Проиышленные отходы

 Промышленные отходы – это отходы, образующиеся в процессе производства продукции или энергии, выполнения работ или оказания услуг, предназначаемых для реализации. 

 Существующие классификации отходов весьма разнообразны  и односторонни.

Различные подходы к классификации отходов базируются на следующих классификационных признаках: место образования отходов (отрасль промышленности); стадия производственного цикла; вид отхода; степень ущерба окружающей среде и здоровью человека; направление использования; эффективность использования; величина запаса и объемы образования; степень изученности и разработанности технологий утилизации.

 Все твердые промышленные  отходы можно разделить на  два вида: нетоксичные и токсичные. В своей основной массе твердые  отходы нетоксичны.

 Для определения классов  опасности токсичных отходов  и их перечня используются  следующие нормативные акты:

  1. Классификатор токсичных  отходов;

  2. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения  токсичных промышленных отходов (санитарные правила);

  3. Предельные количества токсичных  промышленных отходов, допускаемые  для складирования в накопителях (на полигонах) твердых бытовых  отходов (нормативный документ);

Токсичные отходы можно разбить на несколько групп, некоторые из которых представлены ниже:

  а) мышьяксодержащие неорганические  твердые отходы и шламы; ртутьсодержащие  отходы; циансодержащие сточные  воды и шламы; отходы, содержащие  свинец, цинк, кадмий, никель, сурьму, висмут, кобальт и их составления;

  б) отходы, содержащие металлоорганические токсичные соединения олова, галогенорганические и кремнийорганические соединения; отходы щелочных металлов, фосфорорганических соединений; шламы производства тетраэтилсвинца; использованные органические растворители (в соответствии с номенклатурой продукции, закрепленной за министерством); пестициды, пришедшие в негодность и запрещенные к применению;

  в) фосфорсодержащие и фторсодержащие  отходы и шламы; пестициды, пришедшие  в негодность и запрещенные  к применению;

  г) отходы гальванических производств;

  д) отходы нефтепереработки, нефтехимии  сланцехимической переработки; использованные  органические растворители;

  е) хромсодержащие отходы; шламы и сточные воды; отходы карбонилов железа и никеля.

 Классификация позволяет определить  пути дальнейшего движения отходов (утилизация на местах образования, передача другим предприятиям, вывоз на свалку, сброс в канализацию, сжигание и т.п.). На основе этой классификации разрабатываются схемы централизованного сбора, вывоза и переработки промышленных отходов для использования в качестве вторичного сырья и для предотвращения их отрицательного воздействия на окружающую среду.

  Утилизация промышленных отходов, или ресурсосберегающая технология - такая организация производства, при которой отходы сведены к минимуму и перерабатываются в реальные вторичные материальные ресурсы. При ресурсосберегающей технологии предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутым материальным и энергетическим потоками.Ресурсосберегающие технологии позволяют:

1. Снизить или предотвратить  размер ущерба, наносимого окружающей  среде выбросом отходов. Например, утилизация жидких и твердых  хлорсодержащих отходов металлургической  переработки титансодержащих концентратов  позволяет на 45 % снизить выброс  хлора в окружающую среду.

2. Уменьшить площади земель, занятых  отвалами, накопителями, свалками отходов.

3. Уменьшить загрязнение окружающей  среды от переработки первичного  сырья, "компенсирующего" неиспользование  вторичных материальных ресурсов, содержащихся в отходах, а также тепла, содержащегося во вторичных энергетических ресурсах (ВЭР).

Очень важна максимально полная утилизация полимерных отходов, поскольку она дает возможность не только уменьшить расход нефти и газа на их синтез, но и снижает нагрузку на окружающую среду, так как в атмосферных условиях полимеры разлагаются очень медленно.

Широкое применение во всех отраслях народного хозяйства ресурсосберегающих технологий должно стать решающим фактором улучшения природоохранной деятельности, обеспечивая максимально возможное предотвращение экологического ущерба.

Использование вторичных ресурсов вместе с положительными имеет и отрицательные стороны. Негативные последствия увеличения доли вторичного сырья и замены первичного сырья отходами, проявившиеся в ряде отраслей, свидетельствуют о том, что их применение должно быть оптимальным. С этим столкнулись при переходе на замкнутый пароводяной цикл в теплоэнергетике, в системах оборотного водоснабжения, в производстве картона и других.

В производстве картона замыкание цикла водоснабжения ухудшило качество продукции -- на картоне стали появляться "высолы" -- пятна от накопления в бумажной массе солей, что исключило его применение в таре для пищевых продуктов, уменьшило прочность коробок и т.д.

Использование отходов в пищевой промышленности привело к резкому снижению вкусовых качеств продукции.

Применение осадков сточных вод в качестве удобрений вызвало накопление фитотоксичных тяжелых металлов в почве, усилило накопление кадмия в растениях. Вследствие этого внесение таких осадков в почву рекомендовано делать не чаще одного раза в 5 лет и применять их лишь для удобрения лугов..

По мере увеличения доли вторичного сырья в материальных циклах идет накопление примесного вещества, например, в стали, выплавленной из металлолома, накапливаются медь, цинк, кобальт-60. В целлюлозной массе за счет макулатуры уменьшается доля

длинного волокна, что постепенно приводит к снижению прочностных свойств бумаги.

Кроме того, необходимо учитывать расходы энергии на утилизацию материалов. Если увеличение степени утилизации отходов в 2 раза (с 25 до 50 %) требует роста затрат энергии в 2,5 раза, то для такого же увеличения степени утилизации, но с 50 до 75 % необходимо уже затратить энергии в 5 раз больше.

 Рассмотрим плазменный способ  утилизации промышленных отходов.

Плазмохимическую технологию используют для переработки высокотоксичных жидких и газообразных отходов. При этом происходит не только обезвреживание опасных отходов, но и производство ценных товарных продуктов. 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%.

Высокие затраты энергии и сложность проблем, связанных с плазмохимической технологией, предопределяют ее применение для ликвидации только тех отходов, огневое обезвреживание которых не удовлетворяет экологическим требованиям.

Перспективно применение плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде с целью получения ценных товарных продуктов. Например в России разработана технология пиролиза жидких хлорорганических отходов в низкотемпературной восстановительной плазме, позволяющая получать ацетилен, этилен, хлористый водород и продукты на их основе.

Плазменный агрегат состоит из : 1 - плазмотрон; 2 - плазмохимический реактор;  3 -закалочное устройство; 4- источник электропитания.

Плазмообразующий газ (водород, азотоводородная смесь и др.) нагревается электрической дугой в плазмотроне (1) до 4000-5000 °С. Образующаяся низкотемпературная плазма из сопла плазмотрона поступает в плазмохимический реактор (2), куда форсунками впрыскиваются хлорорганические отходы. При смешивании отходов с плазмой происходит их испарение, термическое разложение (пиролиз) с получением олефиновых углеводородов, хлористого водорода и технического углерода (сажи). Пиролизный газ подвергают скоростной закалке в закалочном устройстве (3), а затем охлаждают и очищают от сажи. Очищенный газ используется при синтезе хлорорганических продуктов. Процесс является замкнутым, безотходным и рентабельным. Себестоимость получаемых продуктов является сравнительно низкой за счет использования неутилизируемых отходов.

Представляет интерес использование плазменной технологии для утилизации фреонов, являющихся озоноразрушающими веществами и представляющих серьезную опасность для озонового слоя Земли.

Для плазмохимического разрушения фреонов целесообразно в качестве плазмообразующего газа использовать водород. В этом случае в результате взаимодействия плазмы с фреонами будут образовываться кислые газы HC1 и HF, а также хлор, фтор и диоксид углерода. Абсорбцию кислых газов необходимо проводить в скруббере с получением товарных продуктов - соляной и плавиковой кислот. Удаление галогенов может быть осуществлено с помощью щелочи.

 

Одним из способов обезвреживания и переработки отходов является их сжигание. Во многих случаях он является единственно возможным способом обезвреживания промышленных и бытовых отходов. Способ применяется для утилизации отходов в любом физическом состоянии: жидких, твердых, газообразных и пастообразных. Наряду с сжиганием горючих отходов огневую обработку используют и для утилизации негорючих отходов. В этом случае отходы подвергают воздействию высокотемпературных (более 1000 °С) продуктов сгорания топлива.

Сжиганием называется контролируемый процесс окисления твердых, жидких или газообразных горючих отходов. При горении образуются диоксид углерода, вода и зола. Сера и азот, содержащиеся в отходах, образуют при сжигании различные оксиды, а хлор восстанавливается до HCl. Помимо упомянутых газообразных продуктов при сжигании отходов образуются и твердые частицы - металлы, стекло, шлаки и др., которые требуют дальнейшей утилизации или захоронения.

Этот способ характеризуется высокой санитарно-гигиенической эффективностью. Область применения огневого способа и номенклатура отходов, подлежащих огневому обезвреживанию, постоянно расширяются. К ним относятся отходы хлорорганических производств, основного органического синтеза, производства пластических масс, резины и синтетических волокон, нефтеперерабатывающей промышленности, лесохимии, химико-фармацевтической и микробиологической промышленности, машиностроения, радиотехнической и приборостроительной промышленности, целлюлозно-бумажного производства и многих других отраслей промышленности.

Способом сжигания можно обезвреживать и такие сложные с точки зрения утилизации отходы, как смесь органических и неорганических продуктов, а также          галогенорганические отходы.

Сжигание производят в печах различной конструкции, основным элементом которых является колосниковая решетка, на которой собственно и протекает процесс. Пространство внутри печи разделено на несколько зон, где последовательно протекают процессы, в результате которых происходит сжигание отходов.

Процесс сжигания состоит из пяти стадий, которые, как правило, протекают последовательно, но могут проходить и одновременно. Это - сушка, газификация, воспламенение, горение и дожигание.

 

В зоне сушки влага, содержащаяся в отходах, превращается в пар. Общая потребность в энергии на этой стадии состоит из двух составляющих: энергии, необходимой для повышения температуры до 100 °С при атмосферном давлении (для подъема температуры воды с 20 до 100 °С необходимо 334 кДж/кг), и энергии, необходимой для превращения воды в пар (2260 кДж/кг). Температура других компонентов отходов не может превышать 100 °С до тех пор, пока вода не превратится в пар.

На следующей стадии в зоне газификации происходит превращение горючих веществ в летучие компоненты.

Летучие газы, проходя по топке, попадают в зону воспламенения и загораются при 250 °С. Распространение горения увеличивается при росте плотности и объема газового потока. После воспламенения летучие компоненты сгорают, причем дополнительный подвод тепла уже не требуется. Важно, чтобы "постель" (слой) сжигаемого материала была равномерной и имела нужную высоту. Учитывая, что отходы обычно засыпают в устройство для сжигания слоями высотой 100-120 см и что их объем сразу же уменьшается, нужно так проводить засыпку, чтобы всегда обеспечивалась равномерная плотность и необходимая высота слоя отходов, предназначенных для сжигания.

В зоне сгорания повышается температура отходов. Для полного их сгорания и охлаждения колосников в этой зоне необходим подвод достаточного количества воздуха, причем необходимо, чтобы отходы долго находились в зоне высоких температур. Если утилизируются сырые необработанные отходы, то период их полного сгорания составляет не менее 3 ч.

В зоне дожигания происходит охлаждение раскаленного шлака воздухом или водой до 250-350 °С.

Промышленные отходы перед сжиганием должны пройти ряд подготовительных операций: дробление, гомогенизацию, дегидратацию и др.

 

  Количество и разнообразие  токсичных промышленных отходов  в настоящее время так велико, что обезвреживание этих отходов  на самих предприятиях экономически  нецелесообразно. Все эти отходы  из-за химических и физических свойств не могут быть обезврежены и уничтожены с соблюдением мер безопасности и охраны окружающей среды совместно с бытовыми отходами методом сжигания или складирования на полигонах, поэтому появилась необходимость создания региональных полигонов по обезвреживанию и захоронению неутилизируемых токсичных промышленных отходов.

Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов. Количество и мощность полигонов для каждого региона обосновывается технико-экономическими расчетами.

При организации полигонов для захоронения отходов важное значение имеют:

-правильный выбор площадки;

-создание необходимых инженерных  сооружений;

-порядок заполнения полигона  отходами;

-глубина предварительной обработки  отходов;

-проведение мониторинга окружающей  среды;

-контроль за образованием, сбором  и транспортировкой биогаза;

-контроль за образованием, сбором  и удалением фильтрата.

В составе полигона следует предусматривать:

1) завод по обезвреживанию токсичных  промышленных отходов;

2) участок захоронения токсичных  промышленных отходов;

3) гараж специализированного автотранспорта, предназначенного для перевозки  токсичных промышленных отходов.

 

Завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов с целью их обезвреживания или понижения токсичности (класса опасности), перевода их в нерастворимые формы обезвоживания и сокращения объема отходов, подлежащих захоронению.

Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных карт (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.

В соответствии с современными требованиями захоронение отходов должно быть оборудовано следующими отдельными инженерными сооружениями:

1) уплотненным основанием из  минеральных слоев в комбинации с искусственными материалами;

2) проездами;

3) сооружениями по сбору просачивающейся  воды и ее очистке;

4) сооружениями по сбору и  утилизации вьщеляющегося газа;

5) сооружениями по защите ландшафта  с помощью рекультивации земель.

 

Полигоны размещают в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.

Полигон может располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов.

Место захоронения должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей и быть связано с ними дорогой хорошего качества.

Дефицит площади для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.

Полигоны размещаются на участках со слабо фильтрующими грунтами (глина, суглинок, сланцы и т. д.), имеющими коэффициент фильтрации не более 0,00001 см/с. Уровень фунтовых вод при их наибольшем подъеме должен составлять не менее 2 м от нижнего уровня захороняемых отходов (как правило, заглубленного на 7--15 м).

Главными конструктивными элементами участка захоронения отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.

Захоронение должно быть оборудовано надежной системой сбора и удаления фильтрата. Для обеспечения хорошего дренажа на все основание хранилища поверх герметизирующего покрытия укладывают высокопористый слой какого-либо материала, например щебня.

Приему на полигон не подлежат следующие виды отходов:

1) отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов или других веществ (отсутствие методов утилизации и переработки отходов в каждом конкретном случае должно быть подтверждено соответствующими министерствами);

2) радиоактивные отходы;

3) нефтепродукты, подлежащие регенерации

Существуют два основных типа захоронения: наземное и подземное.

Подземные захоронения - шахты, пустоты, скважины, старые нефтяные поля и другие выработки - используются в основном для размещения опасных и радиоактивных отходов.

Наземные захоронения различных видов используют для размещения бытового и строительного мусора, а также промышленных отходов с точно учтенным небольшим содержанием токсичных компонентов.

 Виды наземных захоронений отходов:

A - отвальный тип захоронения; Б -захоронение на склонах; В - захоронение  в котлованах; Г - захоронение в  подземном бункере.

Захоронения отвального типа имеют следующие преимущества:

-основание захоронения расположено  на земной поверхности;

-имеется хорошая возможность контроля за уплотнением размещаемого материала;

-отвод вод происходит без  использования насосов;

-имеется хороший контроль за  состоянием дренажных систем.

Недостатки захоронений отвального типа :

-сложность оценки устойчивости  откосов, особенно при большой высоте захоронения;

-высокие сдвиговые напряжениях  на основании откосов;

-необходимость использования специальных  строительных конструкций для  повышения --устойчивость захоронения;

-создание эстетической нагрузки на ландшафт.

Захоронения на склонах в отличие от рассмотренных захоронений отвального типа требуют дополнительной защиты тела захоронения от сползания и от смыва водой, стекающей по склону. Защита осуществляется с помощью строительных конструкций.

Захоронение в котлованах в меньшей степени влияет на ландшафт и не создает опасности, связанной с устойчивостью. Однако оно требует отвода вод с помощью насосов, так как основание расположено ниже поверхности земли. Такое захоронение создает дополнительные трудности для гидроизоляции боковых склонов и основания захоронения отходов, а также требует постоянного контроля за дренажными системами.

Захоронения в подземных бункерах по всем параметрам более удобны и экологически чисты, однако из-за больших капитальных затрат на их сооружение они могут использоваться только для удаления небольших количеств отходов.

Укладка отходов должна осуществляться слоями толщиной не более 2 м при обязательном уплотнении, обеспечивающем наибольшую компактность и отсутствие пустот, что особенно важно при захоронении крупногабаритных отходов.

Уплотнение отходов при захоронении необходимо не только для максимального использования свободного пространства, но и для исключения проблем, связанных с последующим оседанием тела захоронения. Кроме того, рыхлое тело захоронения, имеющее плотность ниже 0,6 т/м3, усложняет контроль за фильтратом, так как в теле неизбежно возникает множество каналов, затрудняющих его сбор и удаление.

Степень компактирования отходов зависит от используемого оборудования, природы отходов и способа их размещения. Для компактирования отходов применяют обычные дорожные машины, такие как бульдозеры на гусеничном ходу, а также специальные тяжелые компакторы со стальными зубчатыми колесами. Использование компакторов позволяет уплотнять тело захоронения до 0,7--0,8 т/м3.

Послойное перекрытие всего основания небольшими слоями отходов равномерной толщины более целесообразно, чем укладка отходов на всю высоту захоронения, но на отдельных участках.

Однако иногда, прежде всего по экономическим соображениям, заполнение хранилища производят посекционно. Основными причинами секционного заполнения являются: необходимость разделения различных типов отходов в пределах одного полигона, а также стремление к уменьшению площадей, на которых образуется фильтрат.

При оценке устойчивости тела захоронения следует различать внешнюю и внутреннюю устойчивость. Под внутренней устойчивостью понимают состояние самого тела захоронения (устойчивость бортов, устойчивость к вспучиванию); под внешней устойчивостью понимают устойчивость основания захоронения (оседание, раздавливание). Недостаточная устойчивость может повредить дренажную систему и гидроизоляцию.

Оседание может явиться следствием следующих причин: » вытеснения воды из влажных отходов; » увеличения объема пустот вследствие истечения биогазов, образующихся в результате микробиологических процессов; « дробления отходов за счет механических нагрузок. Некоторые специалисты считают, что уложенный слой отходов после компактирования должен ежедневно пересыпаться грунтом, что позволяет снизить опасность переноса инфекций грызунами и птицами, а также исключить загрязнение местности при ветреной погоде. При больших площадях полигона это не всегда выполняется из-за технических и экономических трудностей. Более выгодным является использование для временного укрытия тела захоронения полимерных пленок, синтетических разрушающихся пен и других материалов.

После завершения захоронения его необходимо гидроизолировать сверху и провести рекультивацию земель. Такие захоронения должны быть защищены от дальнейшего проникновения осадков и вод просачивания. Делается это не сразу после завершения захоронения, а после окончания биологических процессов в теле захоронения и полного прекращения выделения газов. В противном случае закрытое захоронение может превратиться в бомбу замедленного действия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

  1.Санитарные правила и нормы 2.1.7.12-42-2005 « Гигиенические требования к накоплению, транспортированию и захоронению токсических промышленных отходов»  

2. Б.Б. Бобович Транспортирование, сжигание и захоронение отходов: Учебное пособие. М-во общ и проф образования РФ, Моск. гос. индустр. университет, 1998.

3. П.П. Пальгунов «Утилизация промышленных отходов». М.:1990.

4. Кукуева Т.И. Утилизация промышленных и бытовых отходов. Томск, 1992.

5. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Москва, 1990.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Министерство Здравоохранения Республики Беларусь

                                  

Белорусский Государственный  Медицинский Университет

                                    

 

Кафедра гигиены труда

Курс коммунальной гигиены

Зав. кафедрой: доцент И.П. Семёнов

 

 

                                                         

 

 

 

 

 Реферат

                                 

«Утилизация, обезвреживание и захоронение токсических промышленных отходов »                          

                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка медико-профилактического

факультета группы № 677 Бурачевская Ольга Аркадьевна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2009