Классификация твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО)

Промышленные отходы и их утилизация

Проблема переработки промыщленных отходов носит глобальный характер, что и обусловило ее важность. Практически любое промышленное изделие "начинается" с сырья, добываемого из недр планеты или вырастающего на ее поверхности. На пути к промышленным предприятиям сырье что-то теряет, часть его превращается в отходы. Подсчитано, что на современном уровне развития технологии 90% исходного сырья в конечном итоге уходит в отходы. Поэтому и громоздятся горы пустой породы, небо застилают дымы сотен тысяч труб, вода отравляется промышленными стоками, вырубаются миллионы деревьев.
Сколько производится в стране черных и цветных металлов, добывается угля и неметаллических полезных ископаемых, достаточно хорошо известно. А вот сколько та или иная отрасль производит при этом отходов - известно чаще всего только специалистам. Вот несколько цифр. При добыче угля ежегодно на поверхность земли из недр поднимают около 1 млрд. м3 пустой породы. Строят из нее бесполезные пирамиды - терриконы. При этом впустую растрачиваются не только тысячи гектаров зачастую плодородных земель. Загрязняется атмосфера, терриконы "горят", ветер поднимает с их бесплодных склонов тучи пыли.

 

Классификация твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО)

Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительной сепарации по группам для их переработки. Твердые бытовые отходы (ТБО) у нас в Российской Федерации, напротив, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическим и механическим свойствам и размерам. ТБО, собранные у нас, перед их переработкой необходимо обязательно подвергнуть сепарации по группам, если таковая имеет смысл, и уже после сепарации каждую группу ТБО следует подвергнуть переработке. Остановимся сначала на классификации ТПО. Представляется более правильной и рациональной классификацией ТП и БО с точки зрения физико-химических, биологических, биохимических и токсикологических свойств.

1.1. Классификация ТП и БО по физико-химическим,

биологическим, биохимическим и

токсикологическим свойствам

Все твердые промышленные отходы (ТПО) следует подразделить на следующие группы:
отходы металлоперерабатывающих производственных подразделений;
отходы металлургических производственных подразделений;
отходы стекольных и керамических производств;
отходы при производстве полимерных материалов синтетической химии (в том числе отходы резины и резинотехнических изделий;
отходы из природных полимерных материалов (отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные отходы, отходы фиброина, кератина, казеина, коллагена);
отходы отопительных систем;
волокнистые отходы;
радиоактивные отходы.

Вывоз мусора, твердые бытовые отходы (ТБО) после сепарации (если таковая целесообразна) следует подразделять на следующие группы.

Отходы из природных материалов (ОПМ)
Пищевые (гниющие) отходы.
Отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций, в том числе хирургии и стоматологии, а также возможно отходы лечебных ветеринарных учреждений.
Полимерные отходы из природных материалов, в том числе отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные, оберточные материалы.

Все ТПО, как уже отмечалось, не требуют сепарации и сразу могут подвергаться переработке для получения товарных продуктов и изделий. Вопросы переработки ТПО рассматриваются детально в последующих главах.

Промотходы зачастую обладают различными химико-физическими свойствами, представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования. В нашей стране вредные вещества характеризуется по четырем классам опасности, от чего зависят затраты на переработку и захоронение : 1. Чрезвычайно опасные. Отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 – треххлорную сурьму, бенз-а- пирен и др. Токсичность соединений ртути заключается во вредном воздействии иона Hg2+. В организм ртуть попадает, как правило, в неионой форме. Ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами в крови, в результате чего образуются более или менее прочные комплексы – металлопротеиды. Страдают тиоловые энзимы и в организме возникают глубокие нарушения функций центральной нервной системы, что приводит к инертности корковых процессов в мозге. Воздействие соединений ртути на животных при остром отравлении проявляется в потере аппетита, жажде, слюнотечение, рвота, общая слабость, позднее кровавый понос, катаракта на слизистой глаз, возможные судороги, внезапная смерть при поражении двигательных узлов сердца и спинного мозга. У выживших через 1 – 2 часа поражение желудочно- кишечного тракта, через 5 суток – поражение почек, перерождение клеток печени. У человека при отравлении сулемой и другими солями ртути – головные боли, поражение десен, стоматит, набухание лимфатических и слюнных желез, иногда повышенная температура. В тяжелых случаях нефроз в почках и через 5 – 6 дней смерть. Общее воздействие на организм цианистого калия (KCN) и других солей синильной кислоты (HCN) вызывает нарушение дыхания, резкое понижение способностей тканей потреблять доставляемый кислород. При хроническом отравлении возможно нарушение продуцирование гормона щитовидной железой, тяжелое поражение дыхательных путей, головная боль, похудение, нарушение потенции и либидо, снижение функции половых желез развитие анемии, лейкопения, поражение почек, ухудшение зрения и слуха, на коже образуется хроническая экзема. Смертельная доза KCN для человека – 0.12 г, иногда переносятся бoльшие дозы, замедление действия возможно при заполнении желудка пищей. Соединения сурьмы вызывают раздражения слизистых дыхательных путей и пищеварительного тракта, кожи. При хроническом отравлении данные вещества способны вызывать нарушение обмена веществ, негативно влияющие на нервную систему и сердце. При гидролизе SbCl3 в организме образуется HCl, приводящая с острому воспалению легких и дыхательных путей и опасному воздействию на пищеварительную систему (хотя несколько меньше). SbCl3 раздражает глаза, вызывает тошноту, рвоту, понос, мышечную слабость при попадании в желудок, задерживает мочеиспускание, в результате – судороги, сердечная слабость, коллапс, смерть. Бенз-а-пирен (1,2-бензпирен) – сильное канцерогенное вещество, получаемое при производстве каменноугольной смолы (содержание 0.001–1 %), каменноугольного пека (1.5 – 2 %), сланцевой смолы (до 0.2 %), сланцевых масел, – содержится в сырой нефти, нефтепродуктах, древесном дыме, продуктах пиролиза древесины и торфа. 1,2-бензпирен обладает канцерогенной активностью в отношении человека и животных. Возможно развитие раковых опухолей самых различных органов: легких, желудка, молочных желез и многих других. Действие канцерогенов на организм происходит при его взаимодействии с элементами клетки. Существуют гипотезы, что такие соединения не играют самостоятельной роли, а только создают условия для онкогенных вирусов. ПДК бенз-а-пирена в атмосферном воздухе составляет 0.01 мкг/м3. 2. Высоко-опасные. Отходы, содержащие хлористую медь, содержащиесульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединениясвинца. Свинец – яд, действующий на все живое, в особенности на нервную систему, кровь, сосуды; в меньшей степени действует на эндокринную и пищеварительную системы. Активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генного аппарата, возможно денатуративное действие, подавление ферментативных процессов, выработка неполноценных эритроцитов из-за поражения кроветворных органов, нарушение обмена веществ. Медь содержится в организме главным образом в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в кроветворении. Во вредном действии избытка решающую роль, по-видимому, играет реакция Cu2+ с SH-группами ферментов (фриден). С колебаниями содержания Cu в сыворотке и коже связано появление депигментации кожи. Реакции соединений меди с белками тканей верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Токсичность CuCl2 проявляется как действие Cu2+ и образующейся в организме соляной кислотой. Попадание в желудок животных сульфата меди (CuSO4) вызывает анемию, язву желудка, изменения в печени, кровоизлияние в почках и семенниках, смерть. При вдыхании – воспаление верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта, поражение центральной нервной системы. У людей попадание CuSO4 или Cu(CH3COO)2 в желудок вызывает тошноту, рвоту, боли в животе, понос, быстрое появление гемоглобина в крови и моче, желтуха, анемия, при почечной недостаточности – смерть. При хронической интоксации медью и ее солями – функциональное расстройство нервной системы, нарушение функции печени и почек. 3. Умеренно-опасные. Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлоридникеля, четыреххлористый углерод. При остром травлении хлоридом никеля (NiCl2) возникает возбуждение, угнетение; покраснение слизистых оболочек и кожи; понос. Длительное воздействие вызывает снижение числа эритроцитов, но многими животными это переносится не очень болезненно. 4. Малоопасные. Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты,соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемыхфлотационным способом с применением аминов. Mg способствует изменениям содержания SH-групп во внутренних органах, нарушению нуклеинового обмена. У людей поражается носовая полость, выпадают волосы. Действие собственно MgSO4 на кожу приводит к дерматологическим заболеваниям. Фосфаты – смеси различных веществ, среди которых все или часть соединения фосфора; многие из них применяются в качестве удобрений. Поскольку анион фосфорной кислоты является физиологическим, общая токсическое действие ее солей возможна лишь при весьма высоких дозах. Попадание пыли фосфатов в организм развивает пневмосклероз, сокращение бронхов и кровеносных сосудов. Токсичность многих фосфоритов зависит от примеси фтора. Наиболее ядовита нитрофоска – смесь моно- и диаммония фосфатов с KNO3. При контакте с фосфатами у человека могут развиваться дерматиты: сыпь, жжение и зуд, отек кожи лица – жжение в глазах, слезоточивость, выпадение радужной оболочки, хотя быстро отходящие. Возможно нарушение менструального цикла. Течение в целом благоприятное, но при осложнениях возможно развитие пневмонии бронхита. Хлорид цинка (ZnCl2), используемый для консервирования древесины и в целлюлозно-бумажной промышленности, у животных вызывает развитие злокачественных опухолей в легких и половых органах, нарушение твердости костей и зубов. У человека поражаются дыхательные пути, иногда желудочно-кишечный тракт, реже язва желудка. ПДК хлорида цинка – 1 мг/м2. Сульфат цинка или цинковый купорос (ZnSO4 · 7H2O) – раздражитель дыхательных путей животных, желудочно-кишечного тракта. Вызывает малокровие, задержку роста. У человека может развиться повышенная заболеваемость органов дыхания, пищеварения, кровообращения, кожи. Принадлежность к группам определяется по классификатору промышленныхотходов, расчетным путем, если известны гигиенические параметры вещества(например, ПДК) и экспериментальным путем. Отходы всех классов делятся на твердые, пастообразные, жидкие, пылевидные или газообразные. Твердые отходы: пришедшая в негодность тара из металлов, дерева, картона, пластмасс, обтирочные материалы, отработанные фильтроматериалы, обрезки полимерных труб, кабельной продукции. Пастообразные: шламы, смолы, осадки с фильтров и отстойников от очистки емкостей теплообменников. Жидкие: сточные воды, содержащие органические и неорганические, не подлежащие приему на биоочистку ввиду высокой токсичности. Пылевидные (газообразные): сдувки от дыхательных трубок емкостного оборудования, выбросы из участков обезжиривания, окраски продукции. По химической устойчивости отходы различаются: взрывоопасные, самовозгорающиеся, разлагающиеся с выделением ядовитых газов, устойчивые. Отходы могут быть растворимые и нерастворимые в воде. По происхождению: органические, неорганические, смешанные отходы. В промышленно развитых странах доля расходов на реализацию экологичныхспособов производства от стоимости конечной продукции 30 – 50 % [8]. Внашей стране до сих пор экономика промышленного производства недостаточноучитывает или не учитывает совсем убытки от деградации природной среды,себестоимость продукции определяется без учета стоимости природы [16].

 

2. Сбор, утилизация, обезвреживание, захоронение промышленных отходов.

 

На основе обобщения отечественных и зарубежных достижений может быть принята следующая комплексная система управления рациональным использованием материальных ресурсов (КС УРИР). Ее цель - постоянное развитие ресурсосберегающих методов хозяйствования. Составная часть КС УРИР
- комплексная система управления рациональным использованием вторичного сырья.

Система предусматривает проведение следующих мероприятий:

научно-технического характера (использование передовой техники и технологии по сбору и переработке вторичного сырья);

экономического (внутрихозяйственное планирование образования, сбора, использования и реализации отходов, установление цен на эти ресурсы и продукты их переработки, материальное стимулирование их рационального применения, комплексный учет и анализ результатов работы с вторичным сырьем);

правового (использование директивных указаний и инструкций в работе с вторичным сырьем, подбор и расстановка кадров, расширение и упорядочение договорных отношений между поставщиками и потребителями;

экологического (использование вторичного сырья с учетом аспектов защиты окружающей среды).

Система носит многоуровневый характер и охватывает все стадии жизненного цикла вторичных материальных ресурсов:

Выявление ресурсов;

2) планирование их сбора и использования, сбор и подготовку к потреблению или реализации;