Разработка документации по обращению с отходами

В  США  фирмой  «Андко-Торрекс»  в  г.  Буффало  в  течение 6 лет эксплуатировалась шахтная печь на основе доменной печи с производительностью 2.8 т отходов в час (24000 т. в год). Ее экологические показатели соответствовали требованиям санитарных норм всех стран. В последствии аналогичные и более производительные установки стали появляться и в других странах, однако несбалансированность горючих компонентов в перерабатываемых отходах может привести к преждевременному выходу из строя установки. Для предотвращения, как выяснилось необходимо добавлять в шихту 50 – 100 кг низкосортного угля на тонну перерабатываемых отходов.

Для придания образующимся в печи шлакам большей легкоплавкости и  меньшей вязкости, повышении степени  поглощения шлаками серы и галогенов  следует вводить в шихту небольшое  количество известняка, что также  способствует стабилизации работы печи при допустимых экологических и  экономических показателях.

При достижении определенного температурного запаса через горн (но не через засыпной аппарат) можно загружать в печь жирные и бурые угли, пластмассовые  и хлорвиниловые отходы, отходы нефтепродуктов, автомобильные покрышки, лакокрасочные  изделия и т. п. Степень очистки  дымовых газов в системах обычных  доменных печей достаточно высока и  качество их проверено в промышленных условиях многих стран мира.

Возможно использования шлаков в качестве сырья для производства облицовочных плит, возможна попутная выплавка чугуна или стали.¹¹

2. Переработка отходов на основе сжигания

Институтом «Гинцветмет» (г. Москва)  совместно с другими Российскими организациями была разработана технология переработки (утилизации) твердых бытовых и промышленных отходов, на основе так называемого принципа Ванюкова, превосходящей по экологическим и экономическим показателям широко распространенные в мире термические методы. Существуют четыре модификации установки, разработанных компанией «Гинцветмет», для переработки отходов: МПВ – 30, МПВ – 60,   МПВ – 120, МПВ – 240 – отличающихся по производительности, количеству затрат различных ресурсов (например, электроэнергия, вода, при необходимости, топлива). Суть технологического процесса заключается в высокотемпературном разложении компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1250 – 1400 ºС и выдерживании их в течение 2 – 3 секунд, что обеспечивает полное разложение всех сложных органических соединений (в том числе дибензодиоксинов и дибензофуранов) до простейших компонентов. Экологическая эффективность подтверждена крупномасштабными испытаниями.

Заводы имеют следующие основные преимущества:

-    Обеспечивают решение острейшей социально-экологической проблемы- очистку от ТБПО территорий промышленных районов и городов при полной экологической безопасности.

-    Отличаются простой, в отличие от известных процессов не требуют предварительной сортировки и не имеет ограничений по исходной влажности отходов.

-    Могут быть построены и введены в эксплуатацию в течение 1 – 2-х лет при небольших капитальных затратах, практически в любом районе России и за рубежом.

-    Являются рентабельными и окупаются при оптимальной производительности в 4 – 5 лет с начала строительства (1 – 2 лет эксплуатации).

-    Позволяют перерабатывать промышленные отходы, переработка которых либо не рентабельна, либо еще не разработана.

-    При оптимальной производительности полностью обеспечивают себя электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом.

-    Избытки электроэнергии тепла и продуктов разделения воздуха от кислородной станции (кислород, аргон, азот) используются для нужд населения и города (других промышленных предприятий).

-    Являются безотходными, не имеют требующего утилизации остатка и, следовательно, полигона для его захоронения.¹²

3. Высокотемпературная переработка отходов в электротермическом реакторе

 

Высокотемпературная переработка  твердых отходов – это единственная гарантия уничтожения опаснейших биологических, биохимических, химических продуктов  и супертоксикантов – диоксинов и диоксиноподобных веществ.¹³

Многие специалисты считают, что  решение проблемы использования  ТП и БО невозможно без того, чтобы  их переработке предшествовала сепарация  по группам с использованием каждого  компонента в качестве сырья. Однако, если сепарация экономически нецелесообразна, то их следует перерабатывать на установках под воздействием высокой температуры. В то же время, такое воздействие  не может не вызвать образование  вредных веществ, в частности  образование одного из опаснейших классов  веществ, которые все чаще стали  упоминаться экологами и другими  специалистами, - галоидированных диоксинов и диоксиноподобных веществ (ДО).¹⁴

ДО – это супертоксиканты, особо вредные и опасные продукты синтетической химии, побочные продукты ряда химических производств и попутные микровыбросы промышленности и хозяйственной деятельности человека. ДО – практически нигде не упоминающийся до 90-х годов в учебной и научной литературе класс опаснейших веществ. В отличие от простейших диоксинов, галоидсодержащие диоксины (ДО) представляют собой хлорированные или бромированные бензольные кольца, соединенные кислородными мостиками. Это так называемые полихлордибензодиоксины и полихлордибензофураны и соответственно полибромдибензодиоксины и полибромдибензофураны. Особую опасность диоксины представляют в связи с тем, что, несмотря на свою нерастворимость в чистой воде и в чистом воздухе, эти опасные вещества легко растворяется в воде, содержащей гуминовые кислоты или фульвокислоты из почвенного гумуса ввиду их высокой способности к комплексообразованию с составными частями гумуса. С аэрозолями воздуха ДО образует комплексные соединения и благодаря их высокой способности к прилипанию они хорошо переносятся не только по земле, но и по воздуху. В почве ДО разлагаются в течение 20 – 30 лет и более, в воде разложение ДО длится от 2-х лет и более. Находясь в сфере обитания, ДО накапливаются в тканях живых организмов ввиду их большого сродства с белком.

Реализация промышленной установки  по высокотемпературной переработке  промышленных и бытовых отходов  позволит полностью решить проблему отходов в крупных городах  и тем самым обезопасить население  от распространения вредных химических, биохимических и биологических  отходов.

Пуск и работа промышленной установки  по утилизации отходов позволит получать в процессе утилизации синтез-газ, который  может быть использован в качестве топлива с высокой теплотворной способностью.

Работа установки по высокотемпературной  переработке твердых отходов (1500 ºС) и получению синтез-газа – это наиболее экономически оправданный и экологически безопасный и надежный способ ликвидации многих токсичных веществ и одного из типичных путей распространения галоидированных диоксинов и диоксиноподобных веществ, опаснейших ядов, чрезвычайно опасных для человека и других организмов.¹⁵

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Механическая очистка сточных вод

 

Механическая очистка сточных  вод, как правило, является предварительным  этапом для очистки промышленных сточных вод. При этом обеспечиваются выделение незначительной доли взвешенных веществ и снижение загрязнения.

Высокая эффективность процесса достигается  интенсификацией гравитационного  отстаивания, затем пропуском сточных  вод через слой различных зернистых  материалов или через сетчатые барабанные, напорные фильтры или фильтры  с плавающей нагрузкой и без  добавления химических реагентов и  с использованием фильтровальных материалов.

Метод целесообразно использовать при создании замкнутых систем водоснабжения  промышленных предприятий.

Существуют  различные варианты конструкций и модификаций аппаратов тонкослойного отстаивания.

На практике применяются две  принципиально отличающиеся конструкции: с перекрестным движением потока воды и выделенного осадка и с  противоточно-прямоточным. У конструкций  блоков с перекрестной схемой существует некоторый перерасход фильтрующего материала. Блоки в противоточно-прямоточных  схемах лишены данного недостатка. Поэтому могут изготавливаться  практически из любого тонкого и  пленчатого материала: листов алюминия, оцинкованного железа, дюраля, поливинилхлорида, стеклопластика, листового или пленчатого полиэтилена, лавсановой пленки. Особый интерес представляют пленочные  материалы из-за их невысокой стоимости  и небольшой массы, что облегчает  их монтаж.¹⁶ Несмотря на давность разработки данных устройств и простоту их изготовления и эксплуатации они пока не получили должного применения и распространения.

За рубежом давно применяется  отстойник оригинальной конструкции  финской фирмы «Larox». Данное очистное оборудование имеет высокую производительность: скорость восходящего потока составляет 5 – 8 м/ч. Вследствие подачи суспензии в фильтрующий слой мельчайшие частицы взвешенного вещества, направляющиеся вместе с восходящим потоком, остаются в этом слое. В итоге слив содержит (20 – 50) · 10^-6 твердой фазы. Конструкция аппарата может быть модифицирована по степени концентрации осадка.¹⁷ Значительное распространение в отечественной и мировой практике получили фильтры с насыпной (зернистой) загрузкой, в качестве которой может использоваться кварцевый песок, мраморная крошка, антрацит, керамзит, кокс, древесные или полиэтиленовые опилки и другие материалы. Основным критерием, характеризующим эффективность данных конструкций, является их грязеемкость, которая увеличивается при смягчении фильтрующего материала.¹⁸

Значительный интерес представляют фильтрующие материалы, которые  не требуют регенерации и могут  быть утилизированы после выгрузки их из фильтра, например в качестве топлива: антрацит, бурый уголь, коксовая крошка, торф.¹⁹

В недавнем времени были разработаны  фильтры непрерывного действия, в  которых процессы фильтрации и промывки загрузки протекают непрерывно в  разных оптимизированных по форме, конструкции  и габаритам аппаратах. Широкое  применение нашли фильтры непрерывного действия с насыпным слоем фильтрующего материала Дина-Сэнд (Швеция). Использование непрерывности процесса позволяет в 3 – 4 раза увеличить грязеемкость загрузки, в 1,5 – 3 раза сократить расход сбросных вод, фильтровать сильнозагрязненные и нефтесодержащие стоки.²⁰

В ЦНИИЭП инженерного оборудования разработаны типовые проекты  установок глубокой очистки сточных  вод посредством фильтров с песчаной загрузкой и пропускной способностью 10, 17 и 25 тыс. м³/сут. Особый интерес представляют конструкции каркасно-засыпных фильтров (КЗФ), обеспечивающих высокую эффективность процесса.

Челябинским ВНИИВОДГЕО разработана  конструкция каркасно-засыпных фильтров с засыпкой из гравия с крупностью зерен 40 – 60 мм и песка, 0,8 – 1,0 мм. Скорость фильтрации – 10 м/ч, продолжительность  фильтроцикла – 20 ч при средней концентрации веществ до 20 мг/л.²¹

Фильтры с плавающей загрузкой  из вспененного полистирола можно  применять для очистки сточных  вод предприятий металлургии, химической и легкой промышленности. Преимуществами данного способа очистки экономичность, простота конструкции, долговечность, надежность очистки.²²

Фильтры с пенополиуретановой загрузкой  могут применяться для очистки  стоков от нефтепродуктов и масел  в не эмульсионном состоянии. Скорость фильтрования 10 м/ч, продолжительность  фильтроцикла при оптимальном режиме 50 – 60 ч., при форсированном 27 – 36 ч. Грязеемкость при оптимальном режиме 8,8 – 17,0 кг/м³, при форсированном 6,8 – 9,6. ²³

 

5. Физико-химические методы очистки сточных вод

 

Физико-химические методы очистки  сточных вод пригодны для использования  на предприятиях различных отраслей и могут применяться как самостоятельно, так и в комплексе с другими  способами очистки и переработки  сточных вод.

Методы коагуляции и флокуляции могут применяться на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, легкой промышленности. Сорбционные методы, с использованием в качестве сорбентов золу, торф, коксовую мелочь, селигатели, активированные угли различных марок, наиболее эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей переработкой и использованием, а очищенные воды пригодны для оборотного водоснабжения промышленных предприятий. 

В качестве одного из перспективных  методов выделения из сточных  вод взвешенных веществ могут  быть использованы конструкции и  методы флотации. Флотация применима  для удаления ПАУ, нефтепродуктов и  масел, волокнистых компонентов. Наиболее широкий диапазон в технологических  схемах очистки сточных вод имеет  принцип напорной флотации. Для очистки  вод с высокой концентрацией  нерастворенных загрязнителей и  содержащих нефть и нефтепродукты  целесообразно внедрение в эксплуатацию импеллерных установок, которые обеспечивают высокую эффективность очистки.

Очистка стоков методом  ионного  обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные  компоненты сточных вод: цветные  металлы, ПАУ, радиоактивные вещества – очищать сточные воды до ПДК с последующим использованием вод в замкнутых технологических процессах предприятий.²⁴

Одним из перспективных направлений  очистки сточных вод является применение мембранных технологий: обратный осмос, ультра- и микрофильтрация  – наиболее универсальные, экономически целесообразный и экологически безопасные методы обработки сточных вод. Самым производительным из этих методов является способ ультрафильтрации, пригодный для очистки сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, металлургической, пищевой, пищевой, микробиологической отраслей промышленности и при гальванопроизводстве. Методы ультра- и микрофильтрации  обладают высокой эффективностью очистки, невысокими энергозатратами, простотой и компактностью установок, автоматизацией и экологичностью процесса.²⁵