Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов
Проблема переработки органических отходов является одной из актуальных, поскольку продолжается накопление промышленных, бытовых и сельскохозяйственных загрязнениях, чуждых биосфере и не вписывающихся в естественных биологический круговорот. приводит к контаминированию воздуха, воды, земли и и отрицательно сказывается на здоровье человека.
Установлено, что в настоящее время каждая из величин – население Земли, объем промышленной продукции, промышленные отходы (у) – возрастает во времени (t) по экспоненциальному закону: y = Aet, и отличается лишь значением коэффициента А, определяющим крутизну этого роста. При этом загрязнение окружающей среды промышленными отходами, бытовым мусором и отбросами увеличивается быстрее, чем население планеты. Отсюда десятки миллиардов тонн промышленных отходов, сотни миллионов тонн бытовых отходов и мусора.
Классификация отходов. Отходы производства
Добыча и переработка сырья, необходимого для производства энергии, различных материалов и в конечном итоге удовлетворения тех или иных потребностей общества, ведет к истощению природных ресурсов Земли, разрушению природных экосистем, нарушению биосферных процессов и невиданному загрязнению окружающей среды, в том числе в результате накопления отходов производства.
Характерное для современного мира расширение индустриального производства сопровождается использованием громадного количества сырья и энергетических ресурсов, направленным на производство материальных благ. При этом действует сложившийся веками стереотип, что именно экстенсивный рост промышленного производства определяет благосостояние общества; промышленное производство считается основой экономического развития и социально-экономического уровня жизни общества, а объем потребляемых сырья и ресурсов расценивается как показатель экономического процветания.
Отходы производства – все то, что образуется в процессе производства или после завершения его цикла, кроме продуктов в виде энергии или веществ – предметов производства.
Согласно этому определению к отходам производства относятся остатки многокомпонентного природного сырья после извлечения из него целевого продукта, например пустая рудная порода, вскрышная порода горных разработок, шлаки и зола тепловых электростанций, доменные шлаки и горелая земля опок металлургического производства, металлическая стружка машиностроительных предприятий и т. д. Кроме того, к ним относятся значительные отходы лесной, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслей промышленности, дорожно-строительной индустрии и современного агропромышленного комплекса (навозохранилища, неиспользованные химические удобрения и пестициды, необустроенные кладбища погибших во время эпидемий животных и др.).
В принципе отходами производства являются и вещества, содержащиеся в отходящих технологических газах (дымовые) или в сточных водах предприятий, использующих воду в технологических процессах. Эти газообразные и жидкие виды отходов обычно рассматриваются в рамках экологических проблем загрязнения атмосферного воздуха и водного бассейна Земли и их охраны.
В промышленной экологии под отходами производства понимают отходы, находящиеся в твердом агрегатном состоянии (некоторые газообразные и жидкие отходы могут переходить в твердую фазу, например в фильтрах или отстойниках). То же относится и к отходам потребления – промышленным и бытовым (рис. 1).
Рис.
1. Классификация основных видов твердых
отходов
В России ежегодно образуются около 7 млрд т отходов, в том числе более 3 млрд т вскрышных пород – отходов горнодобывающей отрасли промышленности, сотни миллионов тонн шлаков и золы тепловых электростанций и металлургических комбинатов и др. В этом отношении «впереди планеты всей» выступают США, где ежегодно производится не менее 11 млрд т твердых отходов (44 т на каждого жителя страны), за ними Канада, Австралия.
Образование, сбор, накопление, хранение и первичная обработка отходов является неотъемлемой составной частью технологических процессов, в ходе которых они образуются и должны быть отражены в технологических регламентах и другой нормативно технической документации. В соответствии с ГОСТ 30772-2001 отходы - это остатки продуктов или дополнительный продукт, образующиеся в процессе или по завершении определенной деятельности и не используемые в непосредственной связи с этой деятельностью. Под определенной деятельностью понимается производственная, исследовательская и другая деятельности, в том числе - потребление продукции. Соответственно различают отходы производства и отходы потребления. Вопросы обращения с отходами регулируется федеральным законом «Об отходах производства и потребления» и подзаконными актами.
Отходы производства - это остатки сырья, материалов, веществ, изделий, предметов, образовавшиеся в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Например: металлическая стружка, древесные опилки, бумажные обрезки и пр. К отходам производства также относят образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения в данном производстве. Например: твердые вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов или сточных вод. Наряду с отходами производства на промышленных предприятиях образуются и отходы потребления, к которым относят в основном твердые, порошкообразные и пастообразные отходы (мусор, стеклобой, лом, макулатуру, пищевые отходы, тряпье и др.), образующиеся в результате жизнедеятельности работников предприятия.