Стратегия управления отходами

Экономический прогресс, к сожалению, связан с увеличением отходов и входит в противоречие с экологической безопасностью. Традиционные методы борьбы с отходами (сжигание, свалка, захоронение) не решают, а усугубляют экологические проблемы. Отсюда возникает необходимость выработки стратегии их обработки, которая должна опираться на два принципа:

а) учёт взаимодействия материала отходов, энергии, окружающей среды и влияния отходов на окружающую среду при осуществлении той или иной стратегии;

б) учёт законов биогеохимических циклов, которые распоряжаются циркуляцией химических элементов в различных средах (вода, воздух, почва) и в живом мире при возвращении отходов в окружающую среду. Надо помнить, что циркуляция материи осуществляется в триединстве: производитель ® потребитель ® деструктуратор («могильщик»).

Исходя из этого, осуществляют  пять стратегических направлений обработки, а значит, и управления отходами: остановка производства, складирование (захоронение), достижение экологически совместимых отходов, утилизация и  «чистое производство (чистая технология)».

1. Остановка всего или отдельного звена производства или его перепрофилирование является крайней, но необходимой мерой, когда использование данного вида продукта или генерируемые при его производстве отходы оказывают сильное влияние на окружающую среду и здоровье человека. По этой причине были закрыты завод «Белкозин»  в г. Кириши по производству белкового корма для скота, ЦБК на Ладожском озере, производство и применение пестицида ДДТ и других опасных веществ.

2. Складирование или захоронение. Этой операции подвергают отходы после утилизации и рециклирования, а также опасные и токсичные отходы. Складирование может быть на земле, под землёй или в воде.

Перед складированием необходимо уменьшить объём отходов, снизить опасность их воздействия на окружающую среду обезвреживанием и стабилизацией. Для этого используют различные методы и способы обработки отходов: механическая обработка (дробление, компактирование, брике-тирование), термическая, физико-химическая, химическая, биологическая.

3. Экологически совместимые отходы. Это возвращение продуктов в естественную среду, где отходы интегрируются в биогеохимических циклах без каких-либо их нарушений. Большинство органических отходов являются различными соединениями  С, Н, О и могут быть окислением переведены в воду и углекислоту. Биологической обработкой отходов получают удобрения.

В качестве примеров можно привести замену полимеров на биополимеры, которые вырабатываются из отходов картофеля, кукурузы, риса и других сельскохозяйственных культур и обладают теми же физико-механическими (потребительскими) свойствами, что и полимеры из нефти. Они поддаются биохимическому разложению и компостированию и решают проблему пластмассового мусора на земле и в океане. В Японии - это бумага из отходов риса, в Германии на основе крахмала – фольга для упаковки обуви, одежды, ткани и т.п. Такая упаковка в течение нескольких дней легко усваивается естественной средой, разлагаясь на воду и углекислый газ.

Другой пример, когда отходы, богатые металлами, обрабатываются таким образом, чтобы получать химические соединения, близкие по своему составу и свойствам естественному минералу. Так, ртуть из отходов может быть переведена в сульфидное соединение HgS и в этой форме лучше воспринимается естественной средой при складировании.

4. Утилизация и рециклирование. Под утилизацией отходов понимают любую обработку (дробление, брикетирование, термическая и физико-химическая обработки, биотехнологическая и др.) с целью уменьшения их объёма или превращения в инертное состояние, не оказывающее вредного влияния на окружающую среду или с возможным получением нового продукта, или энергии.

В этой области располагаются основные возможности обработки и управления отходами путем рециклирования (возвращение отходов в кругооборот «производство - потребление»).

5. «Чистое производство (чистая технология)» направлено на снижение объёма и преобразование отходов для уменьшения их воздействия на окружающую среду. Как правило, оно требует больших капиталовложений и реализуется по следующим направлениям:

 1) Новые методы и технологии производства продукции (энергии) и применение нового или модернизированного оборудования, требующие больших капитальных вложений, например, это:

· двухстадийная обработка отходящих газов, содержащих сернистый ангидрид;

· применение лазерной технологии в машиностроении

· подземная газификация углей и получение экологически чистого топлива - метанола;

· извлечение металлов из золы (70% германия получают таким образом в России), шламов, стоков и многое другое;

· минитюаризация конструкций при тех же потребительских свойствах, упрощение упаковки гигиенической продукции и почтовых отправлений;

 2) Применение систем замкнутых технологических циклов, например, оборотное или бессточное водопользование, сбалансированная по хлору технология получения оксидов Ti, Zr, Hf, Ta, V и др.).

 3) Материалозамещение для снижения объёма и токсичности отходов, уменьшения загрязнённости, например:

· использование кузнецкого угля на ТЭС вместо угля подмосковного бассейна уменьшает загрязнение атмосферы в 15 раз;

· замена медного телефонного кабеля волоконнооптическими световодами позволит полностью отказаться от потребления меди;

· замена ртутных батареек на литиевые, свинцовых белил на титановые, закалочных масел на водорастворимые полимеры и т.п.;

· замена пропитанных креозотом деревянных шпал (используется 80 %) на бетонные, которые в 3 раза долговечнее и в 2,5 раза дешевле, что позволит снизить загрязнение, сэкономить лесоматериалы и уменьшить отходы.

 4) Ресурсосберегающие и малоотходные технологии, в том числе материало- и энергосбережение:

· замена энергоёмких технологий и оборудования на менее материало- и энергоёмкие;

· герметизация оборудования;

· совершенствование газо - и пылеулавливания и очистки промышленных стоков;

· получение побочной продукции, например, гипса при очистке дымов;

· повышение качества исходного сырья, например, обогащение руд или обессеривание угля;

· утилизация отходов.

Для выбора стратегии и направления обработки отходов предварительно необходимо провести:

- физико-химический анализ отходов;

- качественную оценку отходов;

- пространственно-временной анализ образования отходов;

- анализ возможных направлений обработки отходов;

- исследования влияния на окружающую среду каждого из выбранных направлений.

Опыт показывает, что даже самая универсальная стратегия не может решить проблем всех отходов. Поэтому часто приходится выбирать различные направления обработки одинаковых отходов или применять несколько направлений для полного управления одним видом отходов.