Текст книги "Утилизация отходов агропромышленного комплекса"

И. А.Степанова, Степанов А. С.
Утилизация отходов агропромышленного комплекса

Введение

В данном учебном пособии материал представлен в девяти главах на 172 страницах., в которых рассмотрены отрасли агропромышленного комплекса (далее АПК) и образующиеся отходы; малоотходность и безотходность производств на предприятиях АПК; влияние отходов АПК на качество различных экологических систем (кормовых добавок, пищевых продуктов, субстратов грибов и почв); гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления; системный подход к управлению отходами АПК; а также разработка проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение.

Целью пособия является формирование у студентов теоретических и практических знаний по вопросам отходоемкости и движению потоков отходов предприятий агропромышленного комплекса.

После освоения материала, отраженного в данном учебном пособии студент должен:

– иметь представление о сфере проблем, связанных с вопросами вторичного использования органических отходов;

– знать отрасли агропромышленного комплекса, предприятия агропромышленного комплекса и образующиеся на них отходы;

– знать общую информацию о кормовых добавках, о грибах и об искусственном культивировании грибов, о почвах и об удобрениях, о пищевых продуктах и о пищевых добавках;

– знать гигиенические требования, предъявляемые к органическим отходам;

– уметь выбирать вариант вторичного использования отхода в качестве компонента различных экологических и биологических систем;

– уметь оценивать безопасность отхода, его сырьевые и питательные свойства;

– уметь определять дозы внесения отхода в экологические и биологические системы;

– иметь навыки в разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение.

1 Отрасли агропромышленного комплекса и образующиеся отходы

1.1 Общая характеристика областей и отраслей агропромышленного комплекса

Многие отрасли агропромышленного комплекса, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию относятся к материалоемким видам производства, в которых объем сырья и основных вспомогательных материалов в несколько раз превышает выход готовой продукции, то есть не происходит полного использования данного сырья. При выращивании растений и разведении скота и птицы, а также в других областях развития сельского хозяйства отходы зачастую выбрасываются, что также не приводит к рациональному использованию сырьевых материалов.

Чтобы исправить сложившуюся в агропромышленном комплексе ситуацию целесообразно следить за работой основных отраслей данного комплекса, являющихся в той или иной степени источниками отходов [1].

Отходы агропромышленного комплекса по происхождению можно разделить на две большие группы:

– отходы сельского хозяйства;

– отходы промышленности.

Перечислим основные области развития сельского хозяйства, на которых образуются агропромышленные отходы:

– растениеводство;

– животноводство и птицеводство;

– лесное хозяйство и деревообрабатывающая промышленность [2].

Выделяют также растениеводческую и животноводческую отрасли промышленности, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию, в результате функционирования которых образуются агропромышленные отходы.

Существуют следующие отрасли промышленности, перерабатывающие продукцию растениеводства:

1) сахарная промышленность;

2) крахмало-паточная промышленность;

3) спиртовая промышленность;

4) винодельческая промышленность;

5) пивоваренная промышленность;

6) плодовоовощная и пищеконцентратная промышленность;

7) масло-жировая промышленность;

8) зерноперерабатывающая промышленность;

9) эфиромасличная промышленность;

Промышленность, перерабатывающая продукцию животноводства представлена отраслями:

1) молочная промышленность;

2) мясокомбинаты [3].

Перечисленные отрасли АПК имеют повсеместное распространение – культивируются растения, произрастающие в данных регионах; разводятся животные, адаптированные к кормовой базе данного региона; работают предприятия, перерабатывающие выращенную сельскохозяйственную продукцию и сырье. Отрасли агропромышленного комплекса являются крупными источниками отходов, которые после определенной переработки могут стать вторичными материальными ресурсами [4].

1.2 Характеристика основных агропромышленных отходов

Перечислим основные агропромышленные отходы растениеводства. На полях с произрастающими сельскохозяйственными культурами образуется ряд отходов – опадающие листья растений; стебли, солома, ботва, корни растений и отходы первичной переработки зерна, остающиеся на полях после уборки урожая [5].

К основным агропромышленным отходам животноводства и птицеводства на животноводческих и птицеводческих фермах относят ряд отходов – бесподстилочный и подстилочный навоз, помет, стоки с промывными водами [6].

Рассмотрим основные агропромышленные отходы лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности. При заготовке и переработке древесины образуются опилки, щепа, кора, хвоя, листья. Целлюлознобумажное производство является источником сульфитного щелока, мелкого целлюлозного волокна, шлама из отстойников [7].

Перечислим агропромышленные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию растениеводства.

При производстве сахара образуются следующие отходы на предприятиях – свекличный жом, меласса, фильтрационный осадок (дефекат), рафинадная патока, свекловичный «бой» и хвостики свеклы. Основным отходом данного производства является свекличный жом [8].

При производстве крахмала образуются следующие отходы на предприятиях – картофельная и кукурузная лузга, клеточный сок, концентрат из него и углеводно-белковый гидролизат, кукурузный экстракт, зародыш и кукурузная дробленка, фильтрационный осадок паточного и глюкозного производства, мальтозный жмых. Основным отходом данного производства является картофельный сок и кукурузный глютен [1].

При производстве спирта образуются следующие отходы на предприятиях – зерновая, картофельная и мелассная барда, хлебопекарные дрожжи, углекислый газ брожения, сивушное масло и эфироальдегидная фракция. Основным отходом данного производства является зернокартофельная барда.

При производстве вина образуются следующие отходы на предприятиях – виноградные выжимки и гребни, дрожжевые осадки, винный камень, виноградные семена и кормовая мука из выжимок, отходы из некондиционного винограда. Основным отходом данного производства является виноградные выжимки [9].

При производстве пива образуются следующие отходы на предприятиях – зерновые отходы, солодовые ростки, аспирационные отходы (дробленый солод, шелуха, пыль), промывные воды, белковый отстой, остаточные пивные дрожжи, лагерные осадки, углекислый газ брожения, хмелевая дробина и пивная (солодовая) дробина. Основным отходом данного производства является пивная дробина [10, 11].

При производстве плодовоовощной и пищеконцентратной продукции образуются следующие отходы на предприятиях – выжимки и семена, отходы от очистки, ботва и прочие овощные отходы – плодовые косточки и вытерки, отстои соков, отходы переработки темноокрашенных плодов и ягод, а также отходы при производстве пищевых концентратов. Основным отходом данного производства являются овощные отходы, выжимки, вытерки, отстои, очистки.

При производстве масло-жировой продукции образуются следующие отходы на предприятиях – подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, жмыхи и шроты, фосфотидные концентраты, соапстоки, отходы рафинации растительных масел и жиров (воскообразные вещества) и отходы дезодарации. Основным отходом данного производства является подсолнечная лузга [12].

При зернопереработке образуются следующие отходы – зерновые отходы 1, 2 и 3 категории, лузга, мучка, отруби, пыль мучная белая и серая, пыль черная, эндосперм. Основным отходом данного производства является зерновые отходы:1, 2 и3 категории [13].

При производстве эфиромасличной продукции образуются следующие отходы на предприятиях – отходы от переработки зернового эфирномасличного сырья, цветочно-травинистого сырья и цветочного эфирномасличного сырья, отходы производства абсолютных масел, отходы от переработки эфирных масел. Основным отходом данного производства является цветочно-травянистый отход.

Перечислим агропромышленные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию животноводства:

При производстве молочной продукции перерабатывают молоко на маслодельческих, сыроварных и других заводах получают отходы – обрат, пахту и сыворотку [14].

При производстве мясных полуфабрикатов при убое и переработке сельскохозяйственных животных образуются следующие отходы – непищевая кровь, части туш, обрезь и отдельные органы, забракованные ветеринарным надзором, слизистая оболочка кишок (шлям), пищеводы, сычуги, летошка, зачистка шкур (мездра), содержимое преджелудков (каныга), шквара от вытопки жира, кости [15].

При промышленной переработке птицы и продукции птицеводства на птицефабриках образуются отходы – внутренности тушек, головы, плюсны ног, тушки павшей птицы, отходы инкубации (скорлупа с подскорлупными оболочками, яйца с эмбрионами, погибшими на разных стадиях развития). Выделяют также другие отходы АПК [1].

В соответствии с ГОСТ 25916-83 «Вторичные материальные ресурсы. Термины и определения» отходы, которые могут повторно использоваться в народном хозяйстве, относятся к вторичным материальным ресурсам. Использование вторичных материальных ресурсов способствует безотходности предприятия и извлечению питательных веществ из сырья, а также улучшению экологической обстановки [16].

Список контрольных вопросов

Перечислите основные области развития сельского хозяйства.

Перечислите основные отрасли промышленности, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию.

Перечислите основные отходы растениеводства, животноводства, лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности.

Перечислите основные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию.

2 Информация по размещению и обезвреживанию отходов

2.1 Отходы производства и потребления

Санитарно-эпидемиологические правила устанавливают гигиенические требования к размещению, устройству, технологии, режиму эксплуатации и рекультивации мест централизованного использования, обезвреживания и захоронения отходов производства и потребления (объектов).

