Текст книги "Основные технологии переработки промышленных и твердых коммунальных отходов"

2.4. Безотходные технологии переработки промышленных отходов

Безотходная технология – это технология производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: «сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные ресурсы» и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормальное функционирование [7].

Критерием безотходности производства является его КПД (коэффициент полезного действия), представляющий собой отношение полезной продукции и энергии ко всему сырью и всей потраченной энергии.

В ряде отраслей промышленности для внедрения безотходных технологий необходимо следующее [Там же]:

– в горнодобывающей промышленности – полное использование отходов при открытом и подземном способе добычи полезных ископаемых; широкое применение геотехнологических методов разработки месторождений полезных ископаемых с извлечением на поверхность только целевых компонентов; использование безотходных методов обогащения и переработки природного сырья на месте его добычи; широкое применение гидрометаллургических методов переработки руд; комплексное использование вскрышных пород для производства материалов и изделий по полностью безотходной технологии;

– в металлургии – переход на безотходное использование руды, шламов и всех отходов: вовлечение в производство газообразных, жидких и твердых отходов производства, сжигание выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами с обязательным использованием отходов газоводоочистки; широкое использование отвальных твердых отходов горного и обогатительного производств для строительных материалов, дорожных покрытий, стеновых блоков и др.; полная переработка доменных, сталеплавильных, ферросплавных шлаков и шлаков цветной металлургии; широкое внедрение улавливания побочных компонентов из отходящих газов и сточных вод; резкое сокращение расхода свежей воды и уменьшение объема сточных вод, переход на замкнутое водоснабжение; широкое внедрение сухих способов очистки газов от пыли; ускорение внедрения эффективных способов производства металлов – бездоменные и безкоксовые процессы получения стали; автогенные процессы в цветной металлургии, плазменные технологии и другие процессы, направленные на уменьшение отходов и загрязнение окружающей среды;

– в энергетике – широкое использование новых способов сжигания топлива, например, сжигание в кипящем слое; внедрение газоочистки отходящих газов от оксидов серы и азота, газовых выбросов, использование пылеочистного оборудования с высоким КПД; широкое использование топливных шлаков и золы, расширение применения возобновляемых источников энергии;

– в машиностроении – переход на замкнутое водоснабжение, извлечение металлов из сточных вод; широкое внедрение производства деталей из пресс-порошков, пластмасс, керамики, азотированных деталей плазменным методом, резко повышающим их прочность; сокращение объемов отходов от металлообработки; утилизация травильных растворов серной и соляной кислот для получения новых химических соединений;

– в химической и нефтехимической промышленности – сокращение отходов взвешенных частиц, оксидов углерода, хлора и других загрязнителей атмосферы и гидросферы (особенно вредны бензапирен, перилен, ароматические соединения, аммиак, фенолы и другие токсичные вещества); повышение качества очистных сооружений сточных вод от нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов с их вторичным использованием;

– в промышленности строительных материалов – более полное улавливание пыли от цементных, известковых, кирпичных печей, установок по обжигу магнезита, оборудования по производству железобетонных изделий, стеновых, асбоцементных, теплоизоляционных, звукоизоляционных изделий, стекла, пластмасс и др.;

– в деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности – снижение отходов твердых веществ, загрязнителей атмосферы, оксидами углерода, серы, азота, толуола, сероводорода, ацетона, ксилола, формальдегида, бутилацетата, метилмеркаптана и др. Переход на бесхлорный метод отделки бумаги;

– в агропромышленном комплексе – переработка отходов животноводческих, птицеводческих и сельскохозяйственных предприятий на биотопливо с использованием образующихся шлаков в строительных материалах; повышение эффективности использования удобрений и пестицидов; очищение воздуха на фермах.

Необходимо переходить на создание единых кластеров – комплексов промышленных предприятий, связанных между собой цепочкой безотходных технологий.

2.5. Обращение с токсичными (опасными) промышленными отходами

Отходы подразделяются, как известно, на промышленные, коммунальные и сельскохозяйственные, токсичные и нетоксичные. Класс токсичности отходов определяется в соответствии с «Временным классификатором токсичных промышленных отходов» и «Методическими рекомендациями по определению класса токсичности промышленных отходов».

Отходы подразделяются на нетоксичные отходы, в том числе отходы добывающей и перерабатывающей промышленности, и токсичные отходы, подразделяющиеся на пять классов токсичности (табл. 5) [3].

Токсичные (опасные) отходы представляют особенную угрозу окружающей среде и для здоровья живых организмов, включая человека. В России к опасным отходам относят около 10 % от всей массы твердых отходов. Это такие отходы, которые содержат в своем составе вещества, обладающие одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствующие в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей среды [5].

Таблица 5

Классификация отходов по степени опасности для окружающей среды

К опасным отходам относят:

– металлические и гальванические шламы;

– отходы стекловолокна;

– асбестовые отходы и пыль;

– остатки от переработки кислых смол, дегтя и гудронов;

– отработанные радиотехнические и ртутьсодержащие изделия;

– отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества;

– различные ядохимикаты в сельском хозяйстве;

– отходы химической и нефтехимической промышленности и др.

Наибольшую опасность для окружающей среды и человека представляют отходы, содержащие химические вещества I и II классов токсичности (табл. 5). В первую очередь это отходы, в состав которых входят радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бензапирен и некоторые другие вещества.

Под токсичностью понимают способность вещества вызывать нарушение физиологических функций организма, что, в свою очередь, приводит к заболеваниям (интоксикация, отравление) и смерти [14].

Степень токсичности характеризуют величиной токсической дозы – количеством вещества, отнесенным к массе человека, вызывающим очередной токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность вещества. При этом величина токсической дозы зависит от путей поступления вещества в организм. Особенно опасными токсинами являются соединения соли и тяжелых металлов: кадмия, свинца, ртути, хрома и др.

Техногенные геохимические аномалии характеризуются степенью накопления элемента-загрязнителя по сравнению с природным фоном. Особенно опасными для организмов являются техногенные поля (полигоны) с повышенной концентрацией тяжелых металлов и радиоактивных веществ.

Токсичными элементами называют вещества, которые при определенных концентрациях элементов причиняют вред организму, ведут к функциональным нарушениям и деформациям (табл. 6) [3].

Химические элементы, необходимые для жизни и развития биоты, называются биофильными. Недостаток биофильных элементов приводит к различным заболеваниям. К наиболее токсичным элементам относятся Pb, Hg, Cd, As, Co, Be, Se, Tl, U (табл. 7) [3]. Горнодобывающая промышленность оказывает на окружающую среду наиболее сильное воздействие [3].

В России в хранилищах, накопителях, на полигонах и свалках находится более 2 млрд т токсических отходов, в том числе 95 % промышленных и 5 % твердых коммунальных отходов [19]. В данное время нет предприятий и полигонов по обезвреживанию

Таблица 6

Опасность химических элементов для окружающей среды

Таблица 7

Воздействие токсичных элементов на живое вещество

и захоронению токсичных промышленных отходов, не выпускается оборудование для этих целей. Только жидкие неутилизированные промышленные отходы на единичных объектах захораниваются в глубокие изолированные горизонты. Имеется около 3 тыс. учтенных мест захоронения токсичных отходов, остальные места являются несанкционированными (рис. 3) [2].

Рис. 3. Пути воздействия опасных отходов на окружающую среду

Химические реагенты, используемые для регулирования свойств промывочных жидкостей, как известно, делятся на защитные коллоиды и реагенты электролитов. Первые содержат вещества, которые при добавлении в промывочную жидкость покрывают поверхность глинистых частиц и создают защитный слой, предохраняющий частицы глины от слипания: углещелочной реагент (УЩР), торфощелочной реагент (ТЩР), сульфит-спиртовую барду (ССБ), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Вторые вводятся в промывочную жидкость непосредственно или в составе реагентов – коллоидов – для изменения вязкости, статического напряжения сдвига (СНС) и других параметров (каустическая и кальцинированная сода, известь, жидкое стекло, хлорид натрия и др.).

Источники загрязнения неоднозначны по своим качественным и количественным показателям воздействия на окружающую среду. Основными из них являются отработанные буровые растворы, буровые шламы, буровые сточные воды и различные реагенты. Все эти вещества являются с точки зрения воздействия на окружающую среду опасными, многие из них даже токсичными.

По степени опасности ядовитые вещества делятся на четыре класса: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высокоопасные, 3 – умеренно опасные, 4 – малоопасные.

Классы и ПДК некоторых вредных химических реагентов и веществ, присутствующих в виде паров, газов или аэрозолей в воздухе рабочей зоны, приведены в табл. 8 [3].

Таблица 8

Классы опасности и предельно допустимые концентрации вредных химических реагентов и веществ

Значительную токсичность имеют промывочные жидкости, содержащие твердую фазу, дизельное топливо и нефтепродукты, а также поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Стабильные термодинамически устойчивые оксиды MgO, Cr₂O₃, Al₂O₃, Fe₂O₃ экологически безопасны – класс опасности 3–4, а ПДК – от 1 до 6 мг/м³ (табл. 9).

Наиболее экологически опасным канцерогеном является оксид CrO₃, содержащий шестивалентный Cr⁶⁺, переходящий при нагревании в наиболее устойчивый Cr₂O₃, содержащий трехвалентный Cr³⁺:

6+Восстановление3+

Таблица 9

Величина ПДК и класс опасности основных оксидов

^* 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высокоопасные, 3 – умеренно опасные, 4 – малоопасные.

Шестивалентный хром Cr⁶⁺ содержится в исходных материалах для производства теплоупоров (природные хромиты, плавленый периклазохромит), в самих шпинелидных теплоупорах, а также в портландцементе, в который Cr⁶⁺ диффундирует из шпинелидных футеровок вращающихся цементо-обжигательных печей. Содержание Cr₂O₃ и CrO₃ в этих исходных материалах и после обжига их в окислительной и восстановительной среде при температуре 1300 °C, определенное методом атомной адсорбции, приведено в табл. 10 [20].

Для избавления Cr⁶⁺ необходима восстановительная среда.

Содержание CrO₃ в сарановском хромите превышает ПДК в 20 раз, в кемпирсайском хромите и плавленом периклазохромите – в 6 раз. Окислительный и восстановительный обжиги практически не изменяют общее содержание в них Cr₂O₃, а количество CrO₃ уменьшают в 3–8 раз. В шпинелидных теплоупорах содержание CrO₃ больше ПДК в 3,5 раза. В отечественных портландцементах концентрация CrO₃, по сравнению с зарубежными аналогами, в которых ПДК по CrO₃ допускается не более 0,0002 мас. %, превышает ПДК в 25 раз.

Шестивалентный хром Cr⁶⁺ обладает канцерогенными свойствами. Наличие его определяют простым увлажнением водой: CrO₃ очень хорошо растворяется в воде с ее окрашиванием в зеленоватый цвет, а Cr₂O₃ в воде не растворяется. При попадании воды

Таблица 10

Содержание Cr₂O₃ (Cr³⁺) и CrO₃ (Cr⁶⁺) в хромитах, шпинелидных теплоупорах и портландцементе

на шпинелидных теплоупорах образуются зеленые выцветы, что указывает на содержание в них CrO₃. Количество CrO₃ определяют различными аналитическими методами – рентгенофазовым, атомной адсорбции, спектроскопии и др.

Попадая в водопроводную воду, малотоксичный Cr₂O₃ окисляется до CrO₃, проникает в организм человека и взаимодействует с ДНК, связывая фосфатные группы. В результате возникают генетические изменения, которые являются причиной образования опухолей. Поэтому содержание шестивалентного хрома Cr⁶⁺ в шпинелидных теплоупорах и клинкере портландцемента должно быть сведено до минимума следующими основными технологическими примерами:

– введением в принелидные теплоупоры в клинкер портландцемента железного купороса – FeSO₄•7H₂O для перевода Cr⁶⁺→Cr³⁺ по реакции Cr⁶⁺ + 3Fe²⁺ → Cr³⁺ + 3Fe³⁺;

– обжигом шпинелидных брикетов и изделий Cr⁶⁺ →Cr³⁺;

– введением спекающих добавок (TiO₂, ZrO₂, V₂O₃ и др.) для формирования высокоплотных шпинелидных теплоупоров;

– связыванием Cr⁶⁺ в прочные химические соединения и твердые растворы с Al₂O₃, ZrO₂, MgO, C, N₂ и др.;

– химико-термической обработкой шпинелидных нанотеплоупоров.

Следовательно, для перевода шпинелидных теплоупоров в экологически чистые нанотеплоупоры существует множество технологических приемов.

Экологические значения показателей не должны превышать установленные различными экологическими организациями ПДК: восьмичасовые в рабочей зоне объекта (ПДКрз), среднесуточные в воздухе (ПДКсс) и максимально разовые в воздухе (ПДКмр).

По степени токсичности загрязнителей и отходов выделяют классы опасности: 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные;

3 – опасные; 4 – умеренно опасные.

Загрязнители 1 и 2 классов относятся к высокотоксичным, а 3 и 4 классов – к общетоксичным.

Так, например, ПДКсс (мг/л) металлов и соединений составляют:

1 класса опасности: BaCO₃ – 0,004; V – 0,2; Ni – 0,0002; Pb – 0,0003; Cr – 0,0015;

2 класса опасности: Mn – 0,01; As – 0,003;

3 класса опасности: Sn – 0,02–0,05; Ge – 0,04.

ПДКрз радиоактивных изотопов, бк/л – K, Na, Nb – 0,27; Ba – 0,10; Rb – 0,189.

Кроме того, выделяют коэффициенты геотоксичности (Тл) химических элементов по геохимическим группам. К супертоксичным (Тл = 15) относят Hg, Cd, Tl, Be, U, Rn, радионуклиды Sr и др. Высокотоксичными (Тл = 10) являются Pb, Se, Te, As, Sb, B, F, Th, V, Co, Ni, Ru. Опасными (Тл = 5) считаются Cu, Zn, S, Bi, Ag, Ba, Mo, Os, Pt, Yn, Ge, Sr, W, Al, Li, Mn и др. В группу общетоксичных (Тл = 1) входят литофильные элементы Ti, Na, K, Ta, Rb, Ca, Si, Nb.

Хранение экологически опасных веществ и отходов состоит в их содержании в объектах различных отходов в целях последующего захоронения, обезвреживания или использования [2]. Нарушение правил хранения радиоактивных, бактериологических и химических веществ и отходов может выражаться, например, в содержании отходов вне объектов их размещения.

Захоронение экологически опасных веществ и отходов представляет собой изоляцию отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду.

Место и способ хранения токсичных отходов должны гарантировать:

– отсутствие влияния размещаемого отхода на окружающую среду;

– исключение риска возникновения опасности для здоровья людей;

– недоступность для посторонних лиц хранимых высокотоксичных отходов;

– предотвращение потери отходом свойств вторичного сырья вследствие неправильного сбора или хранения;

– минимизация риска возгорания отхода;

– недопущение замусоривания территории;

– обеспечение удобства проведения инвентаризации отходов и контроля за обращением с отходами;

– обеспечение удобства вывоза отходов с места их хранения.

Складирование токсичных отходов допускается только при невозможности утилизации отходов производства на самом предприятии. При этом необходимо соблюдать следующие правила:

– хранение отходов на открытых площадках производственных территорий или в отдельных помещениях не допускается;

– складирование вне производственной территории также не допускается;

– допускается хранение отходов на усовершенствованных полигонах, шламохранилищах, отвалах густой породы и в специально оборудованных комплексах по их переработке и захоронению. При этом должны быть предусмотрены изоляция и отдельное хранение отходов в отдельных отсеках.

При временном хранении отходов на открытых площадках следует соблюдать следующие условия:

– временные склады и площадки должны располагаться с подветренной стороны по отношению к жилой застройке, то есть должна учитываться роза ветров;

– поверхность хранящихся отходов должна быть защищена от воздействия атмосферных осадков и ветров (брезентом, навесом);

– поверхность площадки должна иметь искусственное водонепроницаемое и химически стойкое покрытие (плитка, асфальт, бетон);

– по периметру площадки должны быть предусмотрены обваловка и обособленная сеть ливнестоков либо автоматические очистные сооружения;

– должно быть исключено поступление загрязненного ливнестока с указанной площадки в общегосударственную систему дождевой канализации.

Транспортировка радиоактивных, бактериологических, химических веществ и отходов представляет собой их перемещение в пространстве, предпринятое с любыми целями, на любом виде транспорта. При транспортировке токсичных отходов должны выполняться следующие правила:

– транспортировка отходов должна осуществляться при наличии паспорта опасных отходов, специально оборудованных и снабженных специальными знаками транспортных средств, соблюдении правил безопасности к транспортированию опасных отходов на транспортных средствах, наличии документации с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места назначения их транспортирования;

– должны соблюдаться система согласованных мер по недопущению транспортных происшествий и аварий, требования к упаковке, маркировке и транспортным средствам и др.

По классам опасности классифицируют опасные грузы, приведенные в табл. 11 [2].

Таблица 11

Классификация опасных грузов

Предотвращение чрезвычайных ситуаций при перевозке опасных грузов

Существует ряд организационных и технических мероприятий [2] по предотвращению таких ситуаций:

– допуск к транспортировке опасных грузов предоставляется только надлежащим образом подготовленным и проинструктированным лицам;

– детально разрабатываются маршрут и режим транспортировки, которые должны учитывать особенности пути следования, предусматривать остановки для периодического контроля технического состояния транспортного средства и крепления груза;

– проверяются соответствие перевозимого груза перевозочным документам, наличие маркировки, знаков опасности и аварийной карточки;

– осуществляется проверка прохождения контрольных пунктов маршрута;

– разрабатывается надежная система оповещения должностных лиц и организаций, которые могут быть привлечены для ликвидации аварийных ситуаций;

– обеспечивается возможность устранения технической неисправности транспорта;

– выполняются мероприятия по сохранению целостности транспортной тары и обеспечению ее надежного крепления к транспортному средству;

– обеспечивается наличие необходимых средств связи, пожаротушения, нейтрализации, индивидуальной защиты с их предварительным опробованием.

Транспортировка опасных грузов должна полностью соответствовать федеральному закону «Об отходах производства и потребления».

Технологии захоронения токсичных отходов

Технология захоронения токсичных отходов зависит от класса их токсичности [10]:

– нерастворимые отходы II–IV классов опасности размещают в картах полигона слоями с изолированным слоем грунта;

– отходы I класса опасности помещают в специальные металлические контейнеры с толщиной стенок не менее 10 мм и проводят контроль на герметичность до и после заполнения контейнера. Бункер для хранения имеет железобетонную облицовку с толщиной стенок не менее 20 мм и не менее пяти отсеков для захоронения особо токсичных отходов и концентрированных растворов; предусматривается их предварительное отверждение. Так, например, при открытом хранении цианистых отходов в атмосферу улетучивается около 90 % цианистого водорода, около 3 % остается в отходах и около 3 % выщелачивается в грунтовые воды. Хранение на полигонах отходов, содержащих хром, ртуть, мышьяк, приводит к появлению в грунтовых водах повышенных концентраций элементов.

В процессе отверждения получают нерастворимые соединения, которые формируют в виде блоков. При хранении таких блоков токсичные примеси из них не вымываются.

Для осуществления процесса отверждения к отходам добавляют вяжущие вещества, цемент или известь, формируют в виде блоков. Но полученные блоки не устойчивы к кислым компонентам и в кислых почвах постепенно разрушаются.

Токсичные отходы, например радиоактивные, обрабатывают битумом, парафином или полиэтиленом с последующей термообработкой; полученные продукты относительно устойчивы в большинстве почвенных растворов и не выщелачиваются.

Жидкие неорганические и радиоактивные отходы сплавляют со стеклообразующими соединениями, что обеспечивает высокоэффективное связывание токсичного компонента и длительность хранения. Но эта технология требует высоких температур, с этим связано большое потребление энергии.

Некоторые токсичные отходы сплавляют в печах со стеклом, затем расплав сливают в цилиндры из легированной стали. Отдельные отходы подвергают полимеризации с карбамидоформальдегидными смолами. Капсулирование токсичных отходов производят с применением полибутадиеновых и полиэтиленовых изолирующих слоев.

Метод отверждения отходов является одним из самых дорогих. Так, в США для удаления 1 м³ сточных вод путем стабилизации затрачивают 7–8 долл.

Приведенные технологии захоронения токсичных отходов не решают экологические проблемы на протяжении длительного геологического времени, загрязняют недра, подземные воды и в итоге снова загрязняют поверхность земли. Футеровки контейнеров с отходами в глубинах подвергаются длительному воздействию подземных высокоминерализированных вод и высокоактивных газов – в итоге выводят отходы на поверхность.

Нейтрализация токсичных отходов

Принципиальным решением экологической проблемы с токсичными отходами является их полная переработка по безотходным экологически чистым технологиям: трансмутантным, биобактериальным, резонансным, синергетическим, нейтрализационным, термическим, композиционным (совместная переработка нескольких отходов) – и по множеству других технологий. При этом экологические проблемы решаются двухэтапно:

I этап – ликвидация токсичности отходов и превращение их в безопасные материалы;

II этап – применение множества обычных существующих технологий производства из полученных материалов ценной продукции с широкой областью применения и высокой эффективностью. При этом наибольшей эффективностью обладают композиционные технологии – гармоничное объединение нескольких отходов.

Трансмутационные технологии – превращение одних химических элементов в другие под воздействием электромагнитной энергии с оптимальным соотношением магнитных и электрических полей при совместной переработке с другими отходами, являющимися донорами дополнительных электронов и нуклонов.

Биобактериальные технологии – введение в отходы азотосодержащих бактерий и активированного торфа в составе биодинамических компостов, существенно снижающих радиоактивность отходов. Резонансные технологии – обработка отходов резонансными методами – добавление энергии с частотой колебаний, равной частоте собственных колебаний узлов кристаллических решеток токсичных элементов, что резко увеличивает их амплитуду и приводит в итоге к образованию новых элементов и наночастиц [1].

Синергетические технологии – технологии, основанные на процессах самоорганизации с другими отходами под воздействием различных технологических параметров.

Нейтрализационные технологии – нейтрализация токсичных элементов под воздействием добавок различных химических соединений, превращающих токсичные элементы в нетоксичные.

Термические технологии – нагрев или плавление токсичных отходов совместно с другими отходами.

Композиционные технологии – смешение токсичных отходов с другими токсичными и нетоксичными отходами на основе анализа их химического состава. Анализ производится в соотношении прохождения между ними реакций нейтрализации и токсичности с добавками кислот, щелочей, при нагревании смесей с получением нетоксичных композиционных материалов.

Так, образцовой композиционной технологией является соединение металлического натрия (взрывоопасного вещества) вследствие его быстрого соединения с водой, газом-хлором (отравляющим веществом) с получением поваренной соли NaCl – вещества, без которого практически не может жить человек.

Существует множество других комбинированных технологий переработки токсичных отходов, но суть их остается единой: сначала нейтрализовать токсичные отходы, а затем изготовить из них экологически чистые материалы и изделия по новейшим технологиям. Переработку отходов осуществляют по основным технологиям [3]: – совершенствование технологий с минимизацией получаемых объемов отходов;

– переработка отходов с переводом их в нетоксичную форму;

– надежное подземное захоронение отходов.

В настоящее время известен ряд технологий для надежной изоляции и захоронения отходов:

– хранение отходов в специальных сооружениях наземного и слабоуглубленного типа;

– захоронение отходов в специальных подземных сооружениях;

– размещение отходов в глубоких океанических впадинах с застойными режимами перемещения вод;

– размещение отходов в мощных толщах материковых льдов;

– выброс особо опасных отходов с помощью ракет в космическое пространство.

Основными направлениями переработки токсичных промышленных отходов являются [2]:

– захоронение на полигонах и свалках;

– переработка конкретных твердых отходов по заводским технологиям;

– совместное сжигание отходов химических производств с городским мусором;

– пиролиз и раздельное сжигание в специальных печах;

– использование отходов химических производств как готового материала для других технологических процессов (в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и др.).

Переработку токсичных промышленных отходов (ТПО) обычно производят по основным переделам:

– сортировка путем грохочения, гидравлической классификации и воздушной сепарации;

– уменьшение размера кусков: дробление, помол;

– увеличение размеров частиц: высокотемпературная агломерация, брикетирование, гранулирование и др.;

– термическая обработка;

– смешение;

– обогащение: флотация, отсадка, магнитная и электрическая сепарация;

– выщелачивание, экстрагирование;

– растворение;

– кристаллизация и др.

Вокруг полигона устраивают санитарно-защитную зону с удалением на не менее 3 км от места захоронения.

Размещение ТПО под землей в данное время пока наиболее перспективно для тех отходов, которые не могут быть утилизированы или полностью уничтожены путем сжигания, а при накапливании их на земной поверхности представляет реальную угрозу для биосферы. Подземное захоронение ТПО должно иметь ряд ограничений: – для высокотоксичных отходов I и II класса опасности размещение их производят только в геологических формациях, создающих природный барьер для выноса подземными водами размещающих веществ и продуктов их взаимодействия с окружающим массивом в биосферу;

– для размещения жидких промышленных отходов используют замкнутые коллекторы, пористые массивы горных пород;

– малотоксичные промышленные отходы могут подвергаться захоронению в выработанных пространствах, если отходы не мигрируют в водоносные горизонты.

В странах Западной Европы широко распространено подземное захоронение ТПО, так как в недрах в результате добычи различных полезных ископаемых образовалось множество пустот.

При подземном захоронении отходов необходимо учитывать главное – это захоронение временное, что в данный период обусловлено лишь отсутствием эффективных технологий переработки отходов. В будущем такие технологии будут разработаны с получением из них высококачественной продукции. Поэтому уже сейчас необходимо готовиться к их эффективной переработке.

В настоящее время в нашей стране существующие технологии переработки отходов являются недостаточно эколого-экономически эффективными. Есть наиболее эффективные технологии как для отдельных видов отходов, так и для сочетания нескольких видов отходов с использованием композитных технологий, где одни отходы «помогают» другим получать высокоэффективную, безотходную экологически чистую продукцию.

Концепция безотходного производства включает несколько положений:

1. Создание полностью безналоговых предприятий и технологий для изготовления из отходов высококачественной продукции по безотходным экологически чистым технологиям – экотехнологиям и освобождение от всех налогов потребителей этой продукции. 2. Объединение изготовителей продукции из отходов и потребителей продукции в единый кластер «Росвторресурс» с региональными отделениями с включением в состав представителей академической, отраслевой и заводской науки.

3. Изготовление продукции из одного вида отходов и из объединения нескольких видов по композитным, полностью безотходным технологиям с использованием компьютерных программ искусственного интеллекта.

4. Технологии переработки отходов должны обеспечивать полное сохранение равновесия с окружающей средой, не оказывать отрицательного воздействия на нее и здоровье человека.

Критерием оценки качества окружающей среды являются ПДК, рассчитанные на их основе ПДВ (предельно допустимые выбросы) и ПДО (предельно допустимые отходы).

Для каждого вида отходов – своя эффективная экология, технология и экономика.

Завод по обезвреживанию токсичных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов в целях их обезвреживания или понижения токсичности, перевода в нерастворимую форму или сокращения объема отходов.

В состав завода по обезвреживанию токсичных промышленных отходов входят:

– цех термического образования твердых, жидких горячих и кислородосодержащих отходов;

– цех физико-химического обезвреживания твердых и жидких негорючих отходов;

– отделение обезвреживания ртутных и люминесцентных ламп. Термическое обезвреживание отходов представляет собой предварительное измельчение отходов, а затем сжигание в печах при температуре не ниже 1000 °C. После печей продукты поступают в камеру дожигания при температуре 1200–1400 °C, где достигается полное окисление продуктов неполного сгорания. Затем отходящие газы поступают на очистку, а образовавшийся шлак направляют на захоронение.