Лекция 7. РЕКУПЕРАЦИЯ, ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА, ХРАНЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ

Миллионы тонн промышленных отходов (с учетом твердых промышленных отходов ТПО) образуются в результате жизнедеятельности крупнейших индустриальных центров России. К ним ежесуточно добавляются отходы коммунально-городского хозяйства, включая твердые бытовые отходы.

Фактически формула обращения с ТПБО в развитых странах воплощает принцип устойчивого развития и может быть кратко представлена следующим перечнем операций [2]:

• редукция;
• вторичное использование;
• переработка;
• извлечение энергии;
• захоронение остатков.

Полнота осуществления данной формулы в различных странах определяется конкретными экологическими, сырьевыми, демографическими и другими условиями. В целом европейскими странами принята в настоящее время стратегия, в соответствии с которой возобновляемые источники энергии, к числу которых относятся ТПБО, должны составлять в их энергобалансе 10-15% к 2010 году [3].

В РФ (на примере г. Москвы) создано московское государственное предприятие МГП «Промотходы».

• создание общегородской системы централизованного удаления и переработки всех видов отходов (кроме радиоактивных[1]) промышленных предприятий, а также экологически опасных отходов и вторичных материальных ресурсов от объемов коммунального и жилого секторов г. Москвы;
• развитие системы экологического контроля, правового регулирования, нормативно-методического и информационного обеспечения обращения с отходами;
• координация работ, направленных на сокращение промышленных отходов города и др.

В связи с разнообразием веществ и материалов, подпадающих под категорию ТПБО, и различными технологиями и переработки до настоящего времени не существует единого подхода к созданию типового (стандартного) перерабатывающего завода. Сейчас стратегии управления ТПБО осуществляются посредством химико-технологических систем (ХТС) удаления отходов, которые фактически являются инструментом их воплощения. Структура такой ХТС является прямым отражением экономической и экологической политики государства.

Так, во многих регионах РФ, странах СНГ, части Восточной Европы и в развивающихся странах реальные ХТС включают две основных системы - источник ТПБО и свалку (рис. 7.1). В большинстве экологически развитых стран ХТС удаления ТПБО включают спектр методов и производств, позволяющих осуществлять индивидуальную переработку и обезвреживание различных ингредиентов. Вместе с тем, все современные ХТС включают полигоны захоронения ТБО, куда поступают непрореагировшие остатки от переработки отходов (рис. 7.2).

Таким образом, при выборе методов и оборудования переработки твердых отходов (промышленные пыли, остатки непрореагировавшего сырья, побочные продукты, отходы основного производства, различные осадки, шламы и др.) существенную роль играют их состав, количество, цена и экологическая безопасность. В РФ вторичную переработку осуществляют по четырем основным вариантам: обезвреживание, извлечение полезных веществ, уничтожение и захоронение.

Рис. 7.1. Реальная ХТС переработки ТПБО в развивающихся странах

Бесконтрольные эмиссии в почву, грунтовые воды и атмосферу

Совершенные цепочки удаления ТБО

Контролируемые эмиссии в почву, грунтовые воды и атмосферу

Для обезвреживания твердых отходов часто применяют метод их капсу- лирования, заключающийся в обволакивании токсичного отхода инертной пленкой, например, стеклообразной или полимерной. Используемый метод переплавки отходов заключается в выжигании вредных компонентов, формировании новой структуры вторичных материальных ресурсов (BMP) и их потребительских свойств: размеров, цвета и т.п. Химические методы позволяют получать из отходов новые продукты: твердые органические отходы путем гидрирования превращают в жидкое и газообразное топливо. Использование цемента для фиксации отходов является в настоящее время наиболее распространенным методом. Технология применяется для отходов, содержащих воду, которая необходима для реакции цементирования. Недостаток метода - увеличение объема отходов и возможная деградация цемента при низких значениях pH. Применяется для неорганических отходов, особенно тяжелых металлов, а также радиоактивных веществ. Для фиксации с использованием органических полимерных материалов готовится смесь отходов с соответствующими смолами или мономерами, затем вводится катализатор, обеспечивающий полимеризацию и создание объема фиксированного материала. Обычно отходы не связываются химически с полимером. Происходит микрообвалакивание органической оболочкой. Для обработки отходов обычно используются формальдегидные, виниловые и полиэстеровые соединения. Такой монолит обладает сопротивлением на сжатие на уровне бетона. Недостаток метода - возможность появления ядовитых паров в процессе полимеризации.