Безотходные технологии, организация захоронения отходов на производстве

В процессе производства и потребления образуется большое количество отходов, которые при соответствующей обработке могут быть вновь использованы как сырье для производства промышленной продукции.

Все виды промышленных отходов делятся на твердые и жидкие. Твердые — отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов, пыли минерального и органического происхождения от очистных сооружений, а также промышленный мусор, состоящий из различных органических и минеральных веществ (резина, бумага, ткань, песок, шлак и т.п.). К жидким отходам относят осадки сточных вод после их обработки, а также шламы пылей минерального и органического происхождения в системах мокрой очистки газов.

Обычными для наших промышленных предприятий путями ликвидации и переработки промышленных (твердых) отходов (кроме металлоотходов) являются их вывоз и захоронение на полигонах, сжигание, складирование и хранение на территории предприятия до появления новой технологии переработки их в полезные продукты (вторичное сырье). В то же время, использование отходов производства и потребления и перевод неиспользуемых отходов в используемые имеют большое значение для охраны окружающей среды, исключают необходимость их нейтрализации, захоронения или уничтожения, сокращают энергетические и другие затраты, что само по себе уменьшает загрязнение окружающей среды и оказывается экономически выгодным.

Развитие безотходных (и малоотходных) производств необходимо не только для уменьшения загрязнения окружающей среды, но и для более экономичного расходования природных ресурсов.

Однако, в сырьевом балансе РФ доля вторичных ресурсов составляет лишь 3 %, хотя по расчетам специалистов, может быть доведена до 1/3 общего объема потребляемого сырья. Более полное использование вторичного сырья позволит преодолеть отставание нашей промышленности, которая сейчас на единицу продукции затрачивает в 2—2,5 раза больше материальных ресурсов, чем в более развитых в экономическом отношении странах.

Например, при производстве 1 т бумаги и картона использование макулатуры позволяет сэкономить 4,5 м3 древесины, 200 м3 воды и в 2 раза снизить затраты электроэнергии. Кроме того, в 2—3 раза снижается себестоимость продукции. Для изготовления того же количества бумаги требуется 15—16 взрослых деревьев.

Из 1 т шерстяных и полушерстяных отходов получают до 650 кг восстановленной шерсти, или 3 тыс. м2 ткани, из которой можно сшить 800 костюмов. Для получения такого количества шерсти нужно остричь 250 овец.

Целесообразно получение на специальных химических заводах вторичных полимеров, например, из 1 т полиэтилена получается 860 кг новых изделий. Тонна использованных полимеров экономит 5 т нефти.

В нашей промышленности применяются следующие безотходные и малоотходные технологии: использование металлолома после обработки на специализированных обогатительных предприятиях, использование доменных шлаков в производстве строительных материалов, использование боя стекла в производстве строительных материалов, вторичное использование после регенерации битумом старого асфальта при ремонте дорог, синтез аммиака по замкнутому циклу, получение серной кислоты из дымовых газов тепловых электростанций и предприятий цветной металлургии, использование сточных вод некоторых пищевых предприятий для орошения земельных угодий (стоки сахарных заводов, содержащие азот и фосфор и др.) и т.д.

У нас выпускаются специальные сортировочные машины, создаются специальные предприятия, извлекающие из отходов металл, макулатуру, дерево, после чего все эти материалы направляют раздельно на переработку. Например, древесные отходы (пришедшие в негодность мебель, ящики и т.п.) измельчают, добавляют связующее вещество, формуют и повторно используют в виде стенового материала и различных деталей при строительстве домов.

Одним из эффективных направлений безотходного производства, позволяющих уменьшить количество сжигаемого топлива, т.е. приносящих и экологическую и экономическую пользу, является вторичное использование энергетических ресурсов в системах теплоснабжения и вентиляции (выбросного пара, конденсата, нагретой воды, уходящей от печей и котлов, горячих газов). Большой интерес представляет их использование для обогрева теплиц, в частности, теплиц, располагаемых на крышах зданий.

Важное направление — снижение материалоемкости выпускаемой продукции, уменьшение или ликвидация отходов производства, предусматриваемые еще на стадии проектирования промышленных изделий (методы экодизайна (экологического дизайна), автоматизированный раскрой листового металла и изделий швейной промышленности и др.). Не менее важны — повышение стойкости металлов к коррозии и вообще повышение (или возможность неоднократного использования) срока эксплуатации изделий.

