на планете. Поэтому одним из важных вопросов во всем мире является утилизация бытовых отходов.

Классификация бытовых отходов

Бытовые отходы можно классифицировать по нескольким признакам.

Так, по составу бытовые отходы условно делятся на биологические остатки и небиологические отходы (мусор).

• крыс;
• тараканов.

Тараканы могут быть разносчика разного вида заболеваний

К небиологическим отходам относятся:

• бумажные;
• пластмассовые;
• металлические;
• текстильные;
• стеклянные;
• резиновые.

Процесс разложения этих отходов может длиться около 2–3 лет и в большинстве случаев сопровождаться выделением ядовитых веществ, наносящий вред окружающей природе и человеку.

По агрегатному состоянию отходы подразделяются на:

• твердые;
• жидкие;
• газообразные;
• пасты;
• гели;
• суспензии;
• эмульсии.

По происхождению отходы делятся на:

• Промышленные – вид бытовых отходов, полученных в результате производства.
• Строительные - образуются при строительно-монтажных работах, производстве работ по ремонту дорог, зданий, а также при их сносе.
• Радиоактивный мусор.
• Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – образуются в жилом секторе, предприятиях торговли, объектах образования, здравоохранения и соцкультбыта.

Это товары, утратившие по истечении времени потребительские свойства и превратившиеся в мусор, а также к ТБО относят , дорожный и дворовый мусор.

Самую существенную часть бытовых отходов составляют именно ТБО. Для каждого вида мусора существуют специальные способы утилизации отходов.

Переработка отходов

Процесс избавления от ТБО происходит в несколько этапов:

• сбор;
• транспортирование;
• размещение;
• обезвреживание;
• захоронение;
• хранение;
• переработка;
• утилизация.

В первую очередь процесс избавления от мусора предполагает его тщательную сортировку. Задачу предварительной сортировки отходов и их утилизации значительно облегчает раздельный сбор мусора, пропагандируемый в большинстве стран Европы.

Способы уничтожения твердых бытовых отходов

Существуют различные и варианты его уничтожения. Так, основным способом избавления от ТБО является захоронение на специальных площадках (полигонах).

На полигонах происходит уничтожение безвозвратных отходов – переработка бытовых отходов, в результате которой они практически полностью перестают существовать как отходы. Метод захоронения пригоден не для всех видов ТБО, а только для несгораемых отходов или для веществ, которые выделяют при горении токсичные вещества.

Преимуществом этого метода является то, что он не требует значительных финансовых затрат и наличия больших участков земли. Но есть и недостатки в применении такого метода – это накопление газа во время подземного гниения отходов.

Брикетирование – это новый, еще не очень широко применяемый на практике способ избавления от ТБО. Он включает в себя предварительную сортировку и упаковку гомогенного мусора в отдельные брикеты, а затем их хранение на специально отведенных для этого площадках (полигонах).

Брикетирование отходов дает возможность существенно сэкономить место

Упакованный таким образом мусор подвергают прессованию, что значительно облегчает его транспортировку из-за значительного уменьшения объема.

Брикетированный мусор предназначен для дальнейшей переработки и возможного применения в промышленных целях. Наряду с таким способом, как переработка твердых бытовых отходов, при брикетировании они могут транспортироваться для захоронения или ликвидации путем термической обработки.

По сути, этот метод схож с методом захоронения, но на практике имеет ряд достоинств перед ним. Недостатками метода является то, что неоднородность выделяемых отходов и предварительное сильное загрязнение в мусорных контейнерах и изменение некоторых компонентов отходов создает большую сложность брикетирования.

А высокая абразивность таких компонентов, как камень, песок и стекло препятствуют процессу прессования.

Поскольку эти методы переработки отходов имеют ряд недостатков, несмотря на их дешевизну, наилучшим вариантом будет являться полное избавление от мусора при его переработке во вторсырье и топливо, а также возможное его повторное использование.

Новый способ утилизации отходов

Утилизация мусора

При утилизации мусора (латинский корень utilis – полезный) отходы в дальнейшем могут быть использованы для различных целей.

К отходам, подлежащим утилизации относятся:

• все виды металлов;
• стекло;
• полимеры;
• изделия из пряжи и ткани;
• бумага;
• резина;
• органические бытовые и с/х отходы.

Самым эффективным на сегодняшний день способом утилизации является – рециклинг.

Другими словами, рециклинг является частным случаем понятия «утилизация твердых бытовых отходов».

При рециклинге отходы возвращаются в процесс техногенеза. Возможны два варианта рециклизации отходов:

• Повторное использование отходов по их прямому назначению после соответствующей безопасной обработки и маркировки. Например, повторное использование стеклянной и пластиковой тары.
• Возврат отходов после обработки в производственный цикл. К примеру, жестяная тара – в производство стали, макулатура – в производство бумаги и картона.

Некоторые виды отходов, которые по прямому назначению уже не могут быть использованы, перерабатывают, после чего их целесообразнее вернуть в производственный цикл в качестве вторичного сырья. Так, часть отходов может быть использована для получения тепловой и электрической энергии.

Кроме уже перечисленных, утилизация твердых отходов может производиться еще несколькими методами. Каждый из них применим для определенного вида отходов, и имеет свои достоинства и недостатки.

Термическая переработка мусора

Под термической переработкой подразумеваются несколько способов:

• сжигание;
• низкотемпературный пиролиз;
• плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз).

Метод простого сжигания отходов является наиболее распространенным и одним из самых дешевых методов борьбы с мусором. Именно при сжигании утилизируются большие объемы мусора, а образуемая зола занимает меньшее пространство, не подвергается процессам гниения и не выделяет в атмосферу вредные газы. Она не токсична и не требует специально оборудованных мест для захоронения.

Главное, в этом методе то, что при сжигании мусора выделяется большое количество тепловой энергии, которую в последнее время научились использовать для автономной работы предприятий, занимающихся сжиганием мусора. А ее излишки перенаправляются на городские станции, что позволяет обеспечить электроэнергией и теплом целые районы.

Недостаток этого метода заключается в том, что при горении, кроме безопасных компонентов, образуется насыщенный ядовитыми веществами дым, который создает плотную завесу над поверхностью земли и приводит к существенному нарушению озонового слоя атмосферы, способствуя его утончению и образованию озоновых дыр.

Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз

– это технологический процесс газификации мусора, происходящий при температуре плавления более высокой, чем в обычной перерабатывающей установке (свыше 900°С).

В результате на выходе образуется остекленевший продукт, который абсолютно безвреден и не требует дальнейших затрат на захоронение. Схема этого процесса позволяет получать газ из органических компонентов утиля, который затем используют для производства электроэнергии и пара.

Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет успешно решить задачу экологически чистого избавления от мусора без лишних затрат на предварительную подготовку, сортировку, сушку.

Преимуществами низкотемпературного пиролиза (температура от 450 до 900°С) являются:

• использование для переработки почти всех видов бытовых отходов, предварительно тщательно отобранных;
• получение пиролизных масел, используемых в производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, пригодного для дальнейшего использования.

Помимо этого, существует такой метод утилизации отходов, как компостирование. Так как большую часть отходов составляют различные органические остатки, то они подвержены быстрому гниению в естественной среде.

На этом свойстве органических веществ основывается метод компостирования. В процессе компостирования происходит не только избавление от огромной части мусора, загрязняющего экологию, но и в процессе него получаются полезные для сельского хозяйства вещества – удобрения.

Представленные методы утилизации отходов позволяют осуществлять переработку мусора при наименьшем отрицательном воздействии на окружающую среду.

Видео: Современный подход к утилизации мусора

В условиях современного роста промышленности и населения городов проблема утилизации мусора становится все актуальнее. Мусорных свалок ограничено и их не хватает. Кроме того, они оказывают негативное влияние на экологию, которая и так страдает от загазованности и выбросов от больших предприятий. Поэтому требуется строительство мусороперерабатывающих заводов вдали от населенных пунктов, а также применения современных способов получения вторсырья и утилизации.

Естественная переработка мусора

В прошлом веке была популярна переработка бытовых отходов путем его компостирования. Для этого вырывали котлованы и сбрасывали туда отходы органического происхождения и присыпали землёй. В ходе процессов гниения и разложения со временем образовывались органические удобрения. Не так давно этот метод был усовершенствован: стали выпускать специальные подогреваемые герметичные установки. При подогреве органические отходы разлагаются быстрее, в результате чего образуется биогаз (метан), который стали применять для производства биотоплива.

Крупные фирмы стали изготавливать мобильные станции, которые способны обеспечить переработкой частные фермерских хозяйства и небольшие села. Для больших городов могли бы использоваться аналогичные по принципу работы крупные заводы, но они невыгодны, поскольку требуется достаточно много времени на разложение, а полученные удобрения куда-то нужно девать. Кроме того, такие установки не способны переработать другие виды отходов, которые будут накапливаться. К ним относятся строительные отходы, пластиковые и полиэтиленовые изделия и т.п. Выходом бы стало строительство специализированных заводов, но это экономически невыгодно.

Переработка мусора путем термического воздействия

Термическая переработка представляет собой сжигание твердых бытовых отходов с целью уменьшения объема органических веществ, обезвреживания и последующей утилизации или захоронения. При этом в результате горения снижаются исходные объемы в несколько раз, уничтожаются все бактерии, а высвободившаяся энергия может использоваться для нагрева воды в отопительных системах или производства электроэнергии. Обычно такие заводы находятся вблизи крупных свалок, куда организован вывоз мусора со всего города и есть возможность захоронить отходы от переработки на полигонах.

Сжигание бывает прямое и пиролизное. При прямом сжигании получается только тепловая энергия, а при пиролизе образуются два вида топлива: газовое и жидкостное. Оба метода имеют существенный недостаток - вредные вещества при горении выделяются в атмосферу, что наносит существенный вред экологии. Даже установка фильтров для задержки твердых летучих веществ ситуацию в лучшую сторону кардинально не меняет.

Плазменная переработка отходов

Плазменная переработка в настоящее время является самым современным способом уничтожения мусора. Суть процесса заключается в следующем:

• Мусор измельчается, прессуется и при необходимости просушивается для получения гранулированной структуры;
• Гранулы помещаются в специальный реактор, где при помощи плазменной струи им передается необходимое количество энергии, и они переходят в газообразное состояние.

Чтобы предотвратить горение в камеру запускается окислитель. В итоге получается газ, аналогичный природному, но с меньшим содержанием энергии. Его собирают в большие герметичные ёмкости для последующей переработки и использования в качестве топлива для дизель-генераторов, котлов, и газовых турбин.

Такой способ уничтожения мусора давно используется в США и Канаде. Они научились не только перерабатывать отходы, а и эффективно использовать побочный продукт - газ как топливо. Для этого на западе уже созданы все условия, но на постсоветском пространстве новая технология не получила распространения вследствие дорогостоящего оборудования и высоких требований к квалификации обслуживающего персонала.

Заключение

Новые технологии по переработке мусора требуют финансовых вливаний и заинтересованности на государственном уровне. Но пока существуют заводы с устаревшим оборудованием, и они справляются с объемами, строить современный завод никто не будет, или же пока не наступит экологическая катастрофа.

Переработка мусора — один из способов его утилизации. Самый перспективный и рациональный. Меж тем активно используются и обезвреживание и захоронение и сжигание (пусть и в силу экономии на утилизации, а так же ввиду самих отходов).

Все отходы делятся на 5 классов опасности. 1 класс – самый вредный. Для получения права на работу с отходами необходимо получить лицензию. Основные классические методы утилизации мусора: сжигание и захоронение. Мы отдельно выделяем переработку, как наиболее интересный и перспективный способ утилизации отходов.

Утилизация бытовых отходов — способы

Переработка отходов

Переработка — развивающийся и самый перспективный метод утилизации отходов как промышленных, так и бытовых. Перерабатываются сотни видов отходов. К примеру:

• Отработанные автомобильные шины с помощью дробилки измельчают в крошку , затем в специальных реакторах при температуре 4500 С производят резиновые покрытия, декоративную мульчу и др. Резину перерабатывают и в топливо.
• Лампы — в основном в использовании ртутьсодержащие лампы, поэтому они требуют особенной переработки.
• О переработке и утилизации строительных отходов , утилизация песка .
• Утилизация ветоши + переработка нетканых материалов .
• Бумажные отходы : в гидроразбавителях распускают на волокна, путём фильтрации, осаждения, термомеханической обработки очищают от примесей. Затем происходит обесцвечивание и формирование бумажной массы. Путем повторного использования изготавливают картон, туалетную бумагу, топливные брикеты и т.д. Отдельная процедура предусмотрена для утилизации официальных документов .
• Отработанные масла (моторное, гидравлическое, компрессионное, и т.д.) — очищают и регенерируют с помощью промышленных установок. Возможно получение как масла, так и дизельного топлива. Впрочем, отработанное мало используют и в специальных печах для отопления + утилизация фильтров .
• Отходы металлов собираются, сортируются (крупные детали режутся и прессуются) и путём переплавки снова попадают в производство.
• Отработанные аккумуляторы : сначала разрезают корпус, затем сливают электролит. Путём расплавления разделяют металл и пластик, с дальнейшим использованием компонентов.
• Переработка полимеров , пластиковые отходы — перерабатываются в гранулы, которые используются в дальнейшем производстве (пластиковые бутылки , плёнка).

Работа в цеху по переработке пластика. Идёт ручная сортировка: привезены горы пластиковых бутылок и сортировщики вручную делят их, снимают крышки.

• Бытовую и орг технику сортируют, отделяют детали, содержащие драг. металлы, пластик, металл. Как заказать утилизацию оргтехники . Отдельное внимание уделяется переработке кабеля .
• Старую мебель разбирают и сортируют детали по материалам.
• Древесные отходы, стружку, опилки перерабатывают в пеллеты или в отопительные брикеты .
• Батарейки разбирают на составляющие, каждая из которых имеет свои перспективы на дальнейшее применение.
• Гальванические отходы требуют особой аккуратности в силу свое токсичности.
• Стекло дробят и переплавляют.
• Жировые отходы перерабатывают в твёрдую массу.
• Растворители и лакокрасочные материалы можно использовать в виде топлива (после обработки и только в некоторых случаях, поскольку материал очень ядовит).

Оборудование для утилизации мусора

Утилизация мусора, который не подлежит переработке и дальнейшему использованию, происходит различными способами.

Оборудование для сжигания отходов

Сжигание производится в специальных печах, которые бывают нескольких видов.

Для сжигания твердых бытовых отходов используются установки ТБО, для отходов сельского хозяйства, например, шелухи семечек подсолнечника, — котлы-утилизаторы.

В медицине применяют небольшой аппарат – сжигатель игл. Его используют для того, чтоб использованные шприцы не применялись повторно. Такой сжигатель работает от электрической сети и сжигает иглу за 2-3 секунды.

Установки-утилизаторы повсеместно применяются в промышленности. Это целые комплексы, которые уничтожают шламы, отходы целлюлозы и нефтеперерабатывающей промышленности в больших объемах. Тепло, которое вырабатывается во время горения, используют для обогрева помещений, и других технических нужд.

Оборудование для захоронения отходов

Захоронение отходов производится на специальных полигонах. Они находятся за пределами населенных пунктов, в местах, где к поверхности земли не подходят грунтовые воды и отсутствуют водоемы.

Основное оборудование при захоронении мусора — бульдозеры и катки уплотнители. Эта техника позволяет использовать пространство максимально рационально, уплотняя мусор.

Захоронению подлежат отходы, которые невозможно переработать или утилизировать другими путями. Это может быть строительный мусор, отходы деревообрабатывающей промышленности, а также опасные материалы, содержащие ртуть, свинец, сулему и другие химические вещества. Радиоактивные вещества подлежат захоронению на отдельных полигонах, где производится строгий контроль безопасности для окружающей среды.

Захоронение следует производить по строго определенной технологии, для чего необходимо спецоборудование. Установка для захоронения представляет собой технику для перевозки отходов, агрегат для помещения их в контейнер, и последующего помещения в котлован. Существует оборудование для твердых, жидких и сухих отходов.

Перед захоронением некоторые химические вещества необходимо обезвредить. Обезвреживание производится путем химических реакций в специальных бункерах или термически в термокамерах. Такие камеры не сжигают отходы, а делают их безопасными для человека и природы с помощью высокой температуры.

Очистка промышленных выбросов

Промышленность в огромных объемах перерабатывает разнообразнейшее сырье. На выходе технологических процессов появляется не только конечный продукт, но и отходы – жидкие, твердые и газообразные.

Основное требование к технологиям и оборудованию для переработки отходов – не допущение попадания в окружающую среду вредных веществ в количествах выше допустимой концентрации. Практически все предприятия для очистки отходов используют комплексные последовательные методы очистки, включающие в себя механические, физико-химические, электрохимические, химические и биологические компоненты.

Очистка сточных вод

Очистка стоков от нерастворимых примесей производится гидромеханическими средствами – фильтрованием, отстаиванием, улавливанием, процеживанием, обработкой взвешенных частиц в центрифугах.

Эти процессы обеспечиваются достаточно простым в использовании оборудованием – отстойниками, сетками, решетками, пескоулавливателями, центрифугами, гидроциклонами (или сепараторами песка). Конструктивные особенности подобных устройств связаны в первую очередь с объемами сброса вод. Соответственно этим объемам проектируются накопители для сточных вод, используемые для обеспечения замкнутого цикла производства.

Очистка стоков от растворимых примесей производится химическими методами – нейтрализацией (например, кислоты взаимно нейтрализуются со щелочами с выпадением твердого менее опасного осадка), коагуляцией, когда эмульсии и дисперсные вещества осаждаются посредством солей некоторых металлов, окислением посредством окислителей – кислорода, озона, перманганата калия и т.п. для уменьшения вредности веществ, флокуляцией – осаждением хлопьев веществ с помощью крахмала.

Мелкодисперсные примеси и растворенные газы удаляются из воды физико-химическими методами – насыщением стоков водой, применением абсорбентов, ионизацией.
В сточных водах могут присутствовать побочные примеси, являющиеся ценным сырьем для других производств. Такие примеси выделяют электрохимическим методом посредством электролизеров. Также такими методами опресняют морскую воду, очищают радиоактивную воду.

Биологическая очистка производится посредством бактерий, живущих в кислородной, либо бескислородной среде.

Очистка атмосферных выбросов

Очистка атмосферных газообразных и пылесодержащих промышленных выбросов происходит в несколько этапов. Основные компоненты таких выбросов это – пыль (взвешенные твердые частицы), туман (взвешенные частицы жидкостей), дым (газы, крайне мелкие частицы вещества или конденсационные аэрозоли), смешанные аэрозоли (состоящие из трех предыдущих компонентов. Очистка происходит последовательно – от более крупных частиц – пыли, до самых мелких –дымы.

На первой ступени очистки используют пылеуловители, на следующей происходит сухая механическая очистка выбросов в так называемых циклонах или пылеосадительных камерах. Следующая ступень — мокрой механической очистки — происходит в газопромывателях различных конструкций, действующих на разных абсорбентах. Выбор активного вещества зависит от свойств извлекаемого вещества. Например, углекислота абсорбируется аммиачным раствором. Последняя ступень – сухая фильтрация. При ней используются тканевые, биологические и электрические фильтры. Электрофильтры осаждают мельчайшие дымовые частицы на электродах за счет их ионизации коронным разрядом.

Очистка твердых отходов

В зависимости от характера и физических свойств утилизируемых отходов их сжигают, перерабатывают в специальных биогенераторах посредством микроорганизмов, гидролизом и сбраживанием – так, например, получают этанол из отходов целлюлозы. Самым эффективным способом очистки является пиролиз — высокотемпературное разложение вещества на компоненты при недостатке кислорода. Для промышленного пиролиза используют трубчатые пиролизные реакторы.

Рекуперация выбросов

Важный аспект очистки отходов, часто применяемый в промышленных масштабах – рекуперация, то есть включение отходов производства в замкнутый производственный цикл после соответствующей очистки. Конструктивно рекуперационные установки значительно различаются в зависимости от отрасли промышленности.

К одному из негативных факторов влияния урбанизации на человека и окружающую среду, бесспорно, следует отнести большое количество отходов деятельности человека, которые появляются в связи с ростом населения (увеличение количества потребляемых человеком продуктов и используемых им промышленных товаров ведет к увеличению бытовых отходов), а также с ростом производства (увеличение количества и мощности предприятий ведет к увеличению промышленных отходов).

Проблема утилизации отходов в настоящее время остро стоит перед человечеством.

Рассмотрим классификацию промышленных и бытовых отходов.

По агрегатному состоянию отходы разделяют на твердые и жидкие.

По источнику образования отходы бывают:

промышленные - образуются в процессе производства (металлический лом, стружка, пластмассы, пыль, зола и т. д.);

биологические - образуются в сельском хозяйстве (птичий помет, отходы животноводства, отходы растениеводства и другие органические отходы);

бытовые - образуются в результате бытовой деятельности человека (пищевые отходы, осадки коммунально-бытовых стоков, отходы бытовой химии и т.п.).

Наиболее опасными для окружающей среды считаются промышленные отходы, которые являются химически неоднородными, сложными смесями различных веществ, обладающими различными химико-физическими свойствами, и представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация промышленных отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования.

По токсичности отходы подразделяют на следующие классы токсичности:

чрезвычайно опасные - отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 - треххлорную сурьму, бенз-а-пирен и др.;

высоко опасные - отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения свинца;

умеренно опасные - отходы, содержащие оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид никеля, четыреххлористый углерод;

малоопасные - отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, хлорид кальция, диоксид марганца отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов;

нетоксичные.

Определение класса опасности отходов проводится по величине предельно допустимой концентрации веществ с учетом их растворимости в воде и содержания веществ в общей массе отходов.

Отходы, которые в дальнейшем могут быть использованы в производстве, относят ко вторичным материальным ресурсам. Например, макулатура может использоваться для производства бумаги, бой - стекла, металлический лом - металла, зола, пыль, шлаки? строительных материалов и конструкций, отходы птицеводства и животноводства? органических удобрений, отработанные масла и нефтепродукты? производства масел и т. д.

Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительного разделения по группам для их переработки.

Твердые бытовые отходы (ТБО), напротив, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическим и механическим свойствам и размерам.

Каждое производственное подразделение, как правило, характеризуется своим специфическим видом ТПО, представляющим собой смесь различных продуктов, образующихся в процессе производства тех или иных изделий или полупродуктов.

Все ТПО подразделяют на следующие группы:

отходы металлоперерабатывающих производственных подразделений;

отходы металлургических производственных подразделений;

отходы стекольных и керамических производств;

отходы при производстве полимерных материалов синтетической химии (в том числе отходы резины и резинотехнических изделий);

отходы из природных полимерных материалов (отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные отходы, отходы фиброина, кератина, казеина, коллагена);

отходы отопительных систем;

волокнистые отходы;

радиоактивные отходы.

ТБО подразделяют на следующие группы.

отходы из природных материалов (пищевые (гниющие) отходы; отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций; полимерные отходы из природных материалов, в том числе отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные, оберточные материалы);

производственные отходы (металлические; отходы отработанных химических источников тока; бой стекла и стеклопосуды; отходы полимерных материалов синтетической химии, в том числе резина и резинотехнические изделия, все оберточные материалы и полимерная тара из продуктов синтетической химии; радиоактивные отходы).

В настоящее время на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, энергетической и других отраслей промышленности ежегодно образуется более миллиарда тонн отходов. Используется же лишь треть от общего объема. Наибольшее количество отходов получается при добыче и обогащении сырья.

Важнейшим этапом обращения с отходами является их сбор , при котором отходы разделяют в зависимости от дальнейшего использования, способа переработки, утилизации и захоронения. Данный процесс очень важен, так как позволяет существенно упростить и удешевить их дальнейшую переработку за счет исключения или сокращения расходов на их разделение.

После сбора отходы подвергаются переработке, утилизации и захоронению.

Наиболее важным этапом в процессе последующей переработки и использования бытовых отходов является их разделение на разные виды уже на стадии сбора в местах образования, т. е. непосредственно в жилых зонах. Отходы должны разделяться на пищевые, бумагу, стекло, пластмассу и различные упаковки. Пищевые отходы, к примеру, в дальнейшем могут перерабатываться на корма и органические удобрения, а бумажные отходы - для производства бумажных изделий и т. д.

Перерабатываются такие отходы, которые могут быть полезны, как было указано ранее. Например, отработанные масла очищают от продуктов коррозии, абразивного износа, взвешенных частиц иного рода, продуктов термического разложения, вводят присадки и получают масла для повторного использования. Отходы животноводства, птицеводства, осадки коммунально-бытовых сточных вод, не содержащие тяжелых металлов, могут быть переработаны и использованы в качестве экологически чистых удобрений. Отходы резинотехнических изделий, в частности автомобильных шин, подвергают измельчению и вновь отправляют на изготовление этих изделий. Отработанное на атомных станциях ядерное горючее перерабатывают на радиохимических заводах с целью выделения плутония-239 и урана-235 для дальнейшего использования в ядерных реакторах и других целей.

Остро стоит проблема применения пластмасс и материалов упаковок, которые при сжигании не образовывали бы токсичных веществ, в частности диоксинов, или разлагались в почве под действием естественных биологических процессов.

Переработка отходов? важнейший этап в обеспечении безопасности жизнедеятельности, способствующий защите окружающей среды от загрязнения и сохраняющий природные ресурсы.

Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использованию в качестве вторичных ресурсов (переработка которых сложна и экономически не выгодна или которые имеются в избытке), подвергаются захоронению на полигонах. Перед захоронением на полигоне отходы с высокой степенью влажности обезвоживаются. Прессуемые отходы целесообразно спрессовывать, а горючие? сжигать с целью снижения их объема и массы. При прессовании объем отходов уменьшается до 10 раз, а при сжигании? до 50 раз. Сжигание в печах на мусоросжигательных заводах, которые работают во многих странах мира получило широкое распространение.

Недостатком сжигания являются значительно большие издержки по сравнению с вывозом на свалку, сбросом в море и захоронением в отработанные шахты. Однако термический способ уничтожения отходов предпочтительнее складирования их на свалках и полигонах.

Также, при сжигании существуют серьезные проблемы, связанные с образованием газообразных токсичных выбросов. Поэтому мусоросжигательные заводы должны оборудоваться высокоэффективными системами пыле- и газоочистки.

Для захоронения отходов промышленности целесообразно использовать резервуары в геологических формациях: гранит, вулканические породы, туфы, базальты, соляные толщи, гипс, ангидрит, доломит, глина. Такого рода хранилища могут существовать как самостоятельно, так и совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

При складировании отходов на полигонах должны соблюдаться следующие условия и ограничения:

в местах складирования должна быть выполнена гидроизоляция для исключения загрязнения грунтовых вод;

полное исключение возникновения деформаций, способных сделать толщу водопроводящей (сдвиг под действием собственной массы, динамические нагрузки, вызванные землетрясениями, газодинамическими явлениями, наземными взрывами и т.п.);

размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений наводнений, селей, прорыва дамб и плотин, оседание земной поверхности в результате горных работ;

характер оборудования полигона должен зависеть от типа и класса токсичности складируемых отходов;

полигоны должны располагаться вдали от водоохранных зон и иметь санитарно-защитные зоны.

Различают полигоны предприятий, городские полигоны, полигоны регионального значения.

Переработка и захоронение радиоактивных отходов? одна из наиболее сложных проблем. Сбор, переработка и захоронение радиоактивных отходов осуществляется отдельно от других видов отходов. Твердые радиоактивные отходы целесообразно подвергать прессованию и сжиганию на специальных установках, оборудованных радиационной защитой и высокоэффективной системой очистки вентиляционного воздуха и отходящих газов. При сжигании 85...90% радионуклидов локализуется в золе, остальные улавливаются системой газоочистки.

В ядерном топливном цикле образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Жидкие отходы для уменьшения их объема подвергают упариванию, при котором основная масса радионукладов локализуется в осадке. Временно ЖРО хранят в специальных оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные полигоны.

С целью исключения или снижения опасности загрязнения грунтовых вод при окончательном захоронении ЖРО применяют методы их отверждения. Отходы цементируют с образованием цементного камня, битумируют, остекловывают, включают остеклованные отходы в металлическую матрицу. Цементирование? самый простой метод, однако закрепление радионуклидов в цементном камне недостаточно надежно, радионуклиды вымываются, камень со временем может разрушиться. Битумирование обеспечивает надежное закрепление радионуклидов, но при высокой активности отходов выделяется большое количество теплоты радиоактивного распада, и битумный блок может расплавиться (температура плавления битума 130 °С). Остеклование? наиболее надежный, но и самый дорогой метод.

Для высокоактивных отходов применяют метод включения остеклованных отходов в металлическую матрицу. Для этого из стеклянной массы, полученной на основе ЖРО, получают стеклянные шарики с закрепленными в них радионуклидами, засыпают их в матрицу вместе с легкоплавким сплавом на основе свинца, затем емкость нагревают, металл расплавляется и стеклянные шарики закрепляются в металлической матрице.

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в могильниках в геологических формациях. Могильники могут оборудоваться в поверхностных слоях почвы, в массивах каменной соли (часто используют отработанные соляные шахты), кристаллических горных породах. Они должны располагаться в местах, не подверженных наводнениям, селям, оползням, в сейсмически безопасных районах, где нет близко грунтовых вод. До настоящего времени вопросы утилизации и захоронения радиоактивных отходов полностью не решены.

Приборы и печатные платы ПЭВМ содержат не только очень много ценных материалов (золото, серебро, редкие металлы), но и много токсичных веществ, например тяжелых металлов. В составы пластмасс и печатных плат ввода замедлители горения при перегреве на основе хлора и брома, которые могут образовывать при горении чрезвычайно опасные диоксины.

Последними требованиями по безопасности ПЭВМ предусматривается исключение замедлителей горения на основе токсичных компонентов, изготовление элементов конструкций из чистых пластмасс без добавок красителей, минимизация состава применяемых пластмасс и других материалов. Все эти требования направлены на упрощение дальнейшей переработки и утилизации снятых с эксплуатации ПЭВМ.

Переработка отходов электронной промышленности осуществляется путём разделения на отдельные однородные компоненты, выделения химическими методами ценных для дальнейшего использования компонентов, направления их для повторного использования.

Радикальное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком внедрении малоотходных технологий. Часто используют понятие «безотходная технология», которое является неверным, так как безотходных технологий не существует.

Под малоотходной технологией понимается такая технология, при которой рационально используются все компоненты сырья и энергии в замкнутом цикле, то есть минимизируются использование первичных природных ресурсов и образующиеся отходы.

Малоотходные технологии должны предусматривать:

снижение материалоемкости изделий;

использование замкнутых циклов водоснабжения предприятий, при которых очищенные сточные воды вновь направляются в производство;

образующиеся отходы или уловленные газоочисткой вещества должны вновь использоваться при получении других изделий и товаров. Например, уловленные адсорберами растворители при регенерации вновь направляют в производство.

Глубокое решение проблемы утилизации и переработки промышленных отходов - длительный и кропотливый процесс, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов.

Таким образом, с увеличением урбанизации, с расширением производства, увеличением численности населения (особенно в крупных городах), которые подразумевают под собой увеличение количества отходов жизнедеятельности человека (как бытовых, так и промышленных), бесспорно возникновение очередного негативного фактора урбанизации на жизнь человека и окружающей среды - проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов деятельности человека. Положительным аспектом является то, что человечество все-таки стремится к решению данной проблемы, используя различные способы сбора и утилизации отходов человеческой деятельности.

Под промышленными отходами понимают вещества, образовавшиеся в результате производства, не являющиеся продуктом этого производства и не подлежащие дальнейшей переработке. Для организации утилизации отходов производства и потребления необходимо, прежде всего, классифицировать их по различным критериям.

Классификация промышленных отходов

Отходы принято квалифицировать по следующим признакам:

1.Происхождению:

• промышленные отходы;
• бытовые отходы.

2.Агрегатному состоянию:

• твердые отходы;
• жидкие отходы;
• газообразные отходы.

3.Опасности для человека или окружающей среды:

• чрезвычайно опасные (первый класс опасности по принятой в РФ классификации);
• высоко опасные (второй класс);
• умеренно опасные (третий класс);
• мало опасные (четвертый класс);
• практически неопасные (пятый класс).

Классификация отходов по признаку опасности осуществляется исходя из их химического состава, физического состояния, а также из условий их размещения.

Способы утилизации и переработки промышленных отходов

Теоретически, любое вещество, включая отходы, может быть использовано. При использовании и утилизации промышленных отходов на первый план ставятся вопросы наличия требуемых технологий и экономической целесообразности.

Поэтому в процессе утилизации производственных отходов следует различать вторичное сырье, возвратные отходы и безвозвратные потери.

Вторичное сырье – это тот случай, когда отходы одного производства становиться сырьем для другого. Например, отходы лесоперерабатывающей промышленности служат сырьем для производства древесностружечных плит.

При определенных технологических процессах часть сырья теряет свои первоначальные потребительские свойства, но вполне может быть переработана и использована в менее ответственном производстве. Стружка и отходы цветных и черных металлов идут на переплавку, отходы от переработки леса на строительные материалы, могут быть использованы для производства упаковочной тары. Такие отходы производства принято называть возвратными.

Утилизация металлов

Большинство металлов при их переработке дают серьезный экономический эффект. Особенно выгодна переработка цветных металлов (медь, алюминий, олово), промышленных сплавов (победит), черных металлов. Для сбора и первичной переработки металлических отходов существуют приемные пункты металлолома. Дальнейшая проблема утилизации отходов производства при разделении различных металлов решается методами сепарации, в том числе магнитной.

Утилизация полимерных материалов

При переработке различных видов пластика и пластмассы используется два основных метода утилизации промышленных отходов.

Процесс механической переработки включает в себя измельчение, с целью получения крошки или порошка, и дальнейшее литье под давлением. Физико–химическая утилизация использует следующие методы:

• производство мономеров путем деструкции отходов;
• получение гранулята методом повторного плавления;
• растворение отходов и последующее переосаждение;
• модификация исходного сырья химическими методами и получение материалов с другими свойствами.

Требования к утилизации промышленных отходов

Для наиболее полной и безопасной утилизации и переработки промышленных отходов их обезвреживание необходимо начинать производить еще во время вывода их из технологических процессов. На первый план выходит соблюдение строгих правил хранения опасных веществ. Одним из способов хранения отходов является их размещение в естественных или образовавшихся в процессе ведения горных работ выработках. Такие подземные хранилища в какой-то степени являются подходящими для хранения отходов, включая радиоактивные. Такие хранилища должны быть расположены вдали от населенных пунктов, водонепроницаемы и защищены от деформаций в результате сейсмических процессов.

К хранению взрывоопасных отходов предъявляются те же требования, что и к хранению промышленных взрывчатых веществ. Такие отходы помещают в тару. Хранилища располагают вдали от ЛЭП, при необходимости освещения помещений, в которых хранятся отходы, используется только качественная проводка. Взрывоопасные отходы должны быть изолированы от нежелательных химических реакций с другими реагентами.

Схема утилизации промышленных отходов

Успешно решить задачу утилизации промышленных отходов невозможно без наличия для этого единого комплексного плана. При всем разнообразии технологий проблему утилизации промышленных отходов можно уложить в одну схему, которая должна быть по-своему реализована в каждом конкретном случае.Этот процесс обязательно состоит из следующих этапов:

1. Организация сбора отходов. Должны быть организованы площадки или склады для сбора различных видов отходов. Собственно, с этих складов и начинается сортировка и переработка отходов производства.
2. Вывоз промышленных отходов. Организация своевременного вывоза отходов препятствует нарушению экологического состояния в месте их хранения.
3. Размещение, переработка и утилизация отходов предприятия. На этом этапе возникает наибольшее число вариантов в зависимости от применяемых технологических схем. Общая черта в этом процессе та, что происходит разделение отходов на вторичное сырье, возвратные отходы и безвозвратные потери.
4. Размещение отходов, не подлежащих дальнейшей переработке и использованию в специальных хранилищах.

Проблема утилизации отходов производства все острее становится перед человечеством. Решение этой задачи означает снятие двуединой проблемы: сохранение экологии на планете и экономии невосполнимых и ограниченных ресурсов полезных ископаемых. В конечном счете, можно без преувеличения сказать, что эта задача связана с задачей выживания человека.