Обращение с отходами

Лекция 2
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ И
ОБРАЩЕНИЕ С НИМИ
Дисциплина «Отходы и
экологический риск»
для магистров»Экология и
природопользование»
Обращение
с
отходами
деятельность, связанная с:
образованием отходов,
их сбором,
разделением по видам отходов,
удалением,
хранением,
захоронением,
перевозкой,
обезвреживанием
использованием отходов.
—
СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ С
ОТХОДАМИ:
Управление отходами
Совершенствование системы управления отходами признается
сегодня главной проблемой в области охраны окружающей
среды.
Основные шаги по решению этой проблемы были определены
на Международной конференции по устойчивому развитию в
Йоханнесбурге в сентябре 2002 г. Они включают, в т.ч.
«предотвращение и минимизацию отходов
максимальное повторное их использование,
вторичную переработку ресурсов
применение
альтернативных
экологически
безопасных материалов, предполагающее участие
правительств и всех заинтересованных сторон, с
целью
минимизировать
неблагоприятное
воздействие на окружающую среду и повысить
эффективность ресурсов»
ТРИ ПРИНЦИПА УПРАВЛЕНИЯ
ОТХОДАМИ В ЕС
1. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ:
Предотвращение образования отходов тесно
связано с усовершенствованием технологий
производства и воздействием на потребителей,
которые должны требовать более экологически
безопасную продукцию с меньшим количеством
упаковки.
ТРИ ПРИНЦИПА УПРАВЛЕНИЯ
ОТХОДАМИ В ЕС
2. ПЕРЕРАБОТКА И ПОВТОРНОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ:
если образование отходов нельзя предотвратить, то
следует использовать как можно больше материалов
повторно,
предпочтительно
путем
вторичной
переработки.
Сегодня ЕС требует от стран-членов принимать
законодательные акты по сбору отходов, их повторному
использованию, переработке и утилизации. Несколько
стран ЕС уже перерабатывают вторично до 50% отходов
упаковки
ТРИ ПРИНЦИПА УПРАВЛЕНИЯ
ОТХОДАМИ В ЕС
3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ
ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ УТИЛИЗАЦИИ И
МОНИТОРИНГА:
где возможно, отходы, которые не могут
быть
использованы
повторно
или
переработаны, должны быть сожжены;
захоронение
на
полигонах
должно
применяться как последняя из возможных
альтернатив.
Оба этих метода нуждаются в тщательном
контроле из-за своей потенциальной опасности
для окружающей среды.
Соотношение различных решений по управлению отходами
Основные технологические
решения
по управлению отходами
Глава III. Общие требования к обращению с
отходами (статьи с 9 по 17) (Закон об
отходах производства и потребления)
Статья 9. Лицензирование деятельности по сбору, использованию,
обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов
Статья 10. Требования к проектированию, строительству,
реконструкции, консервации и ликвидации предприятий, зданий,
строений, сооруженийи иных объектов
Статья 11. Требования к эксплуатации предприятий, зданий,
строений, сооруженийи иных объектов
Статья 12. Требования к объектам размещения отходов
Статья 13. Требования к обращению с отходами на территориях
муниципальных образований
Статья 13_1. Требования к обращению с ломом и отходами цветных и
(или) черных металлов и их отчуждению
Статья 14. Требования к обращению с опасными отходами
Статья 15. Требования к профессиональной подготовке лиц,
допущенных к обращению с отходами I-IV класса опасности
Статья 16. Требования к транспортированию отходов I-IV класса
опасности
Статья 17. Трансграничное перемещение отходов
Сбор отходов -
процесс перемещения
отходов от мусорообразователя до процесса
вывоза отходов.
Методы сбора отходов:
1. Поквартирный - мусорообразователь с
мусором подходит в установленные часы к
мусоровозу и в его контейнер бросает мусор.
Поквартирный
метод
менее
затратный,
поскольку
не
требует
оборудованных
контейнерных площадок и контейнеров.
2.
Контейнерный - на специально
оборудованных
контейнерных
площадках
устанавливаются
контейнера, мусорообразователи несут
мусор
в
эти
контейнера.
Контейнерный метод, удобный для
мусорообразователей, но затратный.
Высокая
стоимость
строительства
контейнерной площадки, контейнеров, а
также требуются постоянные затраты на
ремонт, содержание и обслуживание
контейнеров и площадок
Разделение по видам отходов
Хранение отходов временное
содержание
отходов
в
санкционированных местах их размещения в
соответствии с установленными правилами и
сроками до их извлечения с целью
обезвреживания или использования.
Санкционированное хранение отходов —
хранение отходов в санкционированных
местах хранения отходов в порядке,
установленном настоящим Законом и
иными актами законодательства об
обращении с отходами.
Санкционированные
места хранения отходов -
объекты хранения
отходов или места
временного хранения
отходов,
определенные
собственнику отходов
для их хранения в
соответствии с
настоящим Законом и
иными актами
законодательства об
обращении с отходами.
Ангары для хранения и
переработки отходов.
http://www.peacemaker.ru/product/ha
ll/best-hall/hall8/primer7/
Несанкционированное хранение
отходов
несанкционированная свалка
люминесцентных ламп...
http://anikanov.org.ua/feed/
Несанкционированное
размещение промышленных
отходов...
http://www.redom.ru/news/16652/
Места временного хранения отходов —
специальное
оборудование
(контейнеры, урны
и т.п.), площадки и
иные места,
предназначенные
для временного
хранения отходов.
Сбор и временное хранение отходов.
http://www.wastemachines.ru/catalogue.aspx?02
Захоронение отходов изоляция отходов в целях исключения
возможности их дальнейшего использования,
а также предотвращения попадания
загрязняющих веществ в окружающую среду.
Контейнер для захоронения отходов. http://www.ptm2005.ru/?id=11
Санкционированные места захоронения
отходов —
объекты
захоронения
отходов,
определенные собственнику отходов для их
захоронения в соответствии с настоящим
Законом и иными актами законодательства
об обращении с отходами.
Захоронение на полигонах
Преимущества:
низкие
капитальные
затраты
по
сравнению с другими методами;
 на
полигонах (при соответствующем
обустройстве) могут быть размещены
разные виды отходов;
 полигон обеспечивает полное и конечное
размещение отходов;
 после закрытия участок рекультивируется
и может быть использован для других целей
(лесопосадки,
складские
помещения,
автостоянки и т.п.).

Захоронение на полигонах
Недостатки
потребность в больших площадях, поиск
которых затрудняется с каждым годом;
 значительный рост транспортных расходов
(эксплуатационных затрат) при удалении объекта
от города;
 возможность
образования
продуктов
разложения (СH4, СО и др.);
 образование фильтрата;
 необходимость обслуживания участка после
закрытия
(фильтрат,
биогаз)
с
целью
обеспечения безопасности окружающей среды
 экологическая
опасность, сохраняющаяся
продолжительный период.

Обезвреживание отходов Это их:
- обработка,
- захоронение,
- снижение опасных свойств отходов,
- сжигание или иной вид уничтожения на
специальных объектах и (или) в специальных
установках без их использования,
приводящие к уменьшению или
предотвращению их вредного воздействия на
окружающую среду, здоровье человека и (или)
имущество.
Гигиенические требования к размещению и
обезвреживанию отходов производства и
потребления. СанПиН 2.1.7.1322-03.
Методы обезвреживания
отходов:
1) биологические
КОМПОСТИРОВАНИЕ ОТХОДОВ
http://www.microzym.ru/kli.htm
способ обезвреживания
бытовых,
сельскохозяйственных и
некоторых промышленных
отходов путем
смешивания их с
влагоемкими и газопоглощающими
материалами; в результате
развития биотермических
процессов происходит
превращение этой смеси в
сельскохозяйственное
удобрение (компост).
http://www.ct-line.ru/waste/city.html
Преимущества:




производство продукта, имеющего частичный
рынок сбыта, хотя и ограниченный
экологическими требованиями;
снижение объема отходов, отправляемых на
полигон;
относительно небольшие капиталовложения;
совместимость с рециклизацией и системами
производства топлива из отходов.
Недостаток:
получение экологически небезопасного продукта,
содержащего вредные вещества, главным
образом, тяжёлые металлы, загрязняющие почву.
Очистка компоста связана со значительными
затратами, а следовательно и удорожанием
продукта, а подчас невозможна вообще.
2) термические:
2.1. Жидкофазное окисление
2.2. Огневое обезвреживание
2.3 Пиролиз
2.4 Плазмохимический метод
2.5 Гетерогенный катализ
2.1 Жидкофазное окисление токсичных
отходов производства
используется для обезвреживания
жидких отходов и осадков сточных
вод. Суть его заключается в
окислении кислородом органических и
элементоорганических примесей
сточных вод при температуре 150 –
350° С и при давлении 2 – 28 МПа
2.2 ОГНЕВАЯ ОБРАБОТКА
2.2.1 Сжигание отходов, способных гореть
самостоятельно – наиболее простой способ;
горение происходит при температурах не ниже
1200 - 1300° С. (следует отметить, что данный
способ не является целесообразным ввиду
некоторой (большей или меньшей) ценности
горючих отходов и возможности их использования
в данное время или в будущем).
2.2.2
Огневой
окислительный
метод
обезвреживания негорючих отходов – сложный
физико-химический
процесс,
состоящий
из
различных физических и химических стадий.
Огневое окисление применимо в большей степени
по отношению к твердым и пастообразным
отходам.
2.2.3 Огневой восстановительный метод
используется для уничтожения токсичных
отходов без получения каких-либо побочных
продуктов,
пригодных
для
дальнейшего
использования в качестве сырья или товарных
продуктов.
В
результате
образуются
безвредные дымовые газы и стерильный шлак,
сбрасываемый
в
отвал.
Так
можно
обезвреживать
газообразные
и
твердые
выбросы, бытовые отходы и некоторые другие.
2.2.4 Огневая регенерация предназначена
для извлечения из отходов какого- либо
производства реагентов, используемых в
этом производстве, или восстановления
свойств
отработанных
реагентов
или
материалов. Эта разновидность огневого
обезвреживания
обеспечивает
не
только
природоохранные, но и ресурсосберегающие
цели.
Схема установки огневого
обезвреживания (парофазное
окисление)
Для огневого обезвреживания в
зависимости от состава, физикохимических свойств и агрегатного
состояния отходов используются:
•
•
•
•
камерные,
барабанные,
циклонные,
комбинированные печи,
Преимущества:
- объем отходов сокращается до 5%, а вес – до
25% от начального объема. Таким образом,
снижается потребность в площадях для
захоронения;
− современные когенерационные установки
позволяют утилизировать до 80% запаса энергии
в отходах;
− одна тонна несортированного бытового мусора по
теплотворности соответствует ¼ т мазута;
− после сжигания отходов прекращается выброс в
атмосферу метана, образующегося на свалках и
являющегося причиной парникового эффекта в
20 раз более значительной, чем двуокись
углерода;
− отходы сжигания могут быть использованы при
производстве строительных материалов; отходы
сжигания органических веществ можно
использовать в качестве удобрения
Недостатки:


метод сжигания в настоящее время
является капиталоемким. Прибыль,
полученная от утилизации тепловой и
электрической энергии компенсирует, в
лучшем случае, 60% расходов на
капитальные вложения и эксплуатационные
затраты;
метод вызывает довольно много споров, так
как в результате сжигания происходит
выброс веществ, загрязняющих
окружающую среду (особое беспокойство
вызывают очень стойкие органические
соединения — диоксины).
2.3 Пиролиз - это разложение
органических соединений под подачей
тепла без доступа воздуха.
Описание процесса:
сырье (отходы) загружается в сосуд из
жаростойкого материала.
 подается нагрев и сырье подвергается
термическому
разложению
с
образованием углеродистого остатка полукокса и парогазовой смеси.
 парогазовая
смесь
выводится
по
трубопроводу,
охлаждается,
пары
конденсируются и полученная жидкость
отделяется от неконденсирующихся газов.
 жидкость накапливается в сборнике
жидкого продукта, газ частично или
полностью
используется
для
поддержания процесса (сжигается в печи).

Оборудование для пиролиза резины (в том
числе шин) и пластика используется для их
утилизации и получения продукции - топлива,
газа, углеродистого остатка (полукокса) и
металла
Линия пиролиза покрышек
может использовать
следующее сырье:
 сельскохозяйственные
отходы.
 коммунальные и
бытовые отходы (ТБО).
 промышленные отходы.
 древесные отходы,
лесного хозяйства
(ветки, опилки, обрезь,
щепа, кора).
 малоценные
ископаемые подобные
торфу, бурым углям и
пр.
Минизавод по пиролизу шин получает
следующий продукт:

технический углерод - используется как наполнитель
в производстве неответственных резин, тех-пластин,
транспортерных лент и т.д. Так же это пигмент для
производства красок. Углерод более низкого качества
используется в строительстве (швы, тротуарная плитка,
кирпич, бетонных изделиях).
 синтетическая нефть по своему составу очень
идентична с природной нефтью. Основные составляющие:
дизельная, бензиновая, битумная фракции. Может
реализовываться как печное топливо и мазут. А именно,
присадка для ДТ - 37%, цена на 25% ниже самого ДТ;
присадка для бензина - 33%, октановое число 130 ед.,
праймер (используется, как антикоррозийное средство) 30%.


газ - может реализовываться для работы
мини котельных. При работе одного котла
образуется 100 м³ газа, на собственные нужды
(работа 80кВт горелки в течении 9 рабочих
часов) используется всего лишь 50м³.
металлокорд - реализовывается как
металлолом, либо после дополнительного
обжига — в качестве вязальной проволоки.
2.4 Плазменный способ утилизации
промышленных отходов
используют для переработки высокотоксичных
жидких и газообразных отходов. При этом
происходит не только обезвреживание опасных
отходов, но и производство ценных товарных
продуктов..
Плазма – этот термин
характеризует состояние
ионизированного газа,
который часто сравнивают
с "четвертым состоянием
материи", в котором атомы,
потерявшие один или
несколько электронов,
взаимодействуют с
электрическими разрядами
и создают температуру
превышающую 5500 ° C
(10000 ° F). Примерами
плазмы в природе это
разряды молнии и Солнце.
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%.
ПЛАЗМОТРОН
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
Переработка муниципальных
отходов в термической плазме
2.5 Гетерогенный катализ
Термокаталитическое
окисление
можно
использовать для обезвреживания газообразных
отходов
с
низким
содержанием
горючих
примесей.
Процесс
окисления
на
катализаторах
осуществляется при температурах меньших, чем
температура
самовоспламенения
горючих
составляющих газа. В зависимости от природы
примесей и активности катализаторов окисление
происходит при температуре 250 - 400° С и в
установках различных размеров.
В термокаталитических реакторах
успешно окисляются:









CO,
H2,
углеводороды (УВ),
NH3,
фенолы,
альдегиды,
кетоны,
пары смол,
канцерогенные и др. соединения с
образованием CO2, H2O, N2.
Использование
отходов


утилизация отходов - деятельность,
связанная с использованием отходов на
этапах их технологического цикла, и/или
обеспечение повторного (вторичного)
использования или переработки списанных
изделий;
переработка отходов - деятельность,
связанная с выполнением технологических
процессов по обращению с отходами для
обеспечения повторного использования в
народном хозяйстве полученных сырья,
энергии, изделий и материалов;
СВОДНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
РЕШЕНИЙ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