ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
В.И. Шелехов, А.А. Клименко
Одесское отделение Инженерной Академии Украины
Практически в каждом городе образуются нижеследующие крупнотоннажные промышленные и бытовые отходы:
– волокнистые отходы (ВО), включающие макулатуру, текстиль и древесные отходы, образуемые на деревообрабатывающих заводах, на мебельных фабриках и при обрезке деревьев;
– полимерные отходы (ПО);
– резиносодержащие отходы (РСО), включающие изношенные автошины и отходы резинотехнических изделий;
– минеральные отходы (МО), например, камни и бетон от разборки зданий, отходы камнедробления и т. п.;
– нефтесодержащие отходы (НСО), образуемые при промывке железнодорожных цистерн и резервуаров, а также при очистке дождевых стоков от нефтепродуктов;
– стеклобой (СБ);
– бытовые отходы (БО).
На рисунке приведена блок-схема комплексной переработки и утилизации вышеуказанных отходов. Схема построена следующим образом. В левой колонке перечислены используемые отходы, в правой – продукция, получаемая из этих отходов, в средней – наименование производств, необходимых для переработки отходов в указанную продукцию, а также наименование промежуточных продуктов, используемых в смежных производствах.
Волокнистые отходы могут быть подвергнуты мокрой или сухой переработке.
При мокрой переработке предварительно измельчённые ВО смешивают с водой, после чего размалывают в специальных аппаратах. Полученная волокнистая масса может быть использована для изготов-
ления картона (кровельного или тарного), туалетной бумаги и волокнистых плит. По этой технологии работают предприятия целлюлозно-бумажной промышленности. В связи с тем, что современные бумаго- и картоноделательные машины являются высокопроизводительными машинами, организовывать производство бумаги или картона имеет смысл только при наличии неменее 200 т ВО в сутки и гарантированного сбыта готовой продукции.
При сухой переработке ВО измельчённые на волокна отходы смешивают с полимерными отходами (например, с полиэтиленом) и из полученной смеси получают полимерволокнистые плиты (по вальцекаландровой технологии) или полимерволокнистые трубы (методом экструзии). Спрессованная в кипы макулатура и текстиль могут реализовываться потребителям как товарная продукция.
Полимерные отходы (например, полиэтилен ВД или полипропилен), кроме упомянутого выше направления использования, применяются также для производства вторичной полиэтиленовой или полипропиленовой плёнки и других полимерных материалов.
Минеральные отходы после предварительного измельчения и сортировки могут направляться на производство стеновых материалов (например, стеновых камней) и на производство асфальтобетонных смесей.
Из резиносодержащих отходов наибольший интерес представляют изношенные автошины. Высокоэффективная технология переработки автошин разработана и внедрена в НПФ «Вторкомпозит» (г. Одесса).
В результате переработки автошин по этой технологии образуются следующие продукты:
– резиновая крошка (РК) фракцией до 1 мм (используется для модификации кровельных и дорожных битумов);
– крупная РК и куски резины размером до 100 мм (используются в процессах пиролиза органических отходов);
– металл;
– кордные отходы – текстильные волокна с прилипшей к ним РК (используются в качестве сорбентов в нефтеловушках, а также для сбора пролитых нефтепродуктов с поверхности водоёмов);
– полиамидные волокна после отделения от РК (используются для получения вторичного полиамида).
Неиспользуемые в вышеописанных производствах органические отходы (ВО, ПО, РСО, БО) направляют в пиролизные установки, в которых при высокой температуре без доступа воздуха происходит разложение органических соединений с образованием следующих продуктов:
– газ (используется в качестве топлива на собственные нужды предприятия);
– легкая фракция жидкого пиролизата (является ценным химическим сырьём и может использоваться в качестве жидкого топлива);
– пиролизная смола (используется в качестве пластификатора в битумных смесях);
– пирокарбон – твердый продукт (используется в качестве наполнителя в битумных смесях).
Значительные наработки по пиролизу органических отходов имеются в Инженерной Академии Украины.
Одним из наиболее эффективных направлений использования нефтесодержащих отходов является изготовление из них топливно-эмульсионных смесей (ТЭС). Сжигание в топках тепловых агрегатов ТЭС вместо обезвоженных жидких топлив обеспечивает более полное сгорание топлива и, как следствие, повышение КПД теплоагрегата и снижение вредных выбросов в атмосферу. Технология производства ТЭС из НСО разработана в НПП «Бистром» (г. Одесса).
Стеклобой целесообразно перерабатывать на стекольных заводах. При отсутствии таковых можно организовать производство наиболее простых материалов с использованием СБ, например, облицовочного строительного материала стеклокремнезит.
Наибольшую головную боль экологическим службам большинства городов доставляют бытовые отходы. Как правило, эти отходы вывозятся на свалки, занимающие много места и загрязняющие окружающую среду. Ориентировочно, усреднённый состав бытовых городских отходов выглядит следующим образом:
– сухие органические отходы (макулатура,
дерево, текстиль, кожа, резина, кости) – 64%
– пищевые отходы – 32%
– неорганические отходы (камни, керамика, стекло) – 1%
– металл – 4%
Из приведенного состава видно, что большая часть компонентов БО может быть использована в описанных выше производствах. Поэтому переработка бытового мусора должна начинаться с сортировки. Далее отсортированные отходы направляют в соответствующие технологические потоки.
Неиспользуемые в смежных производствах органические отходы наиболее эффективно можно переработать в пиролизных установках. Пищевые отходы могут быть использованы для производства органических удобрений и белковых кормовых добавок. Технология получения биогумуса и биодобавок разработана в Санитарно-экологической фирме «Экосан» в содружестве с Инженерной Академией Украины.
Анализируя изображённую на рисунке блок-схему переработки и утилизации отходов, можно сделать вывод, что основными потребителями продуктов переработки отходов являются производства битуминозных кровельных, гидроизоляционных и дорожно-строительных материалов. Так, использование в составе битумного вяжущего РК фракцией до 1 мм и продуктов пиролиза органических отходов позволяет существенно улучшить качество таких материалов, как рубероид, приклеивающие, изоляционные и аэродромные мастики. Замена в дорожном строительстве стандартных дорожных битумов на битумы, модифицированные продуктами переработки отходов, увеличивает срок службы дорожных покрытий почти в три раза.
Модифицированные битумы могут применяться не только при производстве традиционных горячих асфальтобетонных смесей, но и при изготовлении битумных эмульсий (БЭ). Использование холодных БЭ взамен горячих битумов при ремонте битуминозных кровель и дорожных покрытий снижает материальные, энергетические и трудовые затраты на производство ремонтных работ, исключая при этом газовые выбросы в атмосферу. За рубежом применение БЭ позволило поменять концепцию ремонта дорог – вместо ямочного ремонта по мере возникновения дефектов, там переходят к индустриальной профилактической защите верхних слоёв покрытий. При этом затраты на ремонт покрытия снижаются, а дорога всё время находится в хорошем состоянии. Технологиями производства битуминозных материалов, в том числе и БЭ, владеет НПП «Бистром» (г. Одесса).
Таким образом, практически все крупнотоннажные городские отходы могут быть использованы для производства различных полезных продуктов, в основном строительных материалов.
Предложенная блок-схема комплексной переработки и утилизации промышленных и бытовых отходов вовсе не означает, что все указанные в схеме производства должны размещаться на одной площадке. В единый производственный комплекс желательно объединить переработку БО и РСО с пиролизом органических компонентов и производствами битуминозных строительных материалов (мягкая кровля, битумные мастики, БЭ, горячие и холодные асфальтобетонные смеси) – основных потребителей продуктов переработки отходов.
При решении проблемы переработки БО особое внимание следует уделить вопросам сортировки отходов и пиролиза органических компонентов.
Схожие публикации: