Тема 26. Защита от отходов производства и потребления

В данном разделе используются следующие основные понятия:

Утилизация (от лат. – полезный) отходов – извлечение из них и хозяйственное использование различных полезных компонентов; утилизация промышленных отходов – их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобрения и т.п;

Реутилизация – повторная, иногда многократно- последовательная переработка образовавшихся ранее отходов;

Захоронение отходов – помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др. с целью исключения возможности их дальнейшего использования и предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду;

Детоксикация (обезвреживание) отходов – освобождение от вредных (токсичных) компонентов на специализированных установках.

В настоящее время и по масштабам накопления и по степени негативного воздействия на окружающую среду экологической проблемой века становятся опасные отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация – одна их главнейших задач ниженерной защиты окружающей природной среды. Важнейшей проблемой является защита среды обитания и от обычных, т.е. нетоксичных отходов. На урбанизированных территориях размещение отходов уже сейчас выходит на первое место по своей значимости среди экологических проблем. Решение этого вопроса регламентируется Законом РФ «Об охране окружающей среды» (2002) и Федеральным Законом «Об отходах производства и потребления» (1998).

Рассмотрим, как в настоящее время осуществляют защиту окружающей среды от твердых бытовых и промышленных, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов.

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

- строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

- сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;

- компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

- ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.);

- предварительна сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

- пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

По оценке ряда специалистов, на нынешней стадии развития производства, которое в целом характеризуется преобладанием ресурсопотребляющих технологий и огромным накоплением отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организационного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в основном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту такого полигона до 60 м и послойное его загружение с помощью бульдозеров, для чего устраивают пологий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с твердыми бытовыми отходами могут складироваться и промышленные отходы. Особое внимание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исключить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания – 50-100 лет.

Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэробным окислением вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты – например в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твердых бытовых отходов (ТБО) – сжигание их на мусоросжигательных заводах. На сегодняшний день в России работает небольшое число таких заводов (Москва -2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). На этих заводах спекание отходов происходит при t = 800-850 °С.

Вторая стадия газовой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более) (Национальный доклад…, 1991). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700 °С практически утилизируются все материалы и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу – это доменная печь.

К новейшим отечественным разработкам относится технология комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Технология предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов – стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др., для последующего их использования или ликвидации).

Термообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000°С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения.

Мусороперерабатывающий завод нового типа, работающий по данной комбинированной технологии, дает всего 15% отходов.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране и за рубежом основная масса бытовых отходов (ТБО) из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Складирование и захоронение производится в местах, определяемых решением органов местного самоуправления по согласованию (а потенциально опасных и особо токсичных отходов по разрешению) специально уполномоченных на то государственных органов в области охраны окружающей природной среды.

Основным направлением ликвидации и переработки твердых промышленных отходов (ТПО) является захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза и складирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.).

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимерными вяжущими и т.д.

Выбор земельных участков для захоронения производится с соблюдением «Санитарных правил в порядке накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов» и СНиП 2.01.28-85 «Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов». Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.

В случае особо токсичных промышленных отходов их захоронение производится на специальных полигонах в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобнавляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и выхода отходов.

Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирование, остекловывание, битумирование, сжигание в керамических камерах и последующее перемещение продуктов переработки в специальных хранилищах («могильники»).

На специальных комбинатах и пунктах захоронения радиоактивные отходы сжигают до минимальных размеров в прессовочной камере. Полученные брикеты помещают в пластиковые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хранилища («могильники»), врытые в землю на 5-10 м. По другой технологии – их сжигают, превращают в пепел (золу), упаковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Для утилизации жидких радиоактивных отходов используют методы остекловывания, битумирования и др. При остекловывании при температуре 1250-1600°С образуются гранулированные стекла, которые также заковываются в цемент и в бочки, а затем отправляют в хранилища. Однако, по мнению многих специалистов, долговечность бочек-контейнеров сомнительна.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) считает предпочтительным захоронение радиоактивных отходов в твердом и отвержденном виде, однако не исключает возможности захоронения и жидких отходов путем перевода их в геологические формации. Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различных геологических формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако этот метод не является экологически безопасным и ученые ищут другие, более приемлемые и надежные способы.