Настоящие требования не распространяются на:

– полигоны захоронения радиоактивных отходов;

– полигоны твердых бытовых и смешанных отходов;

– могильники для органических веществ и трупов животных;

– склады просроченных и непригодных к использованию лекарственных препаратов и пестицидов.

Обезвреживание и захоронение трупов павших животных, конфискатов и отходов ветлечебниц и мясокомбинатов производится в соответствии с действующими правилами ветеринарно-санитарной службы, а в случаях эпидемиологической опасности – в соответствии с санитарноэпидемиологическим заключением.

Критериями гигиенической безопасности функционирования эксплуатируемых или закрытых объектов складирования являются предельно допустимые концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, в воде открытых водоемов и в почве, а также предельно допустимые уровни физических факторов.

Процессы обращения с отходами (жизненный цикл отходов) включают в себя следующие этапы: образование, накопление и временное хранение, первичная обработка (сортировка, дегидрация, нейтрализация, прессование, тарирование), транспортировка, вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья), складирование, захоронение и сжигание [17].

Обращение с каждым видом отходов производства и потребления зависит от их происхождения, агрегатного состояния, физико-химических свойств субстрата, количественного соотношения компонентов и степени опасности для здоровья населения и среды обитания человека.

Допускается временное складирование отходов производства и потребления, которые на современном уровне развития научно-технического прогресса не могут быть утилизированы на предприятиях.

Различают следующие основные способы складирования:

– временное хранение на производственных территориях на открытых площадках или в специальных помещениях (в цехах, складах, на открытых площадках, в резервуарах и др.);

– временное складирование на производственных территориях основных и вспомогательных (дочерних) предприятий по переработке и обезвреживанию отходов (в амбарах, хранилищах, накопителях); а также на промежуточных (приемных) пунктах сбора и накопления, в том числе на терминалах, железнодорожных сортировочных станциях, в речных и морских портах;

– складирование вне производственной территории – на усовершенствованных полигонах промышленных отходов, шламохранилищах, в отвалах пустой породы, террикониках, золошлакоотвалах, а также в специально оборудованных комплексах по их переработке и захоронению;

– складирование на площадках для обезвоживания илового осадка от очистных сооружений.

Временное складирование и транспортировка отходов производства и потребления определяются проектом развития промышленного предприятия или самостоятельным проектом обращения с отходами [17].

Временное складирование отходов производства и потребления допускается:

– на производственной территории основных производителей (изготовителей) отходов;

– на приемных пунктах сбора вторичного сырья;

– на территории и в помещениях специализированных предприятий по переработке и обезвреживанию токсичных отходов;

– на открытых, специально оборудованных для этого площадках.

Временное хранение отходов на производственной территории предназначается:

– для селективного сбора и накопления отдельных разновидностей отходов;

– для использования отходов в последующем технологическом процессе с целью обезвреживания (нейтрализации), частичной или полной переработки и утилизации на вспомогательных производствах.

В зависимости от технологической и физико-химической характеристики отходов допускается их временно хранить:

– в производственных или вспомогательных помещениях;

– в нестационарных складских сооружениях (под надувными, ажурными и навесными конструкциями);

– в резервуарах, накопителях, танках и прочих наземных и заглубленных специально оборудованных емкостях;

– в вагонах, цистернах, вагонетках, на платформах и прочих передвижных средствах;

– на открытых, приспособленных для хранения отходов площадках.

Хранение сыпучих и летучих отходов в помещениях в открытом виде не допускается.

В закрытых складах, используемых для временного хранения отходов I-II классов опасности, должна быть предусмотрена пространственная изоляция и раздельное хранение веществ в отдельных отсеках (ларях) на поддонах.

Накопление и временное хранение промышленных отходов на производственной территории осуществляется по цеховому принципу или централизованно.

Условия сбора и накопления определяются классом опасности отходов, способом упаковки и отражаются в Техническом регламенте (проекте, паспорте предприятия, ТУ, инструкции) с учетом агрегатного состояния и надежности тары.

При этом хранение твердых промышленных отходов I класса разрешается исключительно в герметичных оборотных (сменных) емкостях (контейнеры, бочки, цистерны), II – в надежно закрытой таре (полиэтиленовых мешках, пластиковых пакетах); III – в бумажных мешках и ларях, хлопчатобумажных мешках, текстильных мешках; IV класса – навалом, насыпью, в виде гряд.

При временном хранении отходов в нестационарных складах, на открытых площадках без тары (навалом, насыпью) или в негерметичной таре должны соблюдаться следующие условия:

– временные склады и открытые площадки должны располагаться с подветренной стороны по отношению к жилой застройке;

– поверхность хранящихся насыпью отходов или открытых приемников-накопителей должна быть защищена от воздействия атмосферных осадков и ветров (укрытие брезентом, оборудование навесом);

– поверхность площадки должна иметь искусственное водонепроницаемое и химически стойкое покрытие (асфальт, керамзитобетон, полимербетон, керамическая плитка и др.);

– по периметру площадки должна быть предусмотрена обваловка и обособленная сеть ливнестоков с автономными очистными сооружениями; допускается ее присоединение к локальным очистным сооружениям в соответствии с техническими условиями;

– поступление загрязненного ливнестока с этой площадки в общегородскую систему дождевой канализации или сброс в ближайшие водоемы без очистки не допускается.

Хранение мелкодисперсных отходов в открытом виде (навалом) на промышленных площадках без применения средств пылеподавления не допускается.

Размещение отходов в природных или искусственных понижениях рельефа (выемки, котлованы, карьеры и др.) допускается только после проведения специальной подготовки ложа на основании предпроектных проработок.

Малоопасные (IV класса) отходы могут складироваться как на территории основного предприятия, так и за его пределами в виде специально спланированных отвалов и хранилищ.

При наличии в составе отходов разного класса опасности расчет предельного их количества для единовременного хранения должен определяться наличием и удельным содержанием наиболее опасных веществ (I – II класса).

Предельное накопление количества отходов на территории предприятия, которое единовременно допускается размещать на его территории, определяется предприятием в каждом конкретном случае на основе баланса материалов, результатов инвентаризации отходов с учетом их макро– и микросостава, физико-химических свойств, в том числе агрегатного состояния, токсичности и уровней миграции компонентов отходов в атмосферный воздух.

Критерием предельного накопления промышленных отходов на территории промышленной организации служит содержание специфических для данного отхода вредных веществ в воздухе на уровне до 2 метров, которое не должно быть выше 30 % от ПДК в воздухе рабочей зоны.

Предельное количество отходов при открытом хранении определяется по мере накопления массы отходов в установленном порядке [17].

Предельное количество накопления отходов на промышленных территориях не нормируется:

– для твердых отходов, концентрированных жидких и пастообразных отходов I класса опасности, упакованных в полностью герметичную тару в закрытом помещении, исключающем доступ посторонних лиц;

– для твердых сыпучих и комковатых отходов II и III класса, хранящихся в соответствующей надежной металлической, пластиковой, деревянной и бумажной таре.

В указанных случаях предельное временное количество отходов на территории устанавливается с учетом общих требований к безопасности химических веществ: пожаро– и взрывоопасности, образования в условиях открытого или полуоткрытого хранения более опасных вторичных соединений.

Периодичность вывоза накопленных отходов с территории предприятия регламентируется установленными лимитами накопления промышленных отходов, которые определены в составе проекта развития промышленного предприятия или в самостоятельном проекте обращения с отходами.

Немедленному вывозу с территории подлежат отходы при нарушении единовременных лимитов накопления или при превышении гигиенических нормативов качества среды обитания человека (атмосферный воздух, почва, грунтовые воды).

Перемещение отходов на территории промышленного предприятия должно соответствовать санитарно-эпидемиологическим требованиям, предъявляемым к территориям и помещениям промышленных предприятий. При перемещении отходов в закрытых помещениях следует использовать гидро– и пневмосистемы, автокары [17].

Для сыпучих отходов предпочтительно использование всех видов трубопроводного транспорта, в первую очередь пневмовакуумного. Для остальных видов отходов могут быть использованы ленточные транспортеры, другие горизонтальные и наклонно-передаточные механизмы, а также внутризаводской автомобильный, узкоколейный и обычный железнодорожный транспорт.

Транспортировка промышленных отходов вне предприятия осуществляется всеми видами транспорта – трубопроводным, канатным, автомобильным, железнодорожным, водным и воздушным.

Перевозки отходов от основного предприятия к вспомогательным производствам и на полигоны складирования осуществляются специально оборудованным транспортом основного производителя или специализированных транспортных фирм.

Конструкция и условия эксплуатации специализированного транспорта должны исключать возможность аварийных ситуаций, потерь и загрязнения окружающей среды по пути следования и при перевалке отходов с одного вида транспорта на другой. Все виды работ, связанные с загрузкой, транспортировкой и разгрузкой отходов на основном и вспомогательном производствах, должны быть механизированы и по возможности герметизированы.