Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
Посмотреть оригинал

Классификация методов (технологий) переработки твердых отходов

Номенклатура отходов весьма многообразна. Промышленные и сельскохозяйственные предприятия выпускают десятки тысяч видов продукции, при этом образуется большое количество разнообразных отходов. Так, например, комбинаты черной металлургии с полным циклом производства создают, но существу, только один вид основной продукции — сталь в виде слитков и изделий прокатных производств. Однако при этом в качестве отходов образуются отсевы агломерата и окатышей, пыли, шламы и шлаки доменного и сталеплавильных переделов, шламы первичных и вторичных отстойников прокатных цехов, отходящие технологические газы (доменный, конвертерный, коксовый и др.), различные сточные воды и т.д.

Если современный уровень развития производства делает экономически целесообразной переработку и (или) утилизацию какого-либо отхода, для каждого из них зачастую предлагается несколько конкурентоспособных технологий. Это означает, что номенклатура методов и технологий переработки и утилизации отходов еще более многообразна, чем номенклатура технологий основного производства. Данное обстоятельство подчеркивает необходимость определения как общих характеристик методов (технологий), так и их существенных отличий друг от друга, т.е. классификации методов переработки отходов.

Значительная часть отходов перерабатывается совместно с первичным сырьем по схемам и на оборудовании, предназначенном для этого сырья. Примером может служить использование металлолома в сталеплавильных агрегатах, металлургических шлаков и железосодержащих отходов в производстве портландцемента, получение серной кислоты из отходящих газов конвертерного, обжигового и других переделов медеплавильных заводов, товарной продукции из отработанных масел и отходов нефтехимии и т.д.

Технологии переработки отходов, аналогичные применяемым для первичного сырья, составляют первую группу методов, которую можно назвать индустриальными.

Ко второй группе относят методы, получившие преимущественное распространение в процессах специальной переработки вторичного сырья или защиты окружающей среды (воздушной, водной, почв), и их можно назвать утилизационными.

Описание индустриальных технологий и их оборудования традиционно составляет основу учебной и научно-технической литературы, рассматривающей какую-либо отрасль материального производства. Их классификация по многим признакам (непрерывные и периодические; гидро- и пирометал- лургические; протекающие в твердой фазе или расплаве; физические, химические и т.д.) давно сложилась и широко используется в инженерной практике.

Для классификации утилизационных методов может быть использовано неограниченное количество признаков, однако за ее основу целесообразно принять характер превращений в веществе, обеспечивающих переработку отходов. По этому признаку все методы переработки и обезвреживания отходов можно разделить на физические, химические, физико-химические, биохимические и комбинированные.

В физических методах изменяются лишь форма, размеры, агрегатное состояние и некоторые другие свойства отходов при сохранении их качественного химического состава. Эти методы доминируют, например, при дроблении и измельчении вскрышных пород, хвостов обогащения, шлаков и зол, при окомковании тонкодисперсных материалов, брикетировании рудной мелочи, строительных отходов, в магнитных и электрических методах сепарации смешанных отходов, в процессах сушки и испарения.

Химические методы изменяют физические свойства исходного сырья и его качественный химический состав. Взаимодействие веществ в них осуществляется в стехиометрических соотношениях, определяемых уравнениями протекающих реакций.

Важное место среди химических занимают термические методы. Для ускорения обезвреживания загрязнителей или их извлечения во всех типах термических превращений могут быть использованы катализаторы.

Физико-химические методы являются пограничными между физическими и химическими, образуя совокупность взаимосвязанных физических и химических превращений, протекающих в вещественной субстанции. Однако в отличие от химических методов переходы одних веществ в другие в данном случае нестехиометричны. Значительное влияние на изменение свойств системы при протекании физико-химических процессов оказывают внешние условия (давление, объем, температура и др.), в которых они реализуются. При этом могут существенно изменяться поверхностные, межфазные свойства, развиваться другие явления смешанного (физического и химического) характера. Физико-химические методы образуют наиболее представительную группу методов, используемых в основном не столько для переработки и утилизации, сколько для обезвреживания промышленных и бытовых отходов. Можно назвать методы коагуляции и флокуляции, экстракции, сорбции, ионного обмена, флотации, ультрафиолетового излучения, радиационного воздействия и др.

Биохимические методы представляют собой химические превращения, протекающие с участием субъектов живой природы, которые выполняют роль биологического катализатора. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов разлагать и (или) усваивать многие органические соединения. Биохимические превращения составляют основу жизнедеятельности живых организмов растительного и животного мира. Конечным продуктом этих превращений являются вещества неживой природы. На использовании биохимических превращений построены методы по переработке сельскохозяйственной продукции и отходов с получением биогаза, биометаллургии, очистки сточных вод и др. Реальные технологии редко могут быть сведены только к какому-либо одному виду превращений. Как правило, имеют место комбинированные процессы, являющиеся сочетанием двух и более типов превращений, один из которых может быть преобладающим.

Переработка отходов является альтернативным направлением по отношению к дорогостоящим методам захоронения отходов. О перспективности данного направления обращения с отходами свидетельствует общий рост объема перерабатываемых отходов в мире и сокращение неутили- зированных отходов.

Полный цикл переработки отходов включает следующие стадии:

  • • сбор;
  • • сортировку;
  • • непосредственную переработку;
  • • повторное использование отходов.

Компостирование — форма переработки сырой органической однородной массы. Предпочтительными видами отходов, подвергаемых компостированию, являются растительные остатки, пищевые и бумажные отходы, санитарно-гигиенические материалы. В меньшей степени компостированию подвергаются отходы животного происхождения, древесные отходы, отработанный ил. К непригодным для компостирования относят металлы, опасные и медицинские отходы. В практике промышленного компостирования можно выделить следующие методы:

  • • компостирование в буртах без принудительной аэрации;
  • • компостирование в буртах с принудительной аэрацией;
  • • компостирование в установках с контролирующими условиями (вращающиеся бочки, горизонтальные или вертикальные силосные башни

и др.);

• смешанные системы.

Выбор метода компостирования определяется оптимальным сочетанием эффективности утилизации отходов и стоимости применяемого метода. Компостирование является биологическим (биотермическим) методом обезвреживания твердых отходов (ТО). Сущность процесса заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60°С. 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. К основным химическим показателям, характеризующим мусор как материал для компостирования и получения биотоплива и органических удобрений, относят содержание органического вещества, общего азота, кальция углерода, а также зольность.

Постоянное увеличение количества отходов привело к необходимости разработки ускоренных, механизированных методов их переработки. Для этого сооружаются специальные мусороперерабатывающие заводы. Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:

  • • прием и предварительная подготовка мусора;
  • • собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;
  • • обработка компоста.

Оборудование для приема и предварительной подготовки отходов включает приемный бункер, питатели, транспортеры, магнитные сепараторы. Процесс биотермического обезвреживания и компостирования происходит в горизонтальных вращающихся барабанах. Оборудование для обработки компоста состоит из контрольного грохота, магнитного сепаратора и дробильного оборудования для измельчения балласта. Кроме того, необходим склад готовой продукции, т.е. площадка дозревания компоста, а также оборудование для взвешивания поступающих отходов и отпускаемого компоста и мойка для мусоровозов. Целью переработки и обезвреживания отходов является получение продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении. Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. Однако получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО компост может содержать примеси тяжелых металлов, что ограничивает его применение в сельском и лесном хозяйстве.

Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта задача может быть решена с использованием термических методов переработки отходов или путем вывоза их на полигоны. Ниже приводится краткая характеристика наиболее распространенных методов переработки отходов.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы