Техногенные отходы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа новых производственных технологий

18.03.01 Химическая технология

Научно-образовательный центр Н.М.Кижнера

Курсовая работа

На тему: «Техногенные отходы»

Выполнил: студент группы 4Г7Б

Гонтарева А. Д.

Проверил: Н.М. Кижнера

Томск 2019

Содержание

• Введение
• 1. Понятие об отходах
• 2. Классификация отходов
• 3. Способы утилизации техногенных твердых отходов
• 4. Рециклинг техногенных отходов
• Заключение
• Литература

Введение

Проблема защиты окружающей среды - одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько раз превышают допустимые санитарные нормы.

Экологические исследования, проведенные в последние десятилетия во многих странах мира, показали, что всё возрастающее разрушительное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема незаменимых природных ресурсов - воздуха, воды и почвы - отходами промышленности и транспорта.

Проблема охраны окружающей среды является комплексной проблемой и имеет глобальный характер. Дальнейшее развитие человечества невозможно без комплексного учета социальных, экологических, технических, экономических, правовых и международных аспектов проблемы применительно не только к конкретному производственному циклу, но и в масштабах регионов, стран и всего мира.

Продолжающиеся загрязнения природной среды твердыми, жидкими отходами производства и потребления, вызывающими деградацию окружающей среды, в последнее время остаются острейшей экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение.

Включая более 20 тыс. производственных предприятий с довольно развитыми и разнообразными технологиями производства, промышленность Российской Федерации играет заметную роль, как в загрязнении природы, так и в решении природоохранных проблем. Серьезную проблему представляет специфика многих отраслей промышленности, и, как следствие, требуются индивидуальные подходы к решению природоохранных задач.

Несмотря на продолжавшийся в последние годы спад производств, это не вызвало снижения объемов отходов, образующихся на промышленных предприятиях и соответственно поступающих в воздух, водные объекты и почвы, и адекватного уменьшения техногенной нагрузки на окружающую среду. В частности, миллиарды тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов ежегодно поступают в биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природе. В глобальных масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере.

Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор. Поэтому, появилась экономически, технологически и экологически обоснованная необходимость в разработке и внедрении всё новых прогрессивных и безопасных методов решения проблемы избавления биосферы от опасности ее загрязнения отходами производства и потребления. Для выбора более рационального пути решения проблемы необходим предварительный учет и оценка отходов.

1. Понятие об отходах

Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства.

Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства. Также отходами могут являться продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования, которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе их переработки.

Производственные отходы являются следствием несовершенных технологических процессов, в большей части неудовлетворительно организованного производства, а также несовершенного экономического механизма. К ним относят: отходы, образующиеся при механической и физико-химической переработке сырья и материалов; отходы, образующиеся при добыче и обогащении полезных ископаемых; вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов и сточных вод.

Негативное воздействие промышленности выражается в воздействии на конкретные части природы и на биосферу в целом отходов от процессов добычи и переработки природных ресурсов. Отходы производства и потребления являются источниками антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов.

Промышленные отходы, находящиеся в жидком агрегатном состоянии, обычно являются трудноутилизируемы, а зачастую представляют серьезную угрозу окружающей среде ввиду высокой токсичности. Жидкие отходы, по сравнению с твердыми отходами, технологически значительно более сложно изымать из производства, транспортировать.

Более рациональным способом защиты литосферы от производственных и бытовых отходов является, бесспорно, освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов.

При сборе отходов необходимо одновременно их сортировать, разделяя на отдельные вещества или группы веществ. В быту такой процесс сбора отходов уже организован, например, в Японии, Германии, где на улицах установлены специальные контейнеры с емкостями для бумаги, стекла, металла и др. Рассортированные отходы легко подвергаются вторичной переработке.

Утилизация отходов является сложной и многофакторной экологической, технологической и экономической проблемой. Во всем мире идет активный поиск технологий и оборудования для переработки и утилизации отходов при соблюдении современных требований экологии. Обострение экологической ситуации ставит промышленные предприятия в сложное положение. Расходы на предупреждение загрязнения окружающей среды производственными отходами растут. Некоторые предприятия вообще не имеют систем утилизации отходов и сбрасывают стоки после невысокой степени очистки на устаревшем оборудовании, перекладывая на город проблему переполненных отстойных сооружений. Прошедшие в них обработку сточные воды легально или самовольно сбрасываются в канализацию и далее, после городской станции поступают в отстойники, которые к настоящему времени переполнены и порождают серьезнейшую экологическую проблему.

2. Классификация отходов

Большая номенклатура отходов, образующихся на предприятиях различных отраслей экономики, затрудняет их классификацию, учет, сбор и переработку.

Вследствие многих причин в настоящее время и у нас в стране, и за рубежом отсутствует общепринятая научная классификация тВердых отходов промышленности, охватывающая все их многообразие. Начавшаяся у нас в стране в середине 80-х годов работа по составлению кадастров отходов по предприятиям, подотраслям, отраслям и министерствам осталась незаконченной. Существующие классификации твердых отходов весьма многообразны и односторонне

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 разработана генеральная схема централизованного сбора, вывоза и переработки промышленных отходов для использования в качестве вторичного сырья и для предотвращения их отрицательного воздействия на окружающую среду.

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.

Так, твердые отходы классифицируют по отраслям промышленности (отходы химической, металлургической, электротехнической и других отраслей) и по видам производств (отходы сернокислотного производства, автосборочного производства, подшипникового производства и др.).

Все твердые промышленные отходы можно разделить на два вида: нетоксичные и токсичные. В своей основной массе твердые отходы нетоксичны. Примерами токсичных отходов могут служить шламы гальванических цехов и травильных ванн.

Отходы можно также классифицировать на металлические и неметаллические, а также комбинированные.

Неметаллические отходы подразделяются на:

1. химически инертные (отвалы породы, зола и т.д.);

2. химически активные (резина, пластмассы и т.д.).

К числу комбинированных отходов относится всевозможный промышленный и строительный мусор.

Отходы можно разбить на две группы -- основные и побочные.

Основными являются отходы твердых материалов, использованных непосредственно для изготовления товарной продукции. Это металлические, металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки и пр.) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина, текстиль, стекло и др.) отходы.

К побочным относятся отходы технологических материалов и веществ, использованных или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, огнеупоры), жидкими (смазочно- охлаждающие жидкости, минеральные масла и другие нефтепродукты, отходы гальванопроизводства) и газообразными (отходящие газы).

Согласно отечественному стандарту ГОСТ 12.1.007--76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности", все промышленные отходы делятся на четыре класса опасности: первый -- чрезвычайно опасные, второй -- высоко опасные, третий -- умеренно опасные, четвертый -- малоопасные.

Наличие в отходах ртути, хромовокислого калия, треххлористой сурьмы, оксида мышьяка и других высокотоксичных веществ - требует отнесения их к первому классу опасности.

Наличие в отходах хлористой меди, хлористого никеля, трех- окисной сурьмы, азотнокислого свинца и др. относит их ко второму классу опасности.

Наличие в отходах сернокислой меди, оксида свинца, щавелевокислой меди, четыреххлористого углерода относит их к третьему классу опасности.

Принадлежность к тому или иному классу опасности определяется расчетным путем по методике, ранее утвержденной Минздравом СССР.

По физическому состоянию отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные. По источнику возникновения отходы подразделяются на бытовые, промышленные и сельскохозяйственные. По составу можно разделить отходы на органические и неорганические. Особую группу составляют энергетические отходы: шум, радиация, электромагнитное, ультрафиолетовое излучение и т.п.

Интересная систематическая классификация промышленных отходов предложена НИИ Генплана г. Москвы, согласно которой все виды отходов делятся на 13 групп:

1. Гальванические и другие шламы, содержащие отходы реагент- loli и химреактивов, хром, никель, кобальт, цинк, свинец, кислые и щелочные отходы химических производств, вещества неорганического характера;

2. Канализационные, водопроводные и нефтесодержащие осадки промышленных сточных вод, образующиеся на очистных сооружениях производственных зон;

3. Нефтеотходы, легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), кубовые остатки, отходы лакокрасочной промышленности;

4. Отходы пластмасс, полимеров, синтетических волокон, нетканых синтетических материалов и композиций на их основе;

5. Отходы резинотехнических изделий, шин и т.п;

6. Древесные отходы;

7. Отходы бумаги;

8. Отходы черных и цветных металлов и легированных сталей;

9. Шлаки, зола, пыль (кроме металлической);

10. Пищевые отходы (отходы пищевой, мясо-молочной и других отраслей промышленности);

11. Отходы легкой промышленности;

12. Стеклоотходы;

13. Отходы стройиндустрии;

Вторичные материальные ресурсы удобно классифицировать по источнику образования и направлению использования.

Возможны и другие принципы классификации отходов. Например, при разработке и проектировании технологических схем утилизации промышленных отходов удобно пользоваться классификацией, в основу которой положена технология их переработки.

3. Способы утилизации техногенных твердых отходов

3агрязнение окружающей среды твёрдыми бытовыми и промышленными отходами и продуктами их разложения является одной из наиболее острых экологических проблем. Наиболее рациональным способом устранения отходов является их утилизация. Наиболее перспективным способом утилизации является создание новых малоотходных технологий производства различных материалов с использованием вторичного сырья. Среди твёрдых бытовых отходов можно выделить полимерные и техногенные отходы, проблема переработки которых в настоящее время приобретает актуальное значение. Современным направлением вторичной переработки полимеров является создание композиционных материалов на основе полимерной матрицы с добавлением неорганических наполнителей. В качестве наполнителя авторы предлагают использовать техногенные минеральные отходы.

Рассмотрим традиционные способы утилизации твердых отходов.

1. Огневой способ.

Огневой способ обезвреживания и переработки отходов является наиболее универсальным, надежным и эффективным по сравнению с другими. 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.

2. Технологии высокотемпературного пиролиза.

Превосходные экологические показатели достигаются посредством технологии высокотемпературного пиролиза, т.е. предварительного разложения органической составляющей отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига газообразных продуктов происходит перевод токсичных веществ в менее или полностью безопасные.

Тем самым предотвращается образование диоксинов и фуранов. Как следствие процесс высокотемпературного пиролиза обеспечивает экологическую безопасность выбросов.

3. Плазмохимическая технология.

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 99,9 %.

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. В нашей стране, например, разработана технология пиролиза жидких хлорорганических отходов в низкотемпературной восстановительной плазме, позволяющая получать ацетилен, этилен, хлористый водород и продукты на их основе.

4. Использование вторичных ресурсов

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.

Некоторые виды отходов, содержащих ртуть, мышьяк и другие токсичные компоненты, не подлежат использованию без предварительного обезвреживания.

Heрекомендовано использование кислых гудронов в асфальтовых покрытиях в черте населенных пунктов вследствие загрязнения воздуха ароматическими углеводородами. Использованию отхода флотации угля для мелиорации почв должна предшествовать проверка его канцерогенных свойств.

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. Поэтому становятся необходимыми, как и в системе оборотного использования воды, "продувка" и "подпитка" цикла. Поступление примесных веществ в цикл может быть ограничено путем рафинирования вторичного сырья.

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.

Будем надеться, что в ближайшем будущем утилизация отходов станет обязательным условием поддержки экологического состояния окружающей среды

Лишь незначительная часть твердых бытовых отходов (ТБО) большинства крупных городов перерабатывается на мусоросжигательных заводах, остальное вывозится на полигоны, расположенные за десятки километров от городов, причем площади для этих целей практически исчерпаны. Известно также, что свалки являются источником загрязнения окружающей среды (ПДК превышаются в 1000 и более раз). Захоронение отходов на свалках требует отчуждения больших территорий и их дорогостоящего обустройства. В США на свалки вывозят 73% отходов, в Великобритании - 90%, в ФРГ - 70%, в Японии - 30%, в Швейцарии - 25%.

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.

5. Захоронение отходов.

a) Полигоны

Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов.

Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны:

Завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью 100 тыс.т и более отходов в год -1000м,менее 100 тыс.т.-500м,участок захоронения токсичных отходов -не менее 300м.

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

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.

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

Концепция избавления биосферы от токсичных отходов в последние десятилетия развивалась во всем мире стремительными темпами. Застрельщиком в этом выступила Федеративная Республика Германия, где высокая стоимость земли сочетается с высокоразвитой горнодобывающей и перерабатывающей промышленностью, при функционировании которой образуется большое количество токсичных отходов, и где при добыче полезных ископаемых в недрах создаются большие объемы неиспользуемых пустот.

Суть изменений, которые стали вноситься в ранее существовавшую концепцию, сводилось к тому, что значительную часть отходов нецелесообразно сжигать или подвергать нейтрализации, а необходимо захоронять или складировать в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, поскольку при современном уровне науки и техники невозможно исключить образование неутилизируемых, не подлежащих сжиганию и неподдающихся нейтрализации токсичных отходов, и в связи с тем, что их размещение и накопление на земной поверхности представляет серьезную угрозу жизнедеятельности человека и биосфере в целом, а в будущем возможно их использование.

b) Изоляторы, подземные хранилища.

Геологическими формациями-изоляторами, потенциально пригодными для гарантированного вывода из биосферы любых токсичных отходов, являются: соленосные толщи, толщи глин, вулканические породы, туфы, гнейсы, граниты, эффузивы и другие геологические формации.

Естественно, что наиболее привлекательными для захоронения и складирования токсичных отходов являются те из названных толщ, в пределах которых уже существуют горные выработки, образованные при добыче соответствующих полезных ископаемых (каменной и калийной солей, строительных материалов и т. п.). Ибо при этом в распоряжение организаций, которые будут выводить отходы из окружающей среды таким способом, попадет в готовом виде вся инфраструктура горнодобывающего предприятия, необходимая для его функционирования (шахтные стволы, шахтный подъем, вентиляция, надшахтные здания, околоствольные дворы, электроподстанции, все коммуникации и т. д. и т. п.). Это существенно удешевляет и упрощает все работы, связанные с захоронением и складированием токсичных отходов в природных изоляторах. И в особенности в тех случаях, когда для этой цели оказываются пригодными уже существующие горные выработки, если их образование не вызывает опасности возникновения в окружающем массиве воздухе и водопроводящих нарушений сплошности.

Размеры и срок службы подземного хранилища промышленных отходов определяются технико-экономическим обоснованием. При размещении в хранилище отходов, требующих постоянного наблюдения за их состоянием, или отходов, переработка которых возможна в обозримом будущем, срок устойчивости выработок хранилища, а соответственно и самого хранилища, должен быть рассчитан на этот период.

В последние годы реализация концепции надежного избавления окружающей среды от нереализованных, не уничтоженных и не нейтрализованных токсичных отходов путем их захоронения и складирования в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, стала набирать темп.

Материалы по проектированию технологических схем, выбору методов и организации производства процессов утилизации, обезвоживания и захоронения по типам промышленных отходов представляются проектной организации заказчиком проекта, который, в свою очередь, получает их от соответствующих министерств, ведомств, акционерных обществ.

Согласно современным требованиям размещение неутилизируемых промышленных отходов должно осуществляться в пределах специальных полигонов, обеспечивавших их изоляцию и экологическую безопасность на такой срок, пока они не станут безвредными для человека или не будут разработаны экономически приемлемые технологии их переработки и последующего использования.

К подземным хранилищам промышленных отходов относятся такие, которые располагаются в удаленных от земной поверхности геологических формациях, обеспечивая долговременную изоляцию отходов от биосферы.

Подземные хранилища являются природоохранными сооружениями и предназначены для централизованного сбора и размещения отходов (в том числе и токсичных) промышленных предприятий, научно-исследовательских организаций и учреждений. Размещение промышленных отходов в хранилищах может преследовать две цели - их последующее использование (хранение) и навечное захоронение.

Количество и мощность хранилищ определяются технико-экономическим обоснованием их строительства.

Подземные хранилища могут создаваться как самостоятельные предприятия или существовать совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

В соответствии с классификацией отходов представляется целесообразным рассмотреть необходимые требования к выбору места расположения хранилища, его проектированию, строительству и эксплуатации. При складировании нескольких типов отходов может возникнуть необходимость в размещении каждого из них в отдельной камере (выработке), если они не совместимы друг с другом. Кроме того, следует предусмотреть пути и механизмы доставки отходов, определить последовательность доставки в хранилище, разработать способы нейтрализации, если отходы токсичные, и мероприятия по уборке незапланированного просыпа и пролива отходов.

В общем виде подземное хранилище представляет собой сложное сооружение, состоящее из наземного и подземного комплексов и соединяющих их выработок, предназначенных для доставки отходов в хранилище, проветривания и проведения необходимых наблюдений за состоянием выработок и самих отходов.

Подземное хранилище является дорогостоящим сооружением, поэтому оно должно быть ориентировано на прием отходов I, II, III и, при необходимости, IV классов опасности, перечень которых в каждом конкретном случае согласовывается с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы, заказчиком и разработчиком проекта хранилища, а при размещении хранилища на территории горнодобывающего предприятия - с этим предприятием.

Твердые промышленные отходы IV класса в основе своей являются инертным и нетоксичным материалом. По согласованию с органами санитарно- эпидемиологической службы, гортехнадзора и администрацией горнодобывающего предприятия они могут размещаться в выработанном пространстве в качестве закладки или же при согласовании с учреждениями коммунальной службы могут вывозиться на полигоны складирования городских бытовых отходов и применяться в качестве изолирующего материала.

Размещение взрывоопасных отходов может представлять опасность при транспортировке, складировании и хранении. Для уменьшения опасности (до размещения отходов в хранилище) целесообразно предусматривать возможные мероприятия по переводу их из одного класса в другой: по переводу из взрывоопасных в невзрывоопасные, из самовозгорающихся в несамовоагорающиеся, из выделяющих при разложении вредные газы в не выделяющие их, из растворимых в воде в нерастворимые.

Хранилища жидких, пастообразных или растворимых в воде промышленных отходов следует размещать на участках со слабофильтрующими породами, характеризующимися коэффициентом фильтрации не более 10 см/с. При необходимости размещения отходов в более проницаемых грунтах в камерах хранилища следует предусматривать технические мероприятия по исключению проникновения отходов в подземные и грунтовые воды, а также по исключению воздействия на отходы грунтовых вод. В качестве таких мероприятий можно использовать тампонаж окружающих пород, создание гидроизоляционного слоя, возведение противофилътрационных завес и т.п..

Для создания подземных хранилищ токсичных промышленных отходов не следует использовать выработанные пространства горных предприятий, расположенных в городах и рабочих поселках или непосредственно к ним примыкающих. Требования к местам спуска в подземное хранилище токсичных промышленных отходов и выхода вентиляционной струи, проходящей через такое хранилище (промплошадка), должны соответствовать «Санитарным правилам» и

СНиПам для полигонов по захоронению токсичных промышленных отходов.Подземное захоронение ПО может быть организовано на различных глубинах и в различных гидродинамических зонах литосферы. Согласно этому хранилища подразделяются:

- не неглубокие (близповерхностные) - в зоне аэрации и активного водообмена;

- среднеглубокие (промежуточной глубины) - ниже зоны активного водообмена, но не глубже 2000 м, в пределах пластовых температур до 50 - 70°С;

- глубокие - на глубинах свыше 2000 м.

Для обеспечения безопасного функционирования близповерхностных хранилищ из-за опасности загрязнения подземных вод они должны размещаться в объеме геологических тел с низкой гидравлической и диффузионной проницаемостью (в глинах, туфах и т.п.) и создаваться защитные сооружения (системы дренажа, гидрозавес и т.п.).

Среднеглубокое захоронение целесообразно и эффективно в объеме мегаблоков кристаллического фундамента платформ. Наиболее оптимально создание такого рода хранилищ в пределах неглубоко залегающих (500-2000 м) депрессий с незначительной динамикой подземных вод.

Глубокое захоронение промышленных отходов может быть реализовано в разрезе кристаллических образований фундамента и в осадочных породах, перекрытых выдержанными толщами (глинами мощностью от 50 до 100 м и более, стратифицированными соляными толщами).

c) Заполнение карьеров.

Использование промышленных отходов в качестве заполнителя при рекультивации карьеров. При добыче полезных ископаемых неизбежно образуется большое количество отработанных карьерных выемок, негативно влияющих на различные элементы природной среды: нарушение геоморфологии, гидрологического и гидрогеологического режимов, загрязнение подземных горизонтов, ландшафтные изменения.

4. Рециклинг техногенных отходов

техногенный отход антропогенный утилизация

Дефицит природных ископаемых в Российской Федерации превращается в серьезную государственную проблему. Экологические требования, прежде всего снижение, а не расширение размера освоенных человеком территорий ограничивают возможности ввода в действие будущих возможных месторождений источников материалов. Между тем, огромное количество металла сосредоточено в техногенных отходах.

В настоящее время выделена группа отходов, по разным причинам требующая приоритетного внимания. Ежегодно в РФ образуется около 7 млрд т отходов, при этом используется 2 млрд. т или только 28 %. Из общего объема используемых отходов около 80% вскрышные породы и отходы обогащения направляются на закладку выработанного пространства шахт и карьеров. 2 % используются в качестве топлива и минеральных удобрений и лишь 18 %, или 360 млн, т используются в качестве вторичного сырья (из них 200 млн. т-в стройиндустрии). На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 90 млрд. т твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвы и растений.

Остро стоит проблема твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод. Ежегодно в РФ образуется 140 млн. м ТБО, около 10 тыс. га природных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая бесчисленного количества несанкционированных свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигательных заводов составляет около 5 млн. м³ в год, или 3,5% от общей величины образующихся ТБО.

Суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет до 40 млн. т. Они разнообразны по качественному составу и свойствам и содержат значительное количество ионов тяжелы? металлов, токсичных органических и минеральных соединений, нефтепродуктов. На подавляющем большинстве очистных сооружений не решены вопросы удаления переработки образующихся осадков. Данные об объемах образования, накопления и использования отходов, требующих приоритетного внимания.

Приоритетность использования отходов определялась прежде всего по степени их токсичности. Так ртутьсодержащие отходы, относящиеся к веществам 1-го класса токсичности, являются одни- ми из наиболее опасных отходов для природной окружающей среды. В отходах в сфере производства и потребления содержится более 200 т ртути, безвозвратно теряемой при захоронении. Между тем в России нет подготовленных ртутных месторождений, а требуется ежегодно для промышленных целей 400..500 т ртути. Такого количества ртути не может дать единственный в России рудник (Краснодарский край), имеющий небольшие запасы руд (содержание ртути 0,06..0,1%).

Шламы хроматного производства, содержащие до 5% высокотоксичного шестивалентного хрома, так же как и ртутьсодержащие отходы, относятся к веществам, 1-го класса токсичности. Шламы в настоящее время не утилизируются и складируются в шламонакопителях двух заводов-АО «Хромпик» (г. Первоуральск Свердловской обл.) и Новотроицкого (Оренбургская обл.). В случае разрушения шламонакопителей вследствие естественного из- носа или стихийного бедствия весь токсичный хром может быть выброшен на окружающую территорию, создав катастрофическую экологическую ситуацию в бассейнах рек Чусовая и Урал. Проблема утилизации этого типа отходов не решена ни в одной стране мира.

Это же относится к отходам машиностроения-гальваношламам, мышшьяксодержащим отходам и др. Вторая группа отходов отличается, большим количеством образующегося и накопленного материала (отходы энергетики - золошлаковые, отходы углеобогащения, нефелиновые хвосты и др.).

Сложности переработки отходов связаны, кроме всего прочего, еще и с тем, что сложившаяся в народном хозяйстве практика контроля технологии не предусматривает подробного анализа компонентов технологического процесса (сырья и продуктов) на содержание всех возможных элементов

Итак, переработка техногенных отходов - единственная на длительную перспективу возможность решить проблему источников сырья. В связи с этим надо совершенно по-иному планировать техническую политику. Прежде всего это означает, что отраслевой подход к выбору направлений, в частности промышленного развития с учетом, например, лишь расходования одного или небольшого количества ресурсов или с точки зрения лишь выбросов в окружающую среду, может закончиться неблагоприятным, а в ряде случаев и катастрофическим результатом.

Поэтому в последние годы наблюдается выделение вопросов ресурсо-экологических проблем и управления ресурсами в самостоятельную науку со своей научной базой, методическим и мировоззренческим обеспечением, объектами исследований. Особенностью этой нарождающейся науки является широкое использование методов и результатов естественных, технических и социальных наук. Возникли совершенно новые задачи-умение суммировать различные потребляемые материализованные и социальные ресурсы, выделять лимитирующий ресурс, особенности глобальной, региональной и местной оценки ресурсов и др.

С учетом того факта, что лишь 2 % потребляемых природных ресурсов превращается в конечную продукцию, а остальное превращается в отходы, переработка отходов становится первоочередной мировой задачей, ядром решения проблемы ресурсосбережения. Используя отходы, снижая потребление природных ресурсов, выбросы и снимая вредное влияние хранилищ отходов на окружающую среду, одновременно можно решить большой круг экологических проблем.

В мировой практике в настоящее время складываются фундаментальные представления о наиболее эффективных направлениях ресурсо-экологической политики, сердцевиной которых в части сбережения материалов является обращение с техногенными и бытовыми отходами. «Обращение с отходами» - принятый термин, охватывающий весь объем операций, связанный с мониторингом, хранением, переработкой отходов и законодательным оформлением всех действий.

При самых совершенных технологиях предотвратить возникновение отходов невозможно.

Сегодня производственный рециклинг можно трактовать как оперативное использование вторичных ресурсов предприятия в одном из его цехов, Использованию производственного рециклинга особо способствуют соответствие качества вторичного сырья и качества исходной шихты, что снимает ряд сложных проблем «глобального рециклинга».

Производственный рециклинг наиболее предпочтителен, он весьма эффективен с точки зрения экономики, энергопотребления и защиты окружающей среды. Однако практика мирового хозяйства показала, что более 70 % всех образующихся техногенных отходов не могут быть переработаны предприятиями-изготовителями отходов. Это относится к предприятиям энергетики, транспорта, оборонным отраслям промышленности, машиностроению и др. Наконец это целиком относится к отложенным отходам. Именно таких отходов только на территории России накоплено более 90 млрд. т. Перерабатывать подобные материалы предстоит отраслям, эти отходы не производившим. Таким образом, назрела проблема концепции «глобального» рециклинга материалов.

Заключение

Подводя итог всему вышесказанному, можно сказать что утилизация и захоронение отходов одна из главных проблем современности.

Острота этой проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления промышленных отходов. Усилия зарубежных стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Более эффективно и целесообразно предотвращать образование отходов, начиная со стадии добычи полезных ископаемых и заканчивая потреблением готовой продукции. Достичь этого можно путем разработки и внедрения технологий рационального использования природных ресурсов, выделения ценных компонентов из побочных продуктов производства и отходов.

В советские годы длительное время существовала ориентация промышленности нашей страны на ресурсосберегающие технологии, однако это отображало скорее экономические цели производства, нежели попытку предотвратить вредное воздействие на окружающую среду. В наше время разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена, весьма ограничено и достижимо лишь на ограниченном числе технологических циклов и только на высокорентабельных отраслях и предприятиях.

Многостороннее и глубокое освоение безотходных производств - долговременное и кропотливое дело, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов. Полностью безотходное производство - далекая перспектива, но необходимо уже сейчас решать эту задачу, как на общеэкономическом уровне, так и в отдельных отраслях хозяйства. Для этого необходимо предельно корректно и профессионально вести учет и оценку промышленных отходов начиная со стадии разработки технологических схем, в которых неизбежно образование отходов, и заканчивая мероприятиями по их утилизации, переработке и возможному дальнейшему использованию в данном производственном цикле или в других отраслях.

Список литературы

1. http:// www. gintsvetmet. ru

2. http:// www. ecoms. ru

3. Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

4. Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

5. Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М., Химия, 1990.

6. Бикбулатов И.Х., Шарипов А.К. Термическая обработка осадков сточных вод в изолированных иловых картах / Инженерная экология. 2001, №1, С. 16 - 21.

7. Бикбулатов И.Х., Шарипов А.К. Хранилищереактор для избыточного активного ила, сырых остатков и шламов // Инженерная экология. 2000, №5, С. 47 - 52.

8. Дмитриев В.И., Коршунов Н.Н., Соловьев Н.И. Термическое обезвреживание отходов хлорорганических производств // Химическая технология, 1996, №5.

9. Избавление биосферы от токсичных отходов. Проблема и пути ее эффективного решения. Соликамск: Сильвинит, 1995.

10. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. Л., Химия, 1981.

11. Лукашов В.П., Янковский А.И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. //Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

12. Наркевич И.П., Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов технологии органических веществ. М.: Химия, 1984.

13. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения. Федеральный закон от 06.04.99.

14. Об отходах производства и потребления. Федеральный закон от 10.06.98 г. № 3009.

15. Об утверждении Критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Приказ МПР РФ от 15.06.01 № 511.

16. Объекты народного хозяйства в подземных горных выработках. СНиП 2.01.55-85.

17. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов СанПиН 3183-84 Минздрав СССР, 29.12.84.

18. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов (к СНиП 2.01.28-85) Госстрой СССР, Приказ 47, 15.06.84.

19. Правила охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в РФ от 15.07.94.

20. Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Зильбельшмидт В.Г., Зильбельшмидт В.В. и др. Пермь: ПГТУ, 1995.

21. Рекультивация отработанных карьеров. Чертес К.Л., Быков Д.Е. и др. Самарский государственный уехнический университет // Экология и промышленность России, № 10, 2002, с 18 - 22. РОК

22. Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации полигонов захоронения неутилизируемых промышленных отходов. М.: Минздрав, 1977.

23. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. М.: Госстрой, 1985.

24. Юсфин, Ю.С. Экология металлургического производства. Раздел 3 Экологически чистое производств: учебное пособие / Ю.С. Юсфин, П.И. Черноусов. -- Москва: МИСИС, 2000. -- 155 с.

Размещено на Allbest.ru

...