Обезвреживание отходов: методы, технологии и оборудование

Разные отходы могут относиться как к опасным, так и неопасным классам.

При этом вред биосфере наносят любые из них.

Одной из задач правильного обращения с мусором является минимизация последствий для природы любых вредных воздействий.

Среди используемых для этого способов — обезвреживание отходов производства и потребления.

Суть процесса

Действие, направленное на снижение отрицательного воздействия мусора на природу, здоровье людей, называются обезвреживанием. Оно является одним из 6 этапов обращения с ликвидируемыми веществами.

Законом от 24.06.1998 N 89-ФЗ выделяются процессы нейтрализации отходов, направленные на:

• изменение состава;
• уменьшение массы, объема;
• детоксикация химических свойств;
• обеззараживание.

Все мероприятия выполняются на объектах обезвреживания (это специально оборудованные для этой цели сооружения).

К ним относятся выделенные строения, сооружения со специальным оборудованием для уменьшения токсичности мусора. Выполняемые процессы должны соответствовать принятым экологическим, санэпидемиологическим нормам.

Основным критерием правильности выполнения нейтрализации является переход веществ из класса, к которому они относились до обработки, к классу меньшей опасности. При этом достижение 5 класса является максимальным результатом.

Чем отличается от утилизации?

Работы по обезвреживанию и утилизации отходов присутствуют в технологической цепочке их переработки, и часто возникает вопрос, в чем разница между этими процессами?

Они имеют разные задачи:

1. Обезвреживание служит для уменьшения уровня опасности мусорных компонентов. Как правило, этот этап предваряет утилизацию. После его выполнения отходы готовы к использованию для выпуска новой продукции или безопасному захоронению.
2. Утилизация — это центральный этап при обращении с ненужными веществами. Именно от нее зависят объем повторного применения мусора, скорость заполнения полигонов — чем больше отходов будет успешно утилизировано, тем меньше останется непригодных мусорных хвостов.

Различают следующие направления утилизации:

• регенерация, или внедрение специально подготовленных компонентов в производственный процесс;
• рециклинг, или повторное использование предметов, деталей по прямому назначению;
• рекуперация, или извлечение из мусора ценных элементов для дальнейшего применения;
• использование ТКО в виде вторичного энергоресурса.

Какой мусор подлежит обезвреживанию?

Из многообразия отходов детоксикации подлежат те, которые без специальной обработки могут нанести непоправимый или существенный вред экосистеме.

Они различаются по:

• технологическим процессам изготовления первоначальных товаров, продукции;
• используемому сырью;
• отраслям производства;
• сферам деятельности.

Самыми многочисленными являются отходы потребления и производства. Практически все они классифицированы по основным признакам и содержатся в ФККО.

Необходимость нейтрализации таких остатков определить просто — если вещество относится к одному из первых четырех классов, то перед утилизацией следует уменьшить его уровень опасности.

Так, наиболее частыми у мусороперерабатывающих компаний являются запросы на утилизацию утративших потребительские качества, отработанных ртутных и люминесцентных ламповых колб, аккумуляторов, ртутных термометров, смазочных и охлаждающих масел, загрязненные нефтепродуктами материалы, кислотные и щелочные растворы.

Отходы 5 класса, в том числе пищевые, коммунальные, офисные считаются неопасными, для них обезвреживание не является обязательной процедурой.

Обязательно должны подвергаться нейтрализации, обеззараживанию следующие типы отходов:

• медицинские;
• инфицированные;
• пожароопасные;
• токсические;
• биологические;
• радиоактивные;
• химические.

Способы

Поступающий на переработку мусор имеет сложную структуру, поэтому предварительно сортируется на однородные фракции.

Обезвреживание каждой из них происходит технологическими способами, зависящими от вида, свойств, класса опасности, состава обрабатываемых материалов.

Существующие методы обезвреживания не позволяют качественно выполнять эту работу непосредственно хозяйствующими субъектами. Мусор передается организациям, имеющим подходящие помещения, оборудование, специалистов.

Самостоятельно нейтрализуют свои отходы промышленные концерны, для которых экономически выгодно наладить собственную мусорообработку. Например, когда получаемые новые компоненты используются как добавки в сырье для производства продукции, а тепловая энергия идет на обогрев цехов.

Механические

Задача механических способов — уменьшить вред за счет снижения площади воздействия. При увеличении плотности мусора уменьшается его объем и, следовательно, размеры занимаемого пространства. Исходные характеристики обрабатываемых веществ не меняются.

Для достижения результата используются:

• прессы;
• дробилки;
• измельчители;
• мешалки.

Методы применяются для менее токсичных веществ 4 класса. Также служат подготовительным этапом при регенерации отходов. Например, частицы автопокрышек входят в состав сырья для изготовления новой аналогичной продукции.

Физические

Такие способы позволяют менять физическую структуру отходов с помощью электрического, магнитного, иного силового поля.

Применяются современные устройства, продуцирующие:

• электрический ток;
• сверхвысокую частоту;
• ультразвук;
• ультрафиолетовое излучение.

Методы применяются для неорганических веществ. Например, из отработанных масел удаляются вода и примеси. Полученные компоненты становятся сырьем для нефтеперерабатывающих компаний. Ультрафиолет успешно используется для обеззараживания медико-биологических отходов.

Также используются несложные методы, при которых отходы меняют физические свойства:

• фильтрование;
• промывка;
• выпаривание;
• нагревание.

Химические

Целью химического воздействия определенных веществ на токсические компоненты является изменение состава их элементов. Под действием химических реакций токсические элементы преобразовываются в нейтральные.

Основными процессами являются:

• окислительно-восстановительные;
• замещающие реакции;
• ионный обмен.

Подходят для элементов в жидком, газообразном состоянии. Так, отходы с агрессивными кислотами нейтрализуют щелочами. При таком взаимодействии происходит реакция расщепления, выделяется тепло. Ставшая неопасной жидкость сливается в канализацию. Образовавшийся соляной остаток просушивается, сдается на захоронение.

Термические

Являются самыми эффективными, дешевыми, распространенными методами. Основаны на тепловой обработке отходов в специальном оборудовании на мусороперерабатывающих предприятиях.

Выделяют 2 основных варианта термической детоксикации:

• сжигание в печи — подходит для горючего мусора;
• термальное разложение — негорючие вещества обрабатываются теплоносителями высокой температуры, например, насыщенным паром, плазменной струей, в результате чего они окисляются, разлагаются.

Применяются практически для всех видов мусора. Объем обрабатываемых отходов уменьшается на 90-95%. Выделяемое тепло используется как источник теплоснабжения, электроэнергии. Чтобы предотвратить загрязнение атмосферы, для оборудования предусматривается многоступенчатая фильтрация.

Пиролиз

Относится к современным экологическим методам высокотемпературного обезвреживания мусорной массы.

На выходе получаются компоненты, используемые как сырье в металлургической промышленности:

• пирогаз;
• пирокарбон;
• масло;
• вода.

Если процесс проходит при температуре до 600°С, то получается больше жидких веществ. Если до 1050°С, то отходы сгорают полностью, увеличивая выход газов.

Пиролиз подходит для остатков материалов:

• биологических;
• деревянных;
• резиновых;
• полиэтиленовых;
• пластиковых.

От термических способов отличается тем, что применяется в печах при отсутствии кислорода или его малом количестве. Необходимо измельчение входного мусора.

Газификация

При этом способе происходит обработка мусорной фракции кислородом или углекислым газом. В результате окисления получаются новые вещества — генераторный газ и минеральные материалы.

Вновь образованные нейтральные компоненты используются как топливо, химическое вторсырье.

Подходит для детоксикации органических отходов. Но на практике применяется редко, поскольку требует значительной электрической энергии, тщательного предварительного измельчения мусора.

Физико-химический

Метод основан на одновременном использовании физического и химического воздействия на отходы — через мусорные фракции с большим содержанием воды пропускается электрический ток. При этом опасные элементы расщепляются или становятся неопасными.

Относится к популярным и экономичным видам. Хорошо зарекомендовал себя как метод обезвреживания твердых бытовых отходов.

Ликвидационный

Применяется для нейтрализации остатков продукции, вредное воздействие которых невозможно уменьшить другими методами.

Этот метод применяется к токсичным, ядерным, ядовитым отходам, не подлежащим утилизации.

По сути является завершающим этапом переработки — захоронением на специально выделенных полигонах.

Классификация термических агрегатов

Систематизация оборудования и технологий термообработки неоднозначна.

Она зависит от целей классификации термических агрегатов, различается по параметрам:

• класс опасности отходов;
• производительность обезвреживания;
• технология термической обработки;
• эрнергогенерация;
• система фильтрации, очистки газов;
• остатки, образующиеся от обезвреживания;
• степень внедрения;
• наличие разрешающих заключений, ГЭЭ на практическое применение;
• объекты внедрения.

Примеры распространенного термического оборудования:

• инсинераторы — стационарный агрегат из камер сжигания разнообразного мусора, дожигания газообразных продуктов горения, систем газоочистки, выработки энергии;
• установка «Форсаж» — мобильное современное устройство для сжигания нефтешламов, загрязненного нефтепродуктами мусора;
• печи типа «ИН» — индукционные нагревательные агрегаты для обработки малоопасного мусора;
• КТО — комплекс термического обезвреживания с печью, циклонным или вихревым реактором обезвреживает ТКО, жидкие промышленные стоки;
• УТД-1 — современная пиролизная установка термической деструкции, позволяющая в автоматическом режиме перерабатывать покрышки, нефтешламы, резину;
• ГГВ-3000 — вихревой газогенератор из камер газификации, дожигания, пиролиза в форме тел горизонтального вращения для газификации мелких частиц растительных отходов.

Технологии и методы для разных видов отходов

Чтобы получить максимальный результат от переработки, каждый тип отходов обезвреживается оптимально подходящим ему способом. Их может быть несколько.

Выбор конкретного варианта определяется совокупностью характеристик мусорных фракций, включающих:

• класс опасности;
• общая входящая масса;
• многокомпонентность;
• источник образования мусора;
• местонахождение, степень оснащенности перерабатывающего завода обезвреживающими агрегатами.

Применение конкретных методов, учитывающих специфику ликвидируемых веществ, указано в таблице:

Отчетность

Как и остальные этапы обращения с мусором, обезвреживание контролируется государством. Одной из форм такого контроля является предоставление в терорган Росприроднадзора отчетности по деятельности с отходами за календарный год. В ней отражены сведения о количестве обезвреженного мусора отдельно по каждому его виду.

Начиная с данных за 2019 год, отчетность составляется по форме 2-ТП (отходы), утвержденной приказом Росстата от 12.12.2019 № 766.

Отчет должны заполнять:

• хозяйствующие субъекты, работающие на объектах III категории (с незначительным влиянием на биосферу);
• региональные операторы ТКО;
• организации, выполняющие обезвреживание отходов по лицензии.

Отчетные сведения указываются на основе учетных данных, паспортов отходов. При этом учитываются все находившиеся в обращении вещества, кроме радиоактивных, медицинских, биологических.

Юрлица и ИП, относящиеся к МСП, освобождаются от сдачи отчетности при одновременных условиях:

• образование за отчетный год только ТКО общим весом менее 100 кг;
• наличие заключенного договора с регоператором;
• неосуществление деятельности по «мусорному» обращению.

За сдачу отчетности позже установленного срока (1 февраля), указание в ней недостоверных данных ст. 13.19 КоАП РФ предусмотрены штрафы.

Видео

На данном видео показано использование установки термического обезвреживания мусора:

А посмотрев это видео, вы узнаете о том, как происходит обезвреживание нефтесодержащих отходов:

Предлагаем также информацию о том, какими методами может происходить обезвреживание радиоактивных отходов:

Заключение

Обезвреживание является массовой операцией, применяемой практически ко всем ликвидируемым веществам. Ее основная цель — снижение степени токсичности отходов. При этом необходимо обеспечивать личную безопасность сотрудников, проводящих процессы нейтрализации

Выполнение указанных условий зависит от того, насколько правильно будут выбраны технология, методы обезвреживания, оборудование.

Существующие технические устройства с подробной проектной документацией позволяют подобрать оптимальный вариант для любого вида мусора, быстро и качественно обучить сотрудников работе с ними.

Из статьи вы узнали, чем отличается утилизация от обезвреживания, особенности данного этапа обращения с отходами 1-4 классов опасности, а также ртутьсодержащих, нефтесодержащих и других видов отходов.