Экономически эффективно использование промышленных узлов и комплексов, т.е. нескольких предприятий различного профиля, расположенных на одной территории и обеспечивающих взаимную утилизацию отходов — замкнутые циклы (устройство оборотного водоснабжения, использование осадка сточных вод, вторичных энергоресурсов, компоста из переработанного мусора и т.д.). Например, отходы промышленных предприятий Запорожья были смешаны в небольшой камере (реакторе), в результате произошла взаимная нейтрализация отходов, а образовавшаяся газообразная среда оказалась по составу близкой к воздуху, жидкая часть продуктов напомнила морскую воду, осадок — глину.

Несмотря на принимаемые меры по развитию безотходного и малоотходного производства и потребления, на предприятиях остаются неиспользуемые отходы.

Все, что производится человечеством для удовлетворения его потребностей в виде продуктов питания, одежды, мебели, машин, т.е. все, что добывается, строится, выпускается промышленностью и выращивается сельским хозяйством, рано или поздно превращается в отходы. Часть этих отходов удаляется вместе со сточными водами, другая часть — в виде газов, паров и пыли попадает в атмосферу, но большая часть выбрасывается в виде твердых отходов.

Удаление промышленных твердых отходов, как правило, осуществляется самими предприятиями, которые вывозят их в специальные места захоронения (иногда отвалы) или на общие свалки бытовых отходов и городского мусора.

В подавляющем большинстве случаев твердые отходы удаляются вывозным путем пока еще в основном на так называемые неконтролируемые свалки — специально отведенные в пригородах отгороженные участки. Отходы на них разлагаются, часто загораются, в результате происходит загрязнение воздушной среды, иногда токсичными веществами, которые попадают с промышленными отходами. Кроме того, вредные вещества на неконтролируемых свалках вымываются дождем, талыми, поверхностными или грунтовыми водами и загрязняют водоемы.

В соответствии с законодательством о недрах, предоставление недр для захоронения вредных веществ и отходов производства, сброса сточных вод допускается только в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований и условий.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды вместо неконтролируемых свалок в Орле, Курске, Керчи и других городах успешно эксплуатируются полигоны для твердых отходов. Для них выбирается место в глинистом фунте, в котором можно складывать отходы 20—25 лет. Основание выбранной площади выполняют в виде огромного корыта глубиной около 1,5 м. Фильтрат (отходы) скапливается в нем, остается в пределах полигона и не загрязняет водоемы и подземные воды. Одна часть фильтрата испаряется с поверхности, другая проникает вглубь, где происходит медленный биотермический процесс с повышением температуры примерно до 30 °С.

В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и уплотняют бульдозером послойно до 2-метровой высоты. На следующие сутки отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. По мере загрузки полигона из разравниваемых слоев извлекают металлолом.

Для сокращения площади полигон загружают многослойно до высоты 60 м.

После полной загрузки и задернения поверхность полигона можно использовать для устройства парков, садов и т.д.

В ряде случаев требуется нейтрализация и обезвреживание твердых промышленных отходов (производство цветных металлов, искусственных волокон, соды, лаков, препаратов и др.). Специальные сооружения для этих целей могут находиться в ведении предприятия, дающего токсичные отходы, и располагаться на его территории.

Токсичные промышленные отходы складируют, перерабатывают и нейтрализуют также централизованно на полигонах и станциях переработки и нейтрализации. Специальные полигоны устраивает двух типов: для обезвреживания одного вида отходов только захоронением и химическим способом и комплексные. В последнем случае полигон разделяют на зоны приема и захоронения твердых и несгораемых отходов; приема и захоронения жидких химических отходов и осадков сточных вод, не подлежащих утилизации; захоронения особо вредных отходов, огневого уничтожения горючих отходов.

Захоронение токсических промышленных отходов производят в специальной таре, размещаемой в котлованах глубиной до 10—12 м (особо вредные отходы — в железобетонных резервуарах). Котлованы располагают в водонепроницаемых грунтах. Огневой метод ликвидации отходов позволяет сократить площади полигонов. Целесообразно сжигать осадок после механического обезвоживания на вакуум-фильтрах, центрифугах или фильтрах-прессах.

Радиоактивные отходы разделяют на жидкие и твердые. К жидким относят растворы неорганических веществ, пульпы фильтрующих материалов, органические жидкости (масла, растворители), к твердым — различные изделия, детали машин и механизмов, материалы, биологические объекты, отработавшие источники радионуклидов. Собирают их в местах образования отдельно от других отходов в специальные сборники, внутренние поверхности которых изготавливают из гладкого малосорбирующего материала. Мощность дозы излучения на расстоянии 1 м от сборника с радиоактивными отходами не должна превышать 10 мбэр/год. Автомашины и применяемые для транспортировки сменные сборники после каждого рейса дезактивируют.

Радиоактивные отходы вывозят на специальные пункты, на которых захоронение нерадиоактивных отходов запрещено.