Eng Ru
Отправить письмо

Особенности утилизации промышленных и бытовых отходов. Современные способы переработки промышленных и бытовых отходов


Методы утилизации отходов: рекуперация, современные технологии

Содержание статьи

Человечество всерьез столкнулось с проблемой уничтожения отходов, поэтому во всем мире разрабатываются все более совершенные методы утилизации отходов.

«Рециклинг» — сейчас такое модное иностранное слово. К сожалению, оно пока не набрало в нашей стране желаемой популярности. В развитых странах ресурсосбережение – важная мотивация для осуществления вторичной переработки мусора.

Специальные свалки и инженерные полигоны для захоронения отходов имеют ограниченную площадь, кроме того они занимают полезные земли и наносят вред экологии вокруг себя. Проблему не решает и удаление отработок на мусоросжигательных заводах. Они позволяют уменьшить объемы отходов, но причиняют окружающему пространству не меньший вред, отравляя воздух токсичными газами.

Последние усилия ученых направлены на разработку новых схем для утилизации отходов, и, чтобы внедрить новые технологии переработки по видам, классу опасности и источнику происхождения. Такой подход наиболее эффективен с точки зрения охраны окружающей среды и рационального потребления исчерпаемых природных ресурсов. Важность грамотной переработки мусора имеет еще и экономическую составляющую – он содержит полезные компоненты, вторичное производство которых намного дешевле, чем первичная добыча и переработка.

Полигон ТБО

Классификация мусора

Виды отходов по источнику происхождения

  • Бытовые
  • Органического происхождения
  • Промышленного производства
  • Медицинские
  • Радиоактивный мусор

Виды отходов по агрегатному состоянию

  • Твердые
  • Жидкие
  • Газы
  • Пасты
  • Гели
  • Суспензии
  • Эмульсии
  • Сыпучие

Всего существует 5 классов опасности отходов:

  • Отработки, которые относятся к первому классу опасности, представляют угрозу всему живому на земле. Даже в малых количествах они могут привести к смерти, инвалидности, рождению больного потомства. Такие вещества, как ртуть, полоний, плутоний, свинец могут вызвать серьезную экологическую катастрофу.
  • Второй и третий класс опасности объединяет мусор, который может вызвать нарушение экологического равновесия, причем на его восстановление понадобятся десятилетия. В их число входят хром, цинк, соединения фосфора и хлора, мышьяк.
  • Малоопасные вещества четвертого класса опасности также воздействует на организм человека и живых существ. Экосистема после их воздействия восстанавливается в течение 3 лет.
  • Есть пятый класс – безопасный для экологии мусор, но даже он в больших количествах способен нанести урон окружающему пространству.

Разнообразие отработок ведет к необходимости создания прогрессивных методов первичной сортировки мусора.

Линия по сортировке мусора по видам

Способы переработки бытовых отходов

Самую существенную часть мусора на земле составляют ТБО. Их источником являются жилые районы и объекты социальной сферы. С ростом населения планеты растут и объемы ТБО. В настоящее время действуют такие виды утилизации, как:

  • Захоронение на полигонах
  • Естественное разложение в природной среде
  • Термическая переработка
  • Выделение полезных компонентов и вторичная переработка

Вывоз

Захоронение

Смотря на все существующие способы утилизации отходов, захоронение наиболее распространенный способ. Он подходит, только для мусора, который не подвержен самовозгоранию. Обычные свалки уступают место полигонам, оснащенных системой инженерных сооружений, которые препятствуют заражению наземных и подземных вод, атмосферного воздуха, сельскохозяйственных земель. В развитых странах на полигонах устанавливают улавливатели газа, образующегося в процессе разложения. Его используют для получения электроэнергии, отопления помещений и нагрева воды. В России, к сожалению, существует очень малое число инженерных полигонов для утилизации.

Большую часть отработок составляют различные органические остатки, они быстро перегнивают в естественной среде. Во многих странах мира бытовой мусор сортируют на фракции, их органическую часть компостируют и получают ценное удобрение. В России принято компостировать неразделенный поток ТБО, поэтому использовать перегнившую органику в качестве удобрения невозможно.

Пиролизная печь

Термическая переработка

Под термической переработкой подразумеваются следующие способы:

  • Сжигание
  • Пиролиз на низких температурах горения
  • Плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз)

Процесс термической переработки позволяет полностью уничтожить вредные компоненты, в разы снизить их количество в захоронениях, преобразовывать энергию горения в энергию тепла и электричества.

Простое сжигание мусора – дешевый способ утилизации. В этой сфере практикуются проверенные методы переработки отходов, выпускается серийное оборудование, высокий уровень автоматизации ставит процесс на беспрерывный поток. Однако при сжигании образуется большое число вредных газов, обладающих токсичными и канцерогенными свойствами. Постепенно мир переходит на пиролиз.

Самым эффективным является высокотемпературный пиролиз – плазменная обработка. Ее достоинства:

  • Отсутствие необходимости сортировать остатки
  • Получение пара и электроэнергии
  • Получение жидкого остатка — пиролизного масла
  • Получение на выходе безвредного остеклованного шлака, который можно использовать во вторичном производстве.
  • Экологическая безопасность для окружающей среды и здоровья людей

Плазменные способы утилизации отходов избавляют от необходимости создавать новые свалки и полигоны, а экономическая польза выражается в миллионной прибыли.

В последние годы начала активно развиваться рекуперация отходов, т.е. вторичная переработка. В мусоре содержится много полезных компонентов, которые можно многократно использовать для синтеза новых материалов и выпуска различных товаров.

Из отходов отсортировывают:

  • Черные, цветные и драгоценные металлы
  • Бой стекла
  • Бумага и картон
  • Полимерная тара
  • Резина
  • Остатки древесины
  • Остатки пищи, продукты, с вышедшими сроками годности

Развитие вторичной переработки в России тормозится отсутствием налаженной системы сортировки отходов. В развитых странах во дворах установлены контейнеры для разных видов бытового мусора, с детства воспитывается культура обращения с отходами. В нашей стране есть пункты приема металлов, бумаги, полимерных изделий, но они не могут серьезно стимулировать открытие новых производств по вторичной переработке. Также желателен постепенный переход на малоотходные и ресурсосберегающие производства.

Компостирование органических отходов

Утилизация промышленных отходов

К промышленным отходам относят:

  • Остатки сырья и материалов, которые используются в производстве
  • Побочные продукты производства – мусор, жидкости, газы
  • Некондиционная и бракованная продукция
  • Вышедшие из эксплуатации механизмы и оборудование

Теоретически любой полезный компонент из отходов производства можно использовать вторично. Вопрос упирается в наличие эффективных технологий и экономическую целесообразность переработки. Вот поэтому среди промышленных отходов выделяют вторичное сырье и безвозвратные отходы. В зависимости от категории применяются разные технологии переработки отходов.

Безвозвратные отходы, где нет полезных компонентов, подвергают захоронению на полигонах и сжиганию. Перед захоронением промышленный мусор, в котором присутствуют токсичные, химически активные и радиационные вещества, подлежит обезвреживанию. Для этого используют специально оборудованные накопители.

Централизованному сбору и обезвреживанию подлежат:

  • Токсичные отходы, содержащие ртуть, мышьяк, свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму
  • Отходы гальванического производства
  • Органические лаки, краски, растворители
  • Нефтепродукты
  • Ртутьсодержащие отходы
  • Отходы, которые имеют в составе радиационные компоненты

Накопители размещают на открытых площадках или в подземных сооружениях на территории предприятий или за его пределами. Для твердых отходов строят хвосто- и шламонакопители, устраивают отвалы и терриконы для пустых пород, золы, шлаков. Жидкие отходы размещают в прудах, отстойниках и могильниках. После обезвреживания опасные промышленные отходы хоронят на отдельных санкционированных полигонах.

Все промышленные предприятия включены в список природопользователей. В связи с этим они должны соблюдать требования, правила и нормы обращения с отходами, а также технику безопасности, чтобы не нанести вред экологии.

Государство старается стимулировать производителей на внедрение малоотходных технологий и преобразование мусора во вторичное сырье. Пока в России это направление развивается слабо.

Основные способы вторичной переработки промышленного мусора:

  1. Сепарация черных и цветных металлов, промышленных сплавов, типа победита с целью вторичной переплавки.
  2. Процесс изготовления из полимерных отходов гранулята, который используется в производстве того же вида полимеров или материалов с другими свойствами.
  3. Крошение резины для использования в качестве наполнителей, производства строительных материалов.
  4. Использование древесных отходов и стружки для производства отделочных плит и бумаги.
  5. Получение из горючих отходов энергии электрического тока и тепла.

Проблема утилизации промышленного мусора очень актуальна для России, где развиты добывающие отрасли промышленности, металлургия, нефтехимия, образующие большой объем мусора и побочных продуктов.

Атомная электростанция

Методы утилизации медицинских отходов

Медицинские отходы – особая категория. Их образуют учреждения медицины, аптеки, фармакологические заводы. Примерно на 80 % состоит из обыкновенного бытового мусора, но вот остальная часть способна причинить вред жизни и здоровью многих людей.

К числу опасных медицинских отходов относятся:

  • Все предметы, которые находились в контакте с больными опасными и особо опасными заболеваниями.
  • Остатки лекарственных средств, дезинфицирующих жидкостей.
  • Остатки оборудования, в котором используются соли ртути и радиоактивные элементы.
  • Органические отходы – биоматериал из патолого — анатомических отделений, операционных, иммуноглобулины, вакцины.

В последние десятилетия мир перешел на использование одноразовых медицинских инструментов, изготовленных из металла и разных видов пластика. После обеззараживания их можно отправлять во вторичную переработку после сортировки. Такое разумное использование сырья поможет сохранить значительную часть ресурсов и удешевит производство одноразового инструмента и предметов ухода за больными.

Использованные медицинские отходы

Проблемы утилизации и переработки отходов в России

К основным проблемам утилизации мусора в нашей стране относятся:

  • Наличие множества несанкционированных свалок.
  • Комбинированные отходы, к примеру, ртутные лампы можно утилизировать как стекло – по низшему классу опасности.
  • Помещение на свалку самовозгараемых отходов.
  • Современные методы утилизации отходов на мусороперерабатывающих заводах слишком дорогие, на полигонах утилизируют значительно дешевле.
  • Слабость законодательной базы и экономического стимулирования предприятий по вторичной переработке. Эталоном является утилизация отходов на предприятии.
  • Отсутствие инфраструктуры и налаженного процесса сортировки отходов.

Необходимость сохранения здоровой экологической среды заставит государственные структуры перенимать опыт развитых стран. Они столкнутся с необходимостью эффективно решать проблемы утилизации и переработки отходов разных категорий, а также переходить на экологически чистые технологии производства.

Рекомендуем к прочтению:

vtorothodi.ru

О современных способах переработки мусора

В условиях современного роста промышленности и населения городов проблема утилизации мусора становится все актуальнее. Мусорных свалок ограничено и их не хватает. Кроме того, они оказывают негативное влияние на экологию, которая и так страдает от загазованности и выбросов от больших предприятий. Поэтому требуется строительство мусороперерабатывающих заводов вдали от населенных пунктов, а также применения современных способов получения вторсырья и утилизации.

Естественная переработка мусора

В прошлом веке была популярна переработка бытовых отходов путем его компостирования. Для этого вырывали котлованы и сбрасывали туда отходы органического происхождения и присыпали землёй. В ходе процессов гниения и разложения со временем образовывались органические удобрения. Не так давно этот метод был усовершенствован: стали выпускать специальные подогреваемые герметичные установки. При подогреве органические отходы разлагаются быстрее, в результате чего образуется биогаз (метан), который стали применять для производства биотоплива.

Крупные фирмы стали изготавливать мобильные станции, которые способны обеспечить переработкой частные фермерских хозяйства и небольшие села. Для больших городов могли бы использоваться аналогичные по принципу работы крупные заводы, но они невыгодны, поскольку требуется достаточно много времени на разложение, а полученные удобрения куда-то нужно девать. Кроме того, такие установки не способны переработать другие виды отходов, которые будут накапливаться. К ним относятся строительные отходы, пластиковые и полиэтиленовые изделия и т.п. Выходом бы стало строительство специализированных заводов, но это экономически невыгодно.

Переработка мусора путем термического воздействия

Термическая переработка представляет собой сжигание твердых бытовых отходов с целью уменьшения объема органических веществ, обезвреживания и последующей утилизации или захоронения. При этом в результате горения снижаются исходные объемы в несколько раз, уничтожаются все бактерии, а высвободившаяся энергия может использоваться для нагрева воды в отопительных системах или производства электроэнергии. Обычно такие заводы находятся вблизи крупных свалок, куда организован вывоз мусора со всего города и есть возможность захоронить отходы от переработки на полигонах.

Сжигание бывает прямое и пиролизное. При прямом сжигании получается только тепловая энергия, а при пиролизе образуются два вида топлива: газовое и жидкостное. Оба метода имеют существенный недостаток – вредные вещества при горении выделяются в атмосферу, что наносит существенный вред экологии. Даже установка фильтров для задержки твердых летучих веществ ситуацию в лучшую сторону кардинально не меняет.

Плазменная переработка отходов

Плазменная переработка в настоящее время является самым современным способом уничтожения мусора. Суть процесса заключается в следующем:

  • Мусор измельчается, прессуется и при необходимости просушивается для получения гранулированной структуры;
  • Гранулы помещаются в специальный реактор, где при помощи плазменной струи им передается необходимое количество энергии, и они переходят в газообразное состояние.

Чтобы предотвратить горение в камеру запускается окислитель. В итоге получается газ, аналогичный природному, но с меньшим содержанием энергии. Его собирают в большие герметичные ёмкости для последующей переработки и использования в качестве топлива для дизель-генераторов, котлов, и газовых турбин.

Такой способ уничтожения мусора давно используется в США и Канаде. Они научились не только перерабатывать отходы, а и эффективно использовать побочный продукт – газ как топливо. Для этого на западе уже созданы все условия, но на постсоветском пространстве новая технология не получила распространения вследствие дорогостоящего оборудования и высоких требований к квалификации обслуживающего персонала.

Заключение

Новые технологии по переработке мусора требуют финансовых вливаний и заинтересованности на государственном уровне. Но пока существуют заводы с устаревшим оборудованием, и они справляются с объемами, строить современный завод никто не будет, или же пока не наступит экологическая катастрофа.

www.stroyservice.ru

Утилизация и переработка бытовых и промышленных отходов — утилизация мусора: методы, оборудование

Переработка мусора — один из способов его утилизации. Самый перспективный и рациональный. Меж тем активно используются и обезвреживание и захоронение и сжигание (пусть и в силу экономии на утилизации, а так же ввиду самих отходов).

Все отходы делятся на 5 классов опасности. 1 класс – самый вредный. Для получения права на работу с отходами необходимо получить лицензию. Основные классические методы утилизации мусора: сжигание и захоронение. Мы отдельно выделяем переработку, как наиболее интересный и перспективный способ утилизации отходов.

Утилизация бытовых отходов — способы

Захоронение бытовых отходовПроизводится на специальных полигонах (специально оборудованные площадки). Существуют различные технологии укладки мусора, чаще всего производят утрамбовку бульдозером. Среди продвинутых технологий – сортировка мусора (выбирают чёрные и цветные металлы, пластик и т.д.), уплотнение мусора с помощью промышленных прессов. Мусор формируется в брикеты и закапывается в землю. В последующем возможна добыча «био-газа» (в основном при разложении органики выделяется метан – горючий газ).

Самый распространенный способ для утилизации множества отходов. Применяется для несгораемых отходов, а также выделяющих опасные вещества и газы при процессе горения.

Полигоны для утилизации ТБО, в большинстве случаев, используют защитные системы для предотвращения загрязнения и мониторинга состояния воздуха, почвы и грунтовых вод.

Из всех способов, этот наименее затратный, но не смотря на многочисленные защитные системы, имеет серьезный недостаток — полностью избавиться от загрязнения воздуха, почвы и воды невозможно.

Разновидность: компостирование отходов.Способ утилизации органических веществ и их производных с помощью естественного процесса — разложения. Заводов специализирующихся на этом виде переработки не много. В основном, этот способ используют в частных домовладениях. Это всем известная компостная яма. Результатом утилизации данным способом, является компост применяемый для удобрения почвы.

Конвейер по сортировке мусора.

Прежде чем сжигать или захоронить — целесообразно отсортировать мусор. Частично этот процесс можно автоматизировать с помощью конвейера.

Сжигание бытовых отходовПроизводится на специальных мусоросжигательных заводах. Предварительно производится частичная сортировка – с помощью электромагнитов извлекается металл и т.д. Применяется принудительный поддув воздуха и/или кислорода, сложные очистные сооружения грубой и тонкой очистки.

Разновидность: плазменная переработка.Переработка с помощью высоких температур. Органические отходы, под воздействием температуры до 5000 °C, превращаются в безопасный для живых существ газ и растворяются в воздухе, а неорганические в легкий стеклообразный шлак. Это способ является весьма эффективным, так как позволяет не только полностью утилизировать мусор, но и получить пользу от выделяемого в процессе утилизации тепла, дает возможность получать электроэнергию, а произведенный шлак используется в строительстве.

Утилизация промышленных отходов — способы

ОбезвреживаниеРазличные приёмы и способы, позволяющие снизить опасность отхода для окружающей среды. Пример – измельчение отработанных ртутных ламп и обработка их раствором перманганата калия или хлорного железа. Обезвреживают медицинские и биологические отходы, градусники. После обезвреживания отход может быть захоронен. Применяют так же для щелочей, кислот.

ЗахоронениеПрименяется для отходов 4-5 классов опасности. Примеры – вскрышная порода от горных выработок, отходы перерабатывающей промышленности и т.д. Захоронение происходит на специальных полигонах.ИспользованиеМногие виды промышленных отходов подлежат дальнейшему использованию. Например, золошлаковые отходы применяются в дорожном строительстве, вскрышная порода – в закладке выработанного пространства (шахты), отработанные масла могут использоваться для смазки механизмов, и т.д.

СжиганиеСпособ используется, как правило, для отходов 3-4 класса опасности (промасленная ветошь и опилки, отходы деревообрабатывающей промышленности и т.д.). К оборудованию по сжиганию предъявляются достаточно жёсткие требования – высота трубы, принудительный поддув, и т.д. Должен быть разработан проект с рассчитанными концентрациями вредных веществ при работе установки.

Дополнительно: очистка газов.

Переработка отходов

Переработка — развивающийся и самый перспективный метод утилизации отходов как промышленных, так и бытовых. Перерабатываются сотни видов отходов. К примеру:

  • Отработанные автомобильные шины с помощью дробилки измельчают в крошку, затем в специальных реакторах при температуре 4500 С производят резиновые покрытия, декоративную мульчу и др. Резину перерабатывают и в топливо.
  • Лампы — в основном в использовании ртутьсодержащие лампы, поэтому они требуют особенной переработки.
  • О переработке и утилизации строительных отходов, утилизация песка.
  • Утилизация ветоши + переработка нетканых материалов.
  • Бумажные отходы: в гидроразбавителях распускают на волокна, путём фильтрации, осаждения, термомеханической обработки очищают от примесей. Затем происходит обесцвечивание и формирование бумажной массы. Путем повторного использования изготавливают картон, туалетную бумагу, топливные брикеты и т.д. Отдельная процедура предусмотрена для утилизации официальных документов.
  • Отработанные масла (моторное, гидравлическое, компрессионное, и т.д.) — очищают и регенерируют с помощью промышленных установок. Возможно получение как масла, так и дизельного топлива. Впрочем, отработанное мало используют и в специальных печах для отопления + утилизация фильтров.
  • Отходы металлов собираются, сортируются (крупные детали режутся и прессуются) и путём переплавки снова попадают в производство.
  • Отработанные аккумуляторы: сначала разрезают корпус, затем сливают электролит. Путём расплавления разделяют металл и пластик, с дальнейшим использованием компонентов.
  • Переработка полимеров, пластиковые отходы — перерабатываются в гранулы, которые используются в дальнейшем производстве (пластиковые бутылки, плёнка).
Переработка пластика.

Работа в цеху по переработке пластика. Идёт ручная сортировка: привезены горы пластиковых бутылок и сортировщики вручную делят их, снимают крышки.

Далее: мини заводы по переработке мусора и оборудование для переработки мусора.

Оборудование для утилизации мусора

Утилизация мусора, который не подлежит переработке и дальнейшему использованию, происходит различными способами.

Оборудование для сжигания отходов

Сжигание производится в специальных печах, которые бывают нескольких видов.

Для сжигания твердых бытовых отходов используются установки ТБО, для отходов сельского хозяйства, например, шелухи семечек подсолнечника, — котлы-утилизаторы.

В медицине применяют небольшой аппарат – сжигатель игл. Его используют для того, чтоб использованные шприцы не применялись повторно. Такой сжигатель работает от электрической сети и сжигает иглу за 2-3 секунды.

Установки-утилизаторы повсеместно применяются в промышленности. Это целые комплексы, которые уничтожают шламы, отходы целлюлозы и нефтеперерабатывающей промышленности в больших объемах. Тепло, которое вырабатывается во время горения, используют для обогрева помещений, и других технических нужд.

Оборудование для захоронения отходов

Захоронение отходов производится на специальных полигонах. Они находятся за пределами населенных пунктов, в местах, где к поверхности земли не подходят грунтовые воды и отсутствуют водоемы.

Основное оборудование при захоронении мусора — бульдозеры и катки уплотнители. Эта техника позволяет использовать пространство максимально рационально, уплотняя мусор.

Захоронению подлежат отходы, которые невозможно переработать или утилизировать другими путями. Это может быть строительный мусор, отходы деревообрабатывающей промышленности, а также опасные материалы, содержащие ртуть, свинец, сулему и другие химические вещества. Радиоактивные вещества подлежат захоронению на отдельных полигонах, где производится строгий контроль безопасности для окружающей среды.

Захоронение следует производить по строго определенной технологии, для чего необходимо спецоборудование. Установка для захоронения представляет собой технику для перевозки отходов, агрегат для помещения их в контейнер, и последующего помещения в котлован. Существует оборудование для твердых, жидких и сухих отходов.

Перед захоронением некоторые химические вещества необходимо обезвредить. Обезвреживание производится путем химических реакций в специальных бункерах или термически в термокамерах. Такие камеры не сжигают отходы, а делают их безопасными для человека и природы с помощью высокой температуры.

Очистка промышленных выбросов

Промышленность в огромных объемах перерабатывает разнообразнейшее сырье. На выходе технологических процессов появляется не только конечный продукт, но и отходы – жидкие, твердые и газообразные.

Основное требование к технологиям и оборудованию для переработки отходов – не допущение попадания в окружающую среду вредных веществ в количествах выше допустимой концентрации. Практически все предприятия для очистки отходов используют комплексные последовательные методы очистки, включающие в себя механические, физико-химические, электрохимические, химические и биологические компоненты.

Очистка сточных вод

Очистка стоков от нерастворимых примесей производится гидромеханическими средствами – фильтрованием, отстаиванием, улавливанием, процеживанием, обработкой взвешенных частиц в центрифугах.

Эти процессы обеспечиваются достаточно простым в использовании оборудованием – отстойниками, сетками, решетками, пескоулавливателями, центрифугами, гидроциклонами (или сепараторами песка). Конструктивные особенности подобных устройств связаны в первую очередь с объемами сброса вод. Соответственно этим объемам проектируются накопители для сточных вод, используемые для обеспечения замкнутого цикла производства.

Очистка стоков от растворимых примесей производится химическими методами – нейтрализацией (например, кислоты взаимно нейтрализуются со щелочами с выпадением твердого менее опасного осадка), коагуляцией, когда эмульсии и дисперсные вещества осаждаются посредством солей некоторых металлов, окислением посредством окислителей – кислорода, озона, перманганата калия и т.п. для уменьшения вредности веществ, флокуляцией – осаждением хлопьев веществ с помощью крахмала.

Мелкодисперсные примеси и растворенные газы удаляются из воды физико-химическими методами – насыщением стоков водой, применением абсорбентов, ионизацией.В сточных водах могут присутствовать побочные примеси, являющиеся ценным сырьем для других производств. Такие примеси выделяют электрохимическим методом посредством электролизеров. Также такими методами опресняют морскую воду, очищают радиоактивную воду.

Биологическая очистка производится посредством бактерий, живущих в кислородной, либо бескислородной среде.

Очистка атмосферных выбросов

Очистка атмосферных газообразных и пылесодержащих промышленных выбросов происходит в несколько этапов. Основные компоненты таких выбросов это – пыль (взвешенные твердые частицы), туман (взвешенные частицы жидкостей), дым (газы, крайне мелкие частицы вещества или конденсационные аэрозоли), смешанные аэрозоли (состоящие из трех предыдущих компонентов. Очистка происходит последовательно – от более крупных частиц – пыли, до самых мелких –дымы.

На первой ступени очистки используют пылеуловители, на следующей происходит сухая механическая очистка выбросов в так называемых циклонах или пылеосадительных камерах. Следующая ступень — мокрой механической очистки — происходит в газопромывателях различных конструкций, действующих на разных абсорбентах. Выбор активного вещества зависит от свойств извлекаемого вещества. Например, углекислота абсорбируется аммиачным раствором. Последняя ступень – сухая фильтрация. При ней используются тканевые, биологические и электрические фильтры. Электрофильтры осаждают мельчайшие дымовые частицы на электродах за счет их ионизации коронным разрядом.

Очистка твердых отходов

В зависимости от характера и физических свойств утилизируемых отходов их сжигают, перерабатывают в специальных биогенераторах посредством микроорганизмов, гидролизом и сбраживанием – так, например, получают этанол из отходов целлюлозы. Самым эффективным способом очистки является пиролиз — высокотемпературное разложение вещества на компоненты при недостатке кислорода. Для промышленного пиролиза используют трубчатые пиролизные реакторы.

Рекуперация выбросов

Важный аспект очистки отходов, часто применяемый в промышленных масштабах – рекуперация, то есть включение отходов производства в замкнутый производственный цикл после соответствующей очистки. Конструктивно рекуперационные установки значительно различаются в зависимости от отрасли промышленности.

kudavlozitdengi.adne.info

Переработка отходов: способы и современные технологии

Содержание статьи

Сегодня переработка отходов является одной из самых острых проблем экологии. С каждым годом человек потребляет все больше продуктов, увеличиваются темпы производства, соответственно, растет общее количество отходов. Согласно статистике последних лет уровень загрязненности современных российских мегаполисов оставляет желать лучшего.

Еще с советских времен мы привыкли к тому, что утилизация реализуется с помощью вывоза на огромные полигоны. На этих территориях он просто залеживался, совершенно естественно, что это привело к забитости свалок. Совсем недавно еще никто не собирался заниматься проблемой утилизации. К счастью, ситуация постепенно меняется.

Переработка отходов и мусора прибыльное занятие

Проблема отходов

  • В России около 94% отходов направляется на утилизацию, а именно на захоронение и лишь 6% перерабатывается в материалы.
  • В среднем по Европе: 40% подлежит захоронению, 40% подлежит вторичному использованию для производства новой продукции и 20% перерабатывают в энергию.

Заметно, что переработка в Европе имеет важное стратегическое значение, а именно сохранение ценных ресурсов.

В настоящее время разрабатываются различные технологии переработки отходов в полезное вторсырье. Среди всех технологий переработки мусора можно выделить самые популярные термические:

  1. Сжигание на полигонах – данный способ утилизации сокращает объемы заполненных площадей с одной стороны, но наносит колоссальный вред экологии – с другой.
  2. Низкотемпературный пиролиз – отсутствие выброса вредных веществ в атмосферу и образование большого количества тепла, которое можно использовать для получения электрической и тепловой энергии.
  3. Плазменная переработка — не подразумевает жестких требований к исходному сырью, соответственно утилизировать можно даже неотсортированное сырье. Образуется вторичная продукция применяемая для изготовления строительных материалов и керамической плитки.

Предприятие по переработке отходов

Методы переработки

Другие актуальные способы переработки:

  1. Довольно перспективным способом утилизации является засыпка полигона – так получается свалочный газ. Отходы засыпаются слоем земли, затем происходит его разложение, сопровождаемое выделением газа — метана. После очистки он преобразуется в обычный природный газ, поэтому представленный метод является достаточно выгодным с экономической точки зрения. Переработка и последующее использование производятся довольно рационально. Однако следует помнить, что для этих целей подойдет лишь специально сконструированный полигон.
  2. Актуальный способ переработки – компостирование. Такой способ актуален только для остатков органического происхождения. Сюда относится растительность, бумага, пищевые остатки. Компостирование — метод, позволяющий получить ценное удобрение, которое повсеместно используется в сельском хозяйстве. Использование компоста в промышленности не приемлемо, но отлично подходит для применения в частных владениях.

Переработка мусора — довольно прибыльный и долгосрочный бизнес в России, а сырья на сегодняшний день явный переизбыток. В России чувствуется нехватка предприятий, занимающихся рациональной переработкой материалов, которые могут получить вторую жизнь.

Чтобы начать деятельность по работе с отходами, необходимо получить лицензию в Министерстве экологии. Затем готовится проектная документация, описание технологических процессов, берется разрешение от санэпидемстанции, а также служб, связанных с пожарной безопасностью. Лицензия позволяет заниматься неограниченной переработкой.

Дальше необходимо выбрать место и возвести мусороперерабатывающий завод, который в идеале будет находиться рядом с городской свалкой. Как бизнес данную деятельность можно представить в виде передвижных установок, которые могут менять свое место положение и переезжать с одного места на другое (в России таких мест много).

Полигон утилизации и переработка отходов

Выбор сырья

Перерабатывающий завод полного цикла – дело затратное, можно начать свой бизнес с обработки определенного вида отходов.

Бумага

Бизнес на бумажных отходах. Этот вид сырья является самым податливым для переработки благодаря своим свойствам, поэтому в настоящее время около 50% всего бумажного сырья отправляется на переработку. В основном, использование бумажного вторсырья направлено на производство туалетной бумаги или картона.

флекс

Полимеры

Бизнес на пластиковых отходах. Самым популярным видом пластика для использования на предприятиях по переработке является ПЭТ — бутылки. Упрощенная схема действий по переработке этого вида отработок это:

  • Сортировка.
  • Очистка.
  • Прессование.
  • Дробление.
  • Обработка горячим паром.
  • Измельчение.

Перерабатывающие предприятия практикуют использование пластиковых бутылок для производства флекс хлопьев, а в последующем изготовление гранулята, для продажи предприятиям изготавливающим готовую продукцию по более выгодной цене.

Бутылки

Стекло

Бизнес по обработке стекла. Вторсырье для переработки можно получать при сортировке отходов потребления или путем целенаправленного сбора стеклобоя. Оно является сырьем для производства новых изделий из стекла, а так же для изготовления строительных материалов.

На линии отходы подвергаются тщательной сортировке, очищаются и измельчаются, а затем подвергаются термической обработке. Полученная расплавленная масса фильтруется.

Строительные отходы

Строительный мусор

Бизнес по переработке отработанных стройматериалов. Следуя схеме изложенной выше, на предприятиях в первую очередь производится сортировка отходов.

Рассмотрим процесс обработки бетона и кирпичного боя:

  • Поступившие на линию бетонные и кирпичные отработки размельчаются.
  • Измельченный материал дробится.
  • Удаляются всевозможные примеси.
  • Разделение получившихся частиц по габаритам.

Конечный результат данного вида это вторичный щебень. Можно заметить использование получившегося материала в целях выравнивания рельефа, в строительных нуждах. Обработка строительных материалов позволяет значительно снизить расход первичных ресурсов, а также оградить природную среду от загрязнения.

Авторезина

Резина

Бизнес на автопокрышках и отходах резины. Процесс обработки резины может сводится к одному этапу — измельчение. После этого этапа распространено использование резиновой крошки как материала для насыпи стадионных дорожек и детских площадок. Если рассматривать дальнейший процесс, то измельченная резина может направляться на сжигание. Несмотря на губительное влияние на окружающую среду, этот способ имеет место.

Также измельченный материал может подвергаться пиролизу. Он используется чтобы добиться распада резины на составные вещества, которые являются популярным видом вторсырья (аналог природного газа, техуглерод, металлокорд, нефть, полученная синтетически). Если сжигать резину в пиролизном котле, то ущерб окружающей среде будет минимален.

Текстиль

Бизнес по обработке обуви и текстиля. Использование обуви и текстиля для производства новой продукции распространено в развитых европейских странах, но не в России. На придомовых территориях располагаются контейнеры для сбора одежды.

После транспортировки на завод по переработке отходов, отработки направляются в цех для сортировки, где непригодная для носки одежда очищается. А годная одежда и обувь направляется на благотворительные нужды. Вторсырье перерабатывается и используется для изготовления новой продукции, к примеру некоторых видов бумаги.

Пальчиковые батарейки

Батарейки

Первая компания, начавшая деятельность по переработке батареек в России – «Мегаполисресурс». Компания открылась в 2004 году и уже много лет успешно работает в этой области. Все начиналось с обработки фото отходов.

В настоящее время она также занимается переработкой батареек, используя собственноручно разработанные современные технологии. В этом компания может конкурировать с ведущими европейскими компаниями. Для сбора вторсырья проводятся промо — акции, привлекающие внимание общественности.

Компания участвовала в престижном международном конкурсе и получила не одну премию. Все это говорит о том, что она движется в верном направлении, работая на благо нашей планеты, разрабатывая новые усовершенствованные технологии по переработке.

Аллюминивые банки

Итог

Чтобы открыть предприятие по переработке отходов, необходимо:

  • Выбрать помещение
  • Получить лицензию
  • Купить оборудование
  • Согласовать свои действия с соответствующими инстанциями

Не все виды отходов можно подвергнуть переработке, поэтому таким же актуальным вопросом остается их утилизация. Бизнес по утилизации в России не является таким же распространенным как, к примеру, в странах Европы и Азии.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что переработка является перспективной нишей для создания бизнеса, не только в финансовом плане, но и моральном. Главное, что это способствует улучшению состояния окружающей среды и здоровья человечества.

Рекомендуем к прочтению:

vtorothodi.ru

Промышленные и бытовые отходы: способы утилизации

Содержание статьи

В мире используются различные способы утилизации мусора. В нашей стране самым популярным способом утилизации считается захоронение.

В высокоразвитых странах вторичное использование отработанных материалов выполняется на 50 — 90 %, в России всего лишь 5 — 17 %.

Классификация

Промышленные и бытовые отходы являются основным источником загрязнения. Классификация бытовых отработок представлена несколькими вариантами.

Существует деление мусора на два класса:

  1. Производства — промышленные
  2. Потребления — бытовые

Классификация отходов зависит от способа их утилизации. Бытовой мусор, класс опасности которого определяют специализированные службы, подлежит утилизации различными методами. Токсичные отходы, несущие опасность, положено утилизировать в соответствии с установленными нормативно — правовыми актами.

На полигоны ТБО принимают утильсырье исключительно 3 — 4 класс опасности, а отдельные виды этих отработок принимают в ограниченном количестве и располагают со строгим соблюдением особых условий. Для уничтожения утиля применяют различные способы утилизации и переработки отходов.

В процессе жизнедеятельности людей образуются бытовые отходы, их класс опасности определяется степенью вредного воздействия на природу:

  1. Отработки, несущие чрезвычайную опасность
  2. Высоко опасные
  3. Умеренно опасные
  4. Малоопасные
  5. Практически неопасные

Статистика объёма образовавшихся отходов

Как определяют класс опасности отходов?

Для определения обычно производится качественный и количественный анализ отходов (если не удается их установить, то применяют модельный метод, этот метод также называют экспериментальным), на основании которого выносится заключение, и устанавливается класс опасности. Если качественный и количественный состав известен, то пользуются расчетным методом.

Законодательно нормы для классов опасности установлены Приказом Министерства природных ресурсов № 511. Главный критерий для определения класса опасности — потенциальная угроза окружающей среде и серьезность последствий при неправильном хранении, транспортировке или утилизации.

Классы опасности различаются по степени негативного воздействия на экологию:

  1. Предельно опасные отходы первого класса вызывают необратимые и глобальные изменения в экосистеме на масштабной площади. Если такие отходы попадают в экосистему, ее восстановление, даже с течением времени, невозможно.
  2. Отходы повышенной опасности вызывают дисбаланс в экосистеме. Подсчитано, что при современных технологиях, устранить негативные последствия удастся только через 30 лет, а самовосстановление системы будет идти еще дольше. При попадании в экосистему отходов 2 класса, популяциям животных будет нанесен необратимый ущерб, связанный с вымиранием отдельных видов.
  3. Для восстановления экосистемы после воздействия отходов 3 класса требуется не менее 10 лет. Современные технологии могут незначительно ускорить восстановление. Что касается влияния на фауну, то популяции животных могут пострадать.
  4. При воздействии отходов 4 класса, самовосстановление системы происходит в течение 3 лет.
  5. Контакты отходов 5 класса с окружающей средой практически не влияют на экологическую обстановку.

Способы переработки

Сегодня используют такие способы утилизации:

  • Захоронение на полигонах — сортировка, земляная засыпка.
  • Естественные способы разложения — компостирование.
  • Термическая переработка — сжигание, пиролиз: низкотемпературный и высокотемпературный.

Утильсырье – это не просто мусор, это дешевый материал для производства. Главное научиться правильно им распоряжаться.

Захоронение

Этот вид утилизации самый распространенный в мире. Он применяется к несгораемым отработкам, а также к утилю, выделяющему токсические вещества при сжигании.

Полигон ТБО – не обычная свалка, а сложное сооружение, оснащенное системами, предотвращающими загрязнение подземных вод и воздуха.

На некоторых полигонах выполняется переработка газа, который образовался при гниении отбросов в тепло или электроэнергию. Российские полигоны в малой степени соответствуют этим характеристикам. Главный минус захоронения в том, что он не устраняет гниение и выделяющиеся при этом запахи, несущие опасность для окружающей среды.

Компост

Компостирование

Эта технология основана на естественном разложении утиля. Ее применяют для утилизации органических отработок. Компостированию подлежат пищевые отходы, а также неразделенный поток ТБО. В России компостирование не распространено, так как не применяется классификация отходов в зависимости от класса опасности, органика не отделяется от неорганики, что несет опасность для окружающей среды. Компостирование применяют только на садовых и дачных участках, его можно проводить на специальных площадках.

Компост – конечный продукт этого вида утилизации применяют в сельском хозяйстве.

Термическая переработка

Промышленные и бытовые отходы подлежат также термической переработке, ее преимущества:

  • Полное обезвреживание утиля.
  • Уменьшение объема утиля в 10 раз.
  • Использование энергетического потенциала от органических веществ.

Применение сжигания выгодно получением электрической и тепловой энергии. Результат пиролиза – остеклованный продукт + энергия. Шлак, образованный в процессе высокотемпературного пиролиза не несет опасности.

Как утилизировать бытовые отходы, чтобы предупредить опасность? Лучший вариант – пиролиз, это термическое разложение утиля, происходящее без доступа кислорода. Пиролиз способствует безотходной технологии утилизации отработок, а также максимально рациональному использованию недостающих природных ресурсов.

  1. Низкотемпературный пиролиз характеризуется образованием незначительного количества газа и большого объема масел, смол и твердого остатка. Он выполняется при температуре 450 — 900°С.
  2. Высокотемпературный пиролиз характеризуется образованием минимального количества смол и твердых остатков, а выход газа максимален. Сжигание выполняется при температуре выше 900°С.

Агрегат для термической переработки

Зарубежный опыт

Все развитые страны имеют раздельный сбор мусора. Люди самостоятельно производят классификацию мусора еще в квартирах.  В России, к сожалению этот метод не применяется на практике. К примеру, в Германии процесс внедрения этого способа в массы занял 18 лет. В своих квартирах они имеют минимум 3 контейнера для мусора, их количество может достигать 8 штук.

Существует следующая классификация: упаковка, бумага, пищевые и прочие отходы. Граждане должны сортировать мусор, а производители отвечают за утилизацию своего упаковочного материала. В многоквартирных домах находятся, как правило, 3 вида контейнеров.

  • Синие — контейнеры для бумаги.
  • Желтые — для упаковки.
  • Серые — для пищевых отходов.

Производитель любой продукции, по формальному признаку, берет на себя расходы по переработке упаковочного материала, но на самом деле все происходит иначе. Производитель включает эти расходы в стоимость своего продукта, в итоге они перекладываются на потребителя. В среднем, каждому жителю Германии это обходится в 11 евро в год, для Германии это не много.

Такое повышенное внимание к сортировке и переработке мусора в Германии объясняется не только любовью к чистоте, но и экономией ресурсов. Стоит учесть 14 % всего сырья, используемого в немецкой промышленности, получено из отходов.

Вывоз ТБО

Вывоз мусора

Оплата за вывоз бытового мусора, а также строительного рассчитывается по часам или в зависимости от объема. Для вывоза фирмы используют специализированные транспортные средства. Далее выполняется транспортировка отработанных материалов на свалки, которых в России насчитывается около 11 000. В них выполняют захоронение 96 % утильсырья и только 4 % идут на переработку. Правильное обращение с отработанными материалами, несущими опасность, способствует экономии природных ресурсов, а также снижению степени загрязненности окружающей среды.

Рекомендуем к прочтению:

vtorothodi.ru

Основные методы переработки отходов

Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является  основой управления в системе обращения с отходами.

Основными методами переработки отходов являются:

        компостирование,

        биоразложение,

        сжигание.

Эти методы особенно эффективны при переработке ТБО.

1. Компостирование. 

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Компостирование – это биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом.

Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 600С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу.

Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.

Стоимость методов компостирования растет с применением специализированной техники и может достигать значительных величин.

Схема работы мусороперерабатывающего завода следующая. Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:

        прием и предварительная подготовка мусора;

        собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;

        обработка  компоста.

Переработка мусора должна обязательно сочетаться с выдачей продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении.

Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. В ходе биотермического процесса происходит гибель большей части патогенных микроорганизмов.

Однако, компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах, не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, т.к. содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.

По этой же причине целесообразно несистематическое применение таких компостов в городских скверах и парках.

Недостатком компостирования являетсянеобходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть от общего количества мусора.

 2. Биоразложение органических отходов 

Общепризнанно, что биологические методы разложения органических загрязнений считаются наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными.

Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах - газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.

Существенными недостатками аэробных технологий, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией  большого количества образующегося избыточного ила (до 1–1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ).

Исключить указанные недостатки помогает анаэробная обработка сточных вод методом метанового сбраживания. При этом не требуется затрат энергии на аэрацию, что играет большую роль в условиях энергетического кризиса, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое топливо – метан.

В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты; альдегиды; кислоты алифатического и ароматического рядов.

Последовательное многоступенчатое разрушение молекул органических веществ возможно благодаря уникальным  способностям определенных групп микроорганизмов осуществлять катаболический процесс– расщепление сложных молекул до простых и существовать за счет энергии разрушения сложных молекул, не имея доступа ни к кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетическом отношении акцепторам электронов (нитрат, сульфат, сера и др.). Микроорганизмы используют для этой  цели углерод органических веществ. Следовательно, в процессе восстановительного расщепления сложные органические молекулы разрушаются до метана и углекислого газа.

Нет уверенности в том, что биотехнология является надежным и безопасным  способом  обеспечения  экологической  чистоты.  Поэтому при обсуждении перспектив эффективного использования биотехнологии для обезвреживания различных отходов, в том числе особо опасных, всегда необходим контроль степени микробного загрязнения объектов окружающей среды и очищенных  субстратов.

3. Сжигание отходов 

Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30% (по массе) и водород 4% (по массе), входящие в состав органических соединений. Теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленно развитых европейских регионах теплотворная способность ТБО составляет 1900–2400 ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300 ккал/кг и прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования.

Сжигание ТБО, как правило, является окислительным процессом. Поэтому и в камере сжигания превалируют окислительные реакции.  Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО2 и Н2О.

При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью, высокой летучестью и содержанием, такие как например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути).

Можно отметить два основных пути образования диоксинов и фуранов при термической переработке ТБО:

        первичное образование в процессе сжигания ТБО при температуре 300–600ºС;

        вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl, соединения меди (и железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450ºС (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).

Температура начала распада диоксинов –700ºС, нижний температурный предел образования диоксинов –250–350ºС.

Для того, чтобы при сжигании на стадии газоочистки обеспечить снижение содержания диоксинов и фуранов до требуемых норм (0,1 нг/м3) должны быть реализованы так называемые первичные мероприятия, в частности, «правило двух секунд»  – геометрия  печи должна обеспечить продолжительность  пребывания газов не менее 2 сек. в зоне печи с температурой не менее 850ºС (при концентрации кислорода не менее 6%).

Стремление к достижению при сжигании максимально высоких температур и созданию каких-либо дополнительных зон дожигания не решает полностью проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способности диоксинов в новому синтезу при снижении температуры.

Высокие температуры приводят к увеличению выхода летучих компонентов и росту выбросов опасных металлов.

Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:

        связывание образующегося при сжигании ТБО HCl  с помощью соды, извести или гидроксида калия;

        перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например, связывание меди в комплексы с помощью аминов.

 В зависимости от температуры процесса, все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:

        процессы при температурах ниже температуры плавления шлака;

        процессы при температурах выше температуры плавления шлака.

Термические процессы, осуществляемые при температурах менее 1300ºС, применяют наиболее часто. Наибольшее распространение получили процессыслоевого сжиганияисжигание в кипящем слое, требующие принудительного перемешивания и перемещения материала. В настоящее время в стадии разработки находится весьма перспективный процесс сжигания – газификации отходов в плотном слое, реализуемый без принудительного перемешивания и перемещения материала.

Слоевое сжигание ТБО осуществляют на подвижных решетках (колосниковых и валковых) и во вращающихся барабанных печах.

3.1.  Слоевое сжигание.

Сжигание на колосниковых решетках.

Все колосниковые решетки устанавливаются в топке, которая представляет собой камеру сгорания, куда подаются отходы и дутьевой воздух в качестве окислителя органических веществ.

Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой систему, состоящую из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (6–12,5º) и переталкивают материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21–25º) и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов. При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения.

Сжигание на валковых решетках.

Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. При использовании топок с валковыми решетками, заимствованными из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вращающихся валков (барабанов).

Опыт эксплуатации  заводов, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками, позволил выявить целый ряд недостатков:

        неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние вследствие плохой стабилизации процесса сжигания;

        часто не достигается оптимальная температура;

        большой выход недожога;

        плохое качество шлака;

        значительная потеря черных металлов;

        эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла;

        сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.

Механическое внедрение европейского оборудования, предназначенного для прямого сжигания неподготовленных городских отходов в России недопустимо, так как в городах РФ практически отсутствует сбор отходов.

Сжигание в барабанных печах.

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют редко. Чаще всего эти печи используют для сжигания специальных, в том числе и больничных, отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.

Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушиваются до температуры 400ºС а затем происходит газификация и сжигание, обычно при температуре 900–1000ºС.

В практике мусоросжигания барабанные  печи ранее часто использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток.

Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов  на  мусоросжигательных  заводах  считается устаревшей и подобная технология не закладывается в проекты новых заводов.

 3.2. Сжигание в кипящем слое.

Сжигание в кипящем слое  осуществляется за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое-газ» за счет превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии.

Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики.

Считается, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание.

Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность. В ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое, особенно в циркулирующем кипящем слое, оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.

Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания 850–920ºС.

В связи с тем , что температура сжигания ТБО в кипящем слое на 50–100ºС ниже по сравнению со слоевым сжиганием, заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NO с отходящими газами.

Роль  теплоносителя  в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок, поверхность частиц которого создает большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.

После разогревания песка с помощью запальной горелки до температуры 750–800ºС начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с песком и в процессе движения истираются.

В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для поддержания режима горения.

3.3. Сжигание при температурах выше температуры плавления шлака.

Основными недостатками  традиционных методов термической переработки ТБО являются  большой объем отходящих газов (5000–6000 м3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему). Кроме  того, шлаки имеют повышенное содержание тяжелых металлов и по этой причине находят  лишь  ограниченное применение, в основном, в качестве пересыпного материала на свалках.

Для получения расплава шлака непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300ºС). Это, как правило, требует либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии. Замена  части дутьевого воздуха на кислород одновременно обеспечивает снижение количества отходящих газов.

Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.

В начале 90-х годов для термической переработки ТБО при температуре 1350–1400ºС предложены металлургические печи Ванюкова. Сжигание осуществляется в кипящем слое барботируемого шлакового расплава, который образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ.

Механический перенос этого процесса для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен из-за:

        того, что КПД печи Ванюкова из-за высокой температуры отводимых газов (1400–1600ºС) очень низок;

        того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО на 70–80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную,

        отсутствия широкомасштабных испытаний процесса применительно к ТБО, что не позволяет отработать: узлы загрузки и разгрузки; автоматизацию процесса с учетом колебаний состава сырья, состава и объема отходящих газов и др.; автогенность процесса применительно к термообработке  отходов как гетерогенной смеси многих компонентов, отличающихся составом, крупностью и теплотворной способностью. Следует заметить, что колебания состава ТБО несопоставимы с колебаниями состава порошкообразных концентратов, направляемых для плавки в печи Ванюкова. Тщательное усреднение колебаний состава концентратов позволяет добиться колебаний в пределах 0,5%, в то время как исходные ТБО усреднению практически не поддаются;

        высокой стоимость процесса и оборудования.

Таким образом, наиболее целесообразно использовать  сжигание при температурах выше температуры плавления шлака для переработки не исходных ТБО, а для обезвреживания шлаков или их обогащенных фракций, образовавшихся в термических процессах переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака. Выход шлаков в этих процессах составляет 10–25% от исходных ТБО, что резко снижает потребную производительность печей и позволяет периодически вовлекать шлак в переработку.

 

studfiles.net

Переработка промышленных отходов: классификация и методы

Содержание статьи

Проблемы переработки отходов и их захоронения являются актуальными на протяжении многих лет. В Российской Федерации ежегодно производится 3,5 млрд тонн отработок, а 2,6 млрд тонн из них приходятся на отходы производства.

В общей классификации отходов есть вид – отходы производства. Это и есть промышленные отходы и в этой статье речь пойдет именно о них, а так же о проблемах их переработки.

В это понятие включаются отходы производства всех форм:

  • Жидкая.
  • Газообразная.
  • Твердая.

Получаются в следствие химических, механических и многих других процессов, связанных с обработкой природных веществ.

Промышленные отходы

Классификация промышленных отработок

По степени опасности:

  • 1 класс – отработки, несущие чрезвычайную опасность.
  • 2 класс – высокая опасность.
  • 3 класс – умеренная опасность.
  • 4 класс – мало опасные.
  • 5 класс – неопасные.

По степени возвратности делятся на:

  • Возвратные.
  • Безвозвратные потери.
  • Вторсырье.

Возвратные отходы – отработки с возможностью их вторичного использования в этом же производстве. В эту группу входят остатки сырья и прочих ресурсов после производства товаров.

Так как после первичного использования отходы не могут иметь прежние свойства, во вторичном цикле они используются для производства продукта более низкого качества. Также для производства нового продукта может понадобится большее количество отработанных материалов, нежели количество сырья в первичном производственном цикле. Кроме того, эти отработки можно использовать по назначению, отличному от первоначального.

Стоит заметить, что те отработки, которые передаются в иное производство в качестве первичного сырья, не относятся к возвратным отходам. Эти отходы относятся к группе вторсырья.

Безвозвратные отходы – отработки, не подлежащие вторичному использованию ни в том же производственном цикле, ни в любом другом. Их отправляют на захоронение, а также предварительно обезвреживают, если в этом есть необходимость.

Методы переработки отходов промышленности

Переработка промышленных отходов – актуальная проблема современного мира. Большое количество вредных веществ вырабатывается в результате промышленной деятельности предприятий и заводов.

Доля опасных отработок составляет примерно 15 % от общего числа отходов производства. Но их вредные свойства даже при малом количестве могут нанести серьезный вред здоровью людей и экологии в целом. Этот факт вынуждает разрабатывать качественные методы переработки.

Как не допустить отравления природной среды и людей токсичными отработанными вещества? Как сэкономить природные ресурсы, которые с каждым годом все больше истощаются? Как сократить площади территорий, занимаемые полигонами и свалками для захоронения отходов? На эти и другие вопросы мы найдем ответы в данной статье.

Переработка твердых промышленных отходов

Основные методы:

  • Захоронение.
  • Сжигание.
  • Вторичная переработка.

Захоронение отходов

Захоронение

На сегодняшний день самым популярным методом избавления от твердых промышленных отходов является захоронение. Оно производится на специально оборудованных полигонах.

На территории полигона, как правило, находится завод, занимающийся обезвреживанием вредных отработок. Нейтрализация на заводе производится путем сжигания и химической переработки, при этом результатом может быть полное обезвреживание или уменьшение токсичности. В нем находится цех для термо — химического и физико — химического обезвреживания.

Захоронение опасных отработок производится на территории со специальными котлованами.  По периметру она должна быть огорожена колючей проволокой. Территория полигона и завода должна соответствовать общеизвестным требованиям.

Их запрещается располагать:

  • В месте образования полезных ископаемых.
  • На территории с угрозой схода лавин, оползней и прочего.
  • На заболоченной местности.
  • На территории подземных источников питьевой воды.
  • В районе зеленых зон населенных пунктов.
  • На территории занятой лесами и парками.
  • В местах, уже загрязненных токсичными веществами.
Фиксация

Захоронение отработок производится способом фиксации. Фиксация – ограничение подвижности. Отработки, подлежащие захоронению, заключают в капсулы. А именно, обволакивают непроницаемыми мембранами в целях ограничения контакта с растворителями.

  1. Фиксация цементом – наиболее широко используемый метод, применяется для твердых отработок с содержанием воды. Довольно дешевый способ. Но в результате их объем увеличивается, что является главным минусом этого способа. Используют для металлических отработок, радиоактивных и электронных отходов, осадков сточных вод промышленных предприятий.
  2. Фиксация известью – эффективно для неорганических отработок.
  3. Фиксация в термопластические материалы – смешивание сухих отработок с расплавленным пластическим веществом с последующим охлаждением и затвердеванием. Вещество не только обволакивает частицы отходов, но и заполняет пустое пространство между ними. Представляет изоляцию загрязнителей.
  4. Поверхностное обволакивание.
  5. Фиксация в стекле – используется в основном для радиоактивных отработок. Недостаток в больших финансовых затратах.

Принцип пиролиза

Сжигание

В результате исходный объем отходов уменьшается на 85% и выделяется тепло. Сжигание происходит на мусоросжигательных заводах при помощи печей различных конструкций под высокой температурой.

Существует метод сжигания отработок под названием пиролиз. Его особенность состоит в том, что процесс происходит без доступа кислорода.

Для сжигания опасных веществ применяют пиролиз двух типов:

  • Окислительный
  • Сухой
Окислительный пиролиз

Происходит разложение отработок при частичном сжигании, либо при контактировании с продуктами сгорания. Это хороший метод детоксикации для «сложных» продуктов, таких как пластмассы, шины, кабели и другие. Этот способ применяется для переработки промышленных отработок твердой формы, а также и для сточных вод.

Сухой пиролиз

Он эффективно обезвреживает отработки, которые в последствии могут использоваться в качестве сырья. Это благотворно влияет на экономию природных ресурсов.

Классификация сухого пиролиза по температурному показателю:

  • Низкотемпературный (полукоксование) 450 – 500° С. При полукоксовании на выходе образуются максимальный объем жидких и твердых остатков и минимальное – газа с меньшей теплотой сгорания. Получившееся вещество используют как топливо.
  • Среднетемпературный (коксование среднетемпературное)до 800° С. При среднем происходит образование меньшего количества жидких остатков и кокса, и большего объема газа с меньшей температурой сгорания.
  • Высокотемпературный (коксование) 900 – 1050° С. При высокотемпературном выделяется минимум жидких и твердых остатков, и максимум газа с минимальной температурой сгорания.

Сухой пиролиз является самым эффективным решением проблемы переработки твердых промышленных остатков.

Сброс жидких промышленных отходов

Переработка жидких отходов

Что касается жидких отходов, то одним из часто используемых способов является их выброс в окружающую среду, а именно озера, реки и моря. Этот способ крайне пагубно сказывается на здоровье человека и состоянии экологии.

Захоронение

Эффективный метод захоронения вредных жидких отработок – это их подземное захоронение. Закачка с помощью скважин является приемлемым методом, так как обезвреживание и захоронение другим способом на поверхности просто не представляется возможным.

Это мероприятие предотвращает загрязнение поверхностных и сточных вод, а значит, бережет здоровье и экологию. И это подтверждают ученые.

Скважина для закачки отходов

Скважина состоит из нескольких труб:

  • Внешняя оболочка – труба, спускающаяся на 60 метров ниже водоносного слоя. Подвергается цементированию с обеих сторон. Защищает воду от загрязнений.
  • Защитная – труба от поверхности приблизительно до зоны закачки. Цементируется с обеих сторон.
  • Труба для закачки – по ней направляют отработки в зону закачки.

В целях улучшения сложившейся ситуации необходимо создание региональных центров по обработке жидких отходов. На территории России достаточно подходящих мест, удовлетворяющих требованиям с точки зрения геологии.

Это подтверждается многолетним опытом в этой сфере. Конечно, не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Нужны большие временные и финансовые затраты для налаживания этого процесса.

Для обезвреживания жидких отходов применяют методы:

  • Выпаривание – на выходе происходит отделение радиоактивных веществ в форме густой массы от безвредной жидкости.
  • Биохимическая обработка – микроорганизмы собирают вещества, которыми питаются сами.
  • Химическое осаждение

Сжигание отходов

Сжигание

Производится путем обычного сжигания на заводе и с помощью пиролиза (безвоздушное сжигание). Целью этого метода является полная детоксикация веществ, для этого процесс происходит под действием высоких температур, примерно 800° С.

Для сжигания на заводе используют обжиговые печи, многокамерные печи, печи с сжиганием в расплаве солей. Недостатком является высокая стоимость этих установок.

Заводы решающие проблемы переработки остатков

В современное время темпы роста количества отработок в мире постоянно увеличиваются.  Свалки и полигоны занимают все больше территорий. Это все приводит к росту рынка переработки и утилизации отходов. В основном заводы по переработке располагаются близ больших городов.

В России функционирует примерно 11 000 мест для захоронения, 4 завода для сжигания отходов, 5 заводов по переработке.

На базе завода по производству различного оборудования в сфере энергообеспечения работает предприятие по переработке отходов. К их группе относятся отработки химической и нефтяной промышленности.

Целью работы таких предприятий является:

  • Обезвреживание отработок.
  • Защита природной среды.
  • Использование материалов в качестве вторсырья.

В Германии на производстве осуществляется сортировка мусора, дабы сократить расходы на сортировку.

Все отработки делят на несколько видов:

  • Бумажные отработки
  • Стеклянные
  • Полимеры
  • Органические отработки
  • Металлические
  • Электроприборы
  • Утиль

В Германии развито преобразование отходов в электроэнергию и тепло, в частности на мусоросжигательном заводе и ТЭЦ. В этой стране существует запрет на захоронение необработанного мусора, поэтому из отработок генерируются такие полезные продукты как тепло, пар и энергия. Что позволяет сдержать рост цен на эти нужды.

За прошедшие 20 лет в Германии в корне изменилась ситуация в сфере работы с отходами. Если раньше почти все отработки подлежали простому захоронению, как и в нашей стране, то сейчас широко распространено производство вторичных ресурсов из мусора.

Можно сказать, что эта страна является первопроходцем в этой области. Ни одна страна не может конкурировать с Германией по объему переработанных отходов. Методы переработки Германии – самые успешные и инновационные на всей планете.

Рекомендуем к прочтению:

vtorothodi.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта