Урок "Виды обращения с отходами"

В этом уроке разберем как оформить лицензию на обращение с опасными отходами

Максим Сучков

Ведущий инженер-эколог

Help Center

Виды обращения с отходами

Privacy

Вводное слово

Если ваше предприятие планирует утилизировать отходы самостоятельно без привлечения специальной организации, то вы праве оформить лицензию на обращение с отходами, которая разрешит вашей организации данные работы.
В этом уроке - прежде чем перейти к сложной и обширной теме лицензирования деятельности по обращению с отходами - мы разберем, виды дальнейшей обработки отходов, разберем как выбрать подходящий вид деятельности и поймем "а нужен ли он вам".

Основные виды обращения с отходами

Помимо сбора и транспортировки (о них мы поговорили на прошлых уроках), а также помимо накопления (правила накопления мы тоже детально проходили в прошлых занятиях) - существует:
- утилизация отходов;
- обезвреживание отходов;
- размещение на полигонах;
- обработка (переработка отходов).
На каждый вид такой деятельности - требуется лицензия. О том, как ее получить - разберемся в следующем занятии, а давайте пока разберем каждый вид деятельности и поможем вам понять - какие виды могут потребоваться вашему предприятию.

Обработка отходов

Обработка отходов - это предварительное воздействие на отходы с целью изменения их физических, химических или биологических свойств, чтобы облегчить их дальнейшее использование, утилизацию, обезвреживание или захоронение.
Важно понимать - обработка отходов это не конечный этап взаимодействия с отходом.

После нее должна идти утилизация, обезвреживание или размещение опасных отходов.

Для обработки, как правило, создается сортировочная линия.

обработка отходов

Виды обработки отходов

В зависимости от вида опасных отходов - применяются разные технологии обработки. Давайте их кратко разберем.

Самый распространенный - сортировка.
Сортировка отходов осуществляется на различные фракции для последующей переработки или утилизации. Отходы сортируются как и по видам, так и отдельно сортируются отходы, подлежащие обезвреживанию ( о нем поговорим ниже).

Компостирование
Применяется только для органических отходов.
По сути компостирование — это контролируемое разложение отходов, в результате которого получается биоорганическое удобрение. Внешне получаемый компост похож на обычную землю и может использоваться в разных сферах.
Компостирование может быть централизованным и частным.
При централизованном органические отходы складируются в специальных валках и туннелях.

Частное компостирование предполагает создание специальной кучи или загородки, куда сбрасываются все пищевые и растительные отходы.

пример площадки для компостирования отходов

Рециклинг
Рециклинг включает в себя процессы переработки отходов для получения вторичного сырья, которое может быть использовано для производства новых продуктов. Существует несколько методов рециклинга, в зависимости от типа отходов:
- Механический рециклинг: Применяется для переработки таких материалов, как пластик, металл, стекло и бумага. Включает в себя дробление, измельчение, промывку, сортировку и переплавку материала.
- Химический рециклинг: Включает разложение материалов до их химических составляющих, которые затем могут быть использованы для создания новых продуктов. Часто используется для переработки сложных полимеров и резины.
Рециклинг осуществляемый с помощью сжигания все же относится к утилизации отходов, поэтом будем разбирать его ниже.

Регенерация
Регенерация представляет собой процесс восстановления свойств материалов, которые были утрачены в ходе их использования. Этот процесс наиболее актуален для переработки отработанных масел, растворителей и химических реагентов. Ниже основные методы регенерации отходов:
- Вакуумная дистилляция: Применяется для очистки и восстановления отработанных масел и растворителей. Процесс включает испарение жидкости при пониженном давлении и последующую конденсацию.
- Адсорбция: Используется для удаления примесей из отработанных масел и растворителей с помощью адсорбентов, таких как активированный уголь.
- Ионный обмен: Применяется для восстановления свойств жидкостей, таких как регенерация ионообменных смол, используемых в химической и водоочистной промышленности.

Утилизация отходов

Утилизация – это процесс переработки отходов для последующего использования их компонентов в качестве сырья для производства новой продукции. Этот подход помогает снизить объемы отходов и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

Утилизация применяется только к ранее обработанным отходам, поэтому в обязательном порядке утилизации предшествует обработка.

Утилизация делится на четыре вида:
- рециклинг - повторное применение отходов по их прямому назначению. Пример рециклинга: Переработка макулатуры в бумагу, переработка стекла в новое стекло.
- регенерацию - возврат отхода в производственный цикл после соответствующей подготовки. Пример: восстановление отработанных масел до состояния, пригодного для повторного использования в технике..
- рекуперацию - извлечение полезных свойств компонентов отходов для их повторного применения. Пример: извлечение металлов из электронных отходов, использование строительных отходов для создания новых материалов.
- энергетическая утилизация - сжигание сортированных отходов для производства тепловой энергии.

Давайте разберем основные технологии утилизации отходов:
Пиролиз
Пиролиз – это термическое разложение органических материалов при высоких температурах в отсутствие кислорода. Полученные продукты, такие как синтетический газ, жидкие углеводороды и углеродный кокс, могут быть использованы в качестве топлива или сырья для химической промышленности.
Для пиролиза применяются специальные печи.

печь для пиролиза

Наиболее распространена технология низкотемпературного пиролиза, при котором разложение отходов происходит при температурах ниже 900 °С (как правило, 400–600 °С). Для этого, как правило, используются пиролизные печи, которые состоят из двух камер сгорания: нижняя камера сжигания отходов, и верхняя камера дожигания генераторных газов.

Перед загрузкой в печь масса отходов подвергается измельчению и затем помещается в нижнюю камеру, где сгорает в бескислородной среде. Газы, образующиеся при разложении, через инжекторное устройство направляются в камеру дожигания, куда в ограниченных количествах подаётся кислород, а также катализирующие газы.

В результате пиролиза образуется
- пиролизный газ, который может использоваться для производства электроэнергии или в качестве сырья для химического производства.
- коксовый остаток и полукокс.
- уголь, масло
Пиролиз можно разделить на:
Высокотемпературный пиролиз и низкотемпературный.
Высокотемпературный пиролиз (обеспечивается при температуре около 900 градусов) и помогает производить больше пиролизного газа из отходов для тепловой и электрической энергии.
Низкотемпературный пиролиз обеспечивается при температуре в 400-600 градусов и позволяет производить больше угля, масла, полукокса при сжигании отходов.

Газификация отходов
Газификация - это процесс термической обработки отходов, содержащих органические вещества, окислителем с расходом ниже стехиометрического. В результате получается генераторный газ (синтез-газ) и твёрдый или расплавленный минеральный продукт

Вот как осуществляется газификация:
1. Отходы измельчают и сушат до влажности 25–30%.
2. Подготовленные отходы, воздух и водяной пар параллельно подаются в реактор.
3. В реакторе происходит термическая деструкция отходов при температуре 600–1000 °C и атмосферном давлении. Образуется синтетический газ.
4. Полученный синтетический газ подвергается предварительной очистке от зольного остатка, охлаждению и тонкой очистке от механических примесей.
5. Синтетический газ накапливается для дальнейшего использования.
В результате газификации образуется смесь водорода с монооксидом углерода (синтен-газ), а также побочные химические соединения, содержащие фтор, хлор, азот.

схема газификации отходов

Сжигание отходов (инсенерация)
Сжигание отходов используется и для утилизации и для обезвреживания отходов. Поэтому расскажем о технологии в блоке "утилизация отходов".
Сжигание отходов происходит в специализированных установках с целью получения тепловой энергии. Этот процесс также уменьшает объем отходов, подлежащих захоронению.
Сжигание применяется, как правило, для утилизации отходов, которые не подлежат рециклингу или регенерации, например, медицинских отходов.

Технология сжигания отходов, как правило, включает следующие этапы:
1. Сортировка мусора. Из общего объёма удаляются опасные отходы, например, токсичные и взрывоопасные.
2. Измельчение мусора до фракций определённого размера.
3. Подача мусора в мусоросжигательные печи. Твёрдые коммунальные отходы сжигаются при температуре до 1 тысячи градусов. Отходы высоких классов опасности требуют более высокой температуры сжигания. Они поступают в роторные печи.
4. Процесс сжигания осуществляемый:
- на статичной, неподвижной решётке. Сжигаемые отходы непрерывно перемещаются вниз и смешиваются. Полное сжигание происходит примерно на 2/3 участков решётки. На последнюю нижнюю 1/3 уже поступает полученный шлак. В топку подаётся воздух, и шлак постепенно остывает и охлаждается;
- на подвижной решётке. Мусор равномерно сжигается полностью за счёт постоянного движения решётки и, соответственно, отходов. Для поддержания огня необходимо достаточное количество кислорода, поэтому в топку нагнетается нужный объём воздуха;
- в кипящем (псевдоожиженном) слое. Измельчённый мусор подаётся на под — перегородку с перфорацией. Вместе с ним подаётся инертный материал — тяжёлая зола, песок или шлак. Материал служит тепловым аккумулятором и обеспечивает более равномерное распределение мусора на поде. Через перфорацию на под снизу подаётся раскалённый воздух под давлением. Температура сжигания может достигать 800 градусов.
В результате сжигания остаются зола и шлак. Зола составляет порядка 4–10% объёма мусора и около 15–20% от его массы. Зола и шлак в дальнейшем передаются на размещение на полигоне захоронения отходов.

пример инсинераторной установки, применяемой для сжигания отходов

Обезвреживание отходов

Обезвреживание отходов является важной частью управления отходами и представляет собой процесс снижения токсичности и негативного воздействия отходов на окружающую среду и человека.

Утилизация и обезвреживание отходов часто путают, однако между ними существуют принципиальные различия. Утилизация предполагает использование отходов для производства новых материалов или товаров, тогда как обезвреживание направлено на снижение их вредного воздействия. Некоторые отходы требуют обезвреживания перед тем, как могут быть переработаны или утилизированы.

Обязательному обезвреживанию подлежат
1. Некоторые отходы производства и потребления: батарейки, отходы животноводства.
2. Радиоактивные отходы: требуют специальных методов обезвреживания, согласованных с санитарно-эпидемиологической службой.
3. Токсичные промышленные отходы: такие отходы чаще всего отвозят на специально оборудованные полигоны для обезвреживания.
4. Биологические и медицинские отходы: включают инфицированные отходы, токсичные и радиоактивные отходы, которые обезвреживают в зависимости от степени их опасности.
Выбор метода обезвреживания зависит от типа отходов и степени их опасности. Основные методы включают:
1) Механические методы
- Описание: Включают операции, направленные на уменьшение объема и массы отходов. Часто используется для малоопасных отходов.
- Примеры: Прессование, фильтрование, дробление.
2) Физические методы
- Описание: Методы, при которых используются физические воздействия для расщепления или изменения структуры токсичных веществ.
- Примеры: Электрическое воздействие, ультразвук, воздействие магнитными полями, облучение СВЧ или УФ-лучами.
3) Термические методы
- Описание: Методы термического воздействия включают сжигание, выпаривание и термическое разложение. Сжигание используется для горючих отходов, а термическое разложение – для получения безопасных газов.
- Примеры: Сжигание медицинских отходов, термическое разложение в плазменной струе.
4) Химические методы
- Описание: Включают использование химических реагентов для нейтрализации токсичных веществ. Эти методы часто комбинируют с физическими методами.
- Примеры: Нейтрализация кислот и щелочей, химическое окисление.
5) Биологические методы
- Описание: Применяются микроорганизмы для разложения органических отходов до безопасных компонентов. Этот метод является наиболее экологически безопасным.
- Примеры: Компостирование, биодеградация с использованием микроорганизмов.

для обезвреживание отходов используется соответствующее оборудование. Оно подбирается, в зависимости от вида отхода

Размещение отходов

Размещение отходов подразделяется на два основных процесса: хранение и захоронение.
1. Хранение – это временное складирование отходов на объектах размещения отходов (ОРО) на срок более 11 месяцев. Основная цель хранения – дальнейшая утилизация, обезвреживание или захоронение.
2. Захоронение – это процесс изоляции отходов в специальных хранилищах, что предотвращает их контакт с окружающей средой. Этот метод используется для отходов, которые невозможно переработать или утилизировать.
Для безопасного размещения отходов необходимы специальные подготовленные площадки. Эти площадки должны соответствовать строгим требованиям, обеспечивающим минимальный риск попадания отходов в почву, водные объекты и атмосферу. Основные требования к объектам захоронения включают:
- Гидроизоляция: Площадка должна быть оборудована системами гидроизоляции для предотвращения просачивания вредных веществ в почву и подземные воды.
- Дренажные системы: Обязательны для сбора и отвода загрязненных вод, образующихся в результате контакта осадков с отходами.
- Защитные барьеры: Объекты должны быть оснащены защитными барьерами для предотвращения распространения отходов в окружающую среду.
- Системы контроля и мониторинга: На площадках должны быть установлены системы контроля за состоянием окружающей среды, включая мониторинг состояния почв, воды и воздуха.
Захоронение ТБО отходов осуществляется на мусорном полигоне.

схема работы мусорного полигона после закрытия

Разберем как работают мусорные полигоны.
1) Подготовка участка
Перед началом эксплуатации полигон подготавливается: участок очищается, проводится геологическая разведка и анализ почвы. На основе этих данных разрабатывается проект с учетом всех экологических норм и требований.
В фундамент полигона укладывается специальная гидроизоляционная мембрана, которая предотвращает проникновение фильтрата (жидкости, образующейся при контакте осадков с отходами) в почву и подземные воды.

2) Формирование ячеек
Полигон разделяется на секции или ячейки, каждая из которых последовательно заполняется отходами. Ячейки заполняются слоями, каждый слой трамбуется для уменьшения объема и уплотнения отходов.
После заполнения ячейки она изолируется с помощью земляных материалов или специальной пленки.

3) Управление фильтратом
На каждом полигоне устанавливаются системы для сбора и очистки фильтрата. Собранный фильтрат направляется на специальные очистные сооружения, где проходит многоступенчатую обработку, прежде чем может быть сброшен в природные водоемы.

4) Система вентиляции и улавливания газа
В процессе разложения органических отходов образуется свалочный газ (метан и углекислый газ), который является опасным для окружающей среды. Для его безопасного удаления на полигоне создается система вентиляционных колодцев и труб, через которые газ отводится.

5) Рекультивация полигона
После завершения эксплуатации полигона начинается процесс рекультивации: полигон покрывается слоем земли, засеивается растениями для восстановления экосистемы. В течение многих лет продолжается мониторинг состояния почвы и воды на территории бывшего полигона.

Выводы урока

Давайте вспомним основные виды взаимодействия с отходами, которые мы прошли в этом уроке. Для этого подготовили для вас удобную таблицу.

Обработка;Сортировка;Сортировка отходов на различные фракции для последующей переработки или утилизации.;ТБО, бумага, пластик, металл ;Компостирование;Контролируемое разложение органических отходов с целью получения биоорганического удобрения.;Органические отходы, пищевые отходы ;Измельчение;Механическое уменьшение размера отходов для облегчения их транспортировки и последующей обработки.;Деревянные отходы, бетон, пластик ;Рециклинг;Повторное использование материалов после их переработки.;Бумага, стекло, металл ;Регенерация;Восстановление исходных свойств материала для повторного использования.;Отработанные масла, растворители ;Рекуперация;Извлечение ценных компонентов из отходов для их повторного использования.;Электронные отходы, строительные отходы Утилизация;Пиролиз;Термическое разложение органических материалов при высоких температурах в отсутствие кислорода.;Органические отходы, резина, пластик ;Газификация;Термическое разложение отходов с получением синтез-газа.;Органические отходы, уголь ;Сжигание (инсенерация);Полное сжигание отходов с целью получения тепловой энергии.;Медицинские отходы, промышленные отходы Обезвреживание;Механические методы;Уменьшение объема и массы отходов механическими средствами.;Малоопасные отходы, промышленные отходы ;Физические методы;Изменение структуры токсичных веществ физическими воздействиями.;Токсичные промышленные отходы, медицинские отходы ;Термические методы;Сжигание и термическое разложение для снижения опасности.;Медицинские отходы, органические отходы ;Химические методы;Использование химических реагентов для нейтрализации токсичных веществ.;Промышленные отходы, кислотные отходы ;Биологические методы;Использование микроорганизмов для разложения органических отходов.;Органические отходы, пищевые отходы Размещение;Захоронение на полигоне;Изоляция отходов в специальных хранилищах с минимальным воздействием на окружающую среду.;ТБО, промышленные отходы ;Хранение;Временное складирование отходов до их утилизации или захоронения.;ТБО, опасные отходы

Перейти к следующему уроку

Перейти к уроку

Нажмите на кнопку, чтобы перейти к следующем уроку.