Обезвреживание и использование токсичных промышленных отходов

1.1 Виды переработки  и использования отходов ТБО 

«Наибольшее практическое распространение у нас и за рубежом получили складирование  на полигоне, сжигание и аэробное биотерми-ческое компостирование. 

Основным методом  на ближайшие годы как в России, так и за рубежом (особенно для небольших городов) остается скла-дирование на полигонах. После закрытия полигона его поверх-ность рекультивируется для последующего использования зе-мельного участка. 

Полигон устраивают там, где в основании находятся  глины и тяжелые суглинки. Площадь  земельного участка выбирается с  условием срока его эксплуатации 15--20 лет. Участок должен располагаться  не ближе 500 м от жилой застройки  и не дальше 500 м от дороги. В настоящее  время в России более 15 тыс. га заняты под действующие и более 40 тыс. га под закрытые свал-ки. Находить площади в 20--40 га становится все труднее, и это заставляет искать иные методы обезвреживания ТБО. Сле-дует отметить, что при складировании на полигоне, наряду с образованием фильтра, загрязняющего водоисточники, выделя-ется метан и другие токсичные газы, что не только загрязняет воздух вблизи полигона, но и, по данным последних исследо-ваний отрицательно влияет на озоновый слой земли. 

Мусоросжигательные  заводы получили значительное рас-пространение в странах с высокой плотностью населения и большим дефицитом свободных площадей (Германия, Япония, Швейцария, Бельгия и др.). Главный недостаток мусоросжига-тельного завода -- трудности очистки выходящих в атмосферу газов, особенно от диоксинов, а также более высокие по срав-нению с мусороперерабатывающим заводом капитальные и эксплуатационные затраты. Устройство второй и третьей сту-пени очистки отходящих газов позволит несколько уменьшить экологическую вредность предприятий. 

Проблема сжигания и переработки ТБО в России практиче-ски не решается, общая мощность мусоросжигающих и мусороперерабатывающих заводов составляет около 5 млн. м3/год, т.е. всего 3,5% общего объема образующихся ТБО. 

По прогнозам  специалистов, в ближайшие 10--15 лет объем накапливаемых за год твердых бытовых отходов в России уве-личится в 1,5--2 раза. 

 В то же  время все труднее стало нахо-дить территории для полигонов, а требования к выбросам му-соросжигающих заводов ужесточаются. В связи с сокращением природных ресурсов возрастает потребность во вторичном сы-рье. Эти факторы являются серьезным аргументом в пользу расширения объемов строительства мусоросжигающих и мусороперерабатывающих заводов.  

В настоящее  время в России, несмотря на экономические  проблемы, продолжаются проектирование и строительство новых мусороперерабатывающих за-водов полностью на отечественном оборудовании в Тольятти, Оренбурге и Московской области. Однако исходя из потребно-сти этого недостаточно. 

Построенные в  России мусоросжигательные заводы работают на импортном оборудовании (за исклю-чением завода во Владимире). Все заводы оснащены оборудо-ванием для утилизации теплоты. В качестве вторичного сырья извлекается только черный металлолом. Сложной задачей при эксплуатации таких заводов является, наряду с очисткой отхо-дящих газов, утилизация или захоронение остающихся после сжигания 20--25% (от сухой массы ТБО) токсичной золы и шлака.  

В республиках  бывшего СССР наибольшее распространение  получили заводы, работающие по технологии аэробного и тер-мического компостирования, при которой ТБО вступают в естественный кругооборот веществ в природе, обезвреживаются и превращаются в компост -- ценное органиче-ское удобрение или в биотопливо для теплиц. В процессе пере-работки создаются условия, губительно действующие на боль-шинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух. Технологические мероприятия позволяют нормализовать содержание в компосте микроэлементов, в том числе солей тяжелых металлов. 

Основным технологическим  оборудованием таких заводов  являются биотермические вращающиеся  барабаны диаметром 4 и длиной 36 и 60 м. Кроме того, они оснащаются целым  ком-плектом вспомогательного оборудования: сепараторами цвет-ного металла, стекла, пластмассы, бумаги, текстиля, грохотами, дробилками для компостируемого материала и др. Комплект как основного, так и вспомогательного оборудования таких за-водов серийно выпускается промышленностью стран СНГ. Обезвреживание ТБО осуществляется также методом сжи-гания».[ 6.С.255 - 257 ] 
 
 

1.3 Переработка  и использование токсичных твердых  промышленных отходов 
 

«Токсичные твердые  промышленные отходы обезврежива-ют на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвра-щения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработ-ке полимерными вяжущими и т. д. 

Выбор земельных  участков для захоронения производится с соблюдением «Санитарных правил о порядке накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных  промышленных отходов» и СНиП 2.01.28-85 «Полигоны по обез-вреживанию и захоронению токсичных промышленных отхо-дов».  

Полигоны запрещено  размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон  городов, в зонах санитар-ной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин. 

В случае особо  токсичных промышленных отходов  их за-хоронение производят на специальных полигонах (рис. 20.19; по С. В. Белову и др., 1991) в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях. 

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и спе-циалистов, проблема отходов должна решаться на месте их об-разования путем внедрения ресурсовозобновляющих техноло-гий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и вы-хода отходов. 

Концепция ресурсовозобновляющих технологий впервые была предложена еще в 60-х гг. А. Нагорным. В настоящее время в г. Запорожье (Украина) строится первый в мире завод РВТ производительностью по ТБО 1000--1500 т/сут.  

РВТ имеет узлы геохимической, физико-химической и  биотехнологической обработки отходов. Вторичные ресурсы найдут применение в качестве биотоплива, металлолома, стройматериалов. 

В развитии концепции  РВТ А. Семенов и И. Максимов(1995) Предлагали создать экозащитные системы нового поколения - многопрофильные комбинаты  

«Экополигон»,способные совместно перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80% отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавливается качество окружающей природной среды путем санирования старых свалок и других мер. 

Этот вариант  решения проблемы отходов позволяет: 

- использовать  экологически безопасные технологические  процессы; 

- Исключить прямое  сжигание органических веществ; 

- обеспечить  совместимость конечных продуктов  с биосферой и включения их  в круговорот веществ в природе; 

- перекрыть затраты  и издержки производства за  счет реализации вторичных ресурсов, отдельных видов промышленной  продукции, платы за отходы, предотвращенияЗаключение 
 

Подводя итог всему  вышесказанному, можно сказать, что, несмотря на длительность изучения настоящей  проблемы, утилизация и переработка  отходов по-прежнему не ведется на должном уровне. Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением  уровня образования и накопления промышленных отходов. Усилия зарубежных стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования  отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной  переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду.  

Более эффективно и целесообразно предотвращать  образование отходов, начиная со стадии добычи полезных ископаемых и  заканчивая потреблением готовой продукции. Достичь этого можно путем  разработки и внедрения технологий рационального использования природных  ресурсов, выделения ценных компонентов  из побочных продуктов производства и отходов. В советские годы длительное время существовала ориентация промышленности нашей страны на ресурсосберегающие технологии, однако это отображало скорее экономические цели производства, нежели попытку предотвратить вредное  воздействие на окружающую среду.  

«В наше время  разнообразие продукции, которая при  современном развитии науки и  техники может быть безотходно получена, весьма ограничено и достижимо лишь на ограниченном числе технологических  циклов и только на высокорентабельных отраслях и предприятиях. Многостороннее и глубокое освоение безотходных  производств - долговременное и кропотливое  дело, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного  профиля и многих других специалистов. Полностью безотходное производство - далекая перспектива, но необходимо уже сейчас решать эту задачу, как  на общеэкономическом уровне, так  и в отдельных отраслях хозяйства.  

Для этого необходимо предельно корректно и профессионально  вести учет и оценку промышленных отходов начиная со стадии разработки технологических схем, в которых  неизбежно образование отходов, и заканчивая мероприятиями по их утилизации, переработке и возможному дальнейшему использованию в  данном производственном цикле или  в других отраслях». 

[ 7.С.278 - 279 ]  
 
 
 

Список использованной литературы: 
 

1. Акимова А.П.Экология. - М.: «Юнити»,2001 

2. Гальперин  М В.Экологические основы природопользования: Учебник.- М.: ФОРУМ: ИНФА - М,2002 

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д.:«Феникс»,2003 

4. О санитарно-эпидемиологическом  благополучии населения. Федеральный  закон от 06.04.99. 

5. Протасов В.Ф.  Экология, здоровье и охрана окружающей  среды в России: Учеб. и справочное пособие.- М.: Финансы и статистика, 2001  

6. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001 

7. Трифонова  Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В.  Прикладная экология: Учебное пособие  для вузов. - М.: Академический Проект, 2005 ущерба окружающей природной среде». [3.С.491 - 492 ] 
 
 

      4 УТИЛИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТОКСИЧНЫХ  ОТХОДОВ 

4.1 Плазменный  способ утилизации промышленных  отходов  

 Плазмохимическую  технологию используют для переработки  высокотоксичных жидких и газообразных  отходов. При этом происходит  не только обезвреживание опасных  отходов, но и производство  ценных товарных продуктов. Процесс  осуществляется в плазмотроне  за счет энергии электрической  дуги при температуре выше 4000 °С. При такой температуре кислород и любые отходы расщепляются до электронов, ионов и радикалов. Степень разложения токсичных отходов достигает 99,9998 %, а в отдельных случаях 99,99995%. 

 Высокие затраты  энергии и сложность проблем,  связанных с плазмохимической  технологией, предопределяют ее  применение для ликвидации только  тех отходов, огневое обезвреживание  которых не удовлетворяет экологическим  требованиям. 

 Перспективно  применение плазменного метода  для переработки отходов в  восстановительной среде с целью  получения ценных товарных продуктов.  В нашей стране, например, разработана  технология пиролиза жидких хлорорганических  отходов в низкотемпературной  восстановительной плазме, позволяющая  получать ацетилен, этилен, хлористый  водород и продукты на их  основе. 
 
 

Рис. 3. Схема  плазменного агрегата: 

1 — плазмотрон; 2 — плазмо-химический реактор; 3 — закалочное устройство; 4— источник электропитания 

 Схема плазменного  агрегата для переработки жидких  хлорорганических отходов представлена  на рис. 3. Плазмообразующий газ  (водород, азотоводородная смесь и др.) нагревается электрической дугой в плазмотроне 1 до 4000-5000 °С. Образующаяся низкотемпературная плазма из сопла плазмотрона поступает в плазмохимический реактор 2, куда форсунками впрыскиваются хлорорганические отходы. При смешивании отходов с плазмой происходит их испарение, термическое разложение (пиролиз) с получением олефиновых углеводородов, хлористого водорода и технического углерода (сажи). Пиролизный газ подвергают скоростной закалке в закалочном устройстве 3, а затем охлаждают и очищают от сажи. Очищенный газ используется при синтезе хлорорганических продуктов. Процесс является замкнутым, безотходным и рентабельным. Себестоимость получаемых продуктов является сравнительно низкой за счет использования неутилизируемых отходов.