Классификация отходов.

Отходы производства (техногенные отходы) - это остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образующиеся в процессе производства продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам. Эти остатки после предварительной