Утилизация и переработка отходов

Почанин Юрий

Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды

I.класс (чрезвычайно опасные)

очень высокая

Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует. Примеры: ртутьсодержащие материалы, цианистый калий, оксид мышьяка и так далее

II.класс (высокоопасные)

высокая

Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия. Примеры: меди хлорид (I), никеля хлорид (II), свинца нитрат (II) и так далее

III

класс (умеренно опасные)

средняя

Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника. Примеры: меди оксалат (II), свинцовые оксиды, тетрахлорметан и так далее

IV.класс (малоопасные)

низкая

Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3 лет. Примеры: марганца сульфат, цинка сульфат, оксид фосфора и так далее

V.класс (практически неопасные)

очень низкая

Экологическая система практически не нарушена.

Возвратные отбросы. Остатки сырья или отходы, полученные на одном из этапов производства, потеряли свойства лишь частично. Однако из-за этого их уже нельзя применять для производства той же продукции в качестве вторсырья. Материалы можно использовать с целью реализации других технологических циклов.

Невозвратимые вещества. Утилизация промышленных отходов данной группы невозможна. Материалы полностью утратили первоначальные свойства, а вместе с тем форму, структуру. Их отправляют сразу на полигоны для размещения с целью захоронения.

Глава 3. Методы обезвреживания и утилизации токсичных отходов

Все опасные отходы производства характеризуются такими признаками, как: содержание в своем составе вредных для здоровья человека, животных и жизнеспособности растений веществ. Основные источники опасных отходов представлен на рис.3.1.

Рис. 3.1. Основные источники опасных отходов

В России на свалки поступают отходы, в составе которых имеются особенно опасные для здоровья населения: мышьяк, никель, свинец, жидкая или в твердом виде ртуть, а также хром, отходы калия и натрия, и ряд других химически активных веществ. Кроме того, к токсичным отходам также могут отнести лекарственные и фармацевтические препараты, отходы, образуюшие при нефтепереработке, разведке, добыче, хранении, транспортировке нефти и нефтепродуктов, а также при чистке резервуаров, обезвреживании сточных вод, авариях. Значительную токсичность имеют промывочные жидкости, содержащие твердую фазу, дизельное топливо и нефтепродукты, а также поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Основными токсическими выбросами и стоками являются:

–соединения фосфора и ртути;

–металлоорганические компоненты;

–сернистые соединения (сероуглерод, сероводород, диоксид серы);

–фториды;

–циановодород;

–оксиды азота;

–производные хлора и непосредственно хлор;

–альдегиды;

–щелочи;

–амины;

–минеральные кислоты;

–органические растворители.

Особенно опасными токсинами являются соединения

соли и тяжелых металлов: кадмия, свинца, ртути, хрома и др.

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

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. Литофильные элементы- химические элементы, составляющие около 93% массы земной коры и около 97% массы солевого состава океанической воды.

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.

Комплекс работ по утилизации отходов представлен на рис.3.2. Все отходы, которые не задействованы в дальнейшей переработке, подлежат утилизации на специально предназначенных для такой цели полигонах огромных площадей, технически оборудованных сооружениями, предотвращающими загрязнение окружающей среды.

Обезвреживание – один из возможных этапов перед утилизацией, если отходы представляют опасность и можно снизить уровень негативного воздействия для окружающей среды.

Рис. 3.2. Комплекс работ по утилизации отходов

Существует несколько способов обезвреживания токсичных промышленных отходов в зависимости от их агрегатного состояния и химического состава.

В качестве обеззараживания отходов перед их утилизацией их подвергают переработке методами, которые можно разделить на следующие группы:

–термические—сжигание в печах различных типов,

–химические—экстрагирование с помощью растворителей, отвердение с применением добавок;

–физические и физико-химические – менять физическую структуру отходов с помощью силового поля, применение специально подобранных реагентов, изменяющих физико-химические свойства, с последующей обработкой на специальном оборудовании;

–биологические – микробиологическое разложение в почве непосредственно в местах хранения, биотермическое разложение.

3.1. Термические методы

Сущность термообработки заключается в сжигании горючих отходов или огневой обработке негорючих отходов высокотемпературными (более 1000°С) продуктами сгорания топлива. Эффективными считаются термические методы, при которых основным является тепловое воздействие (нагревание или окисление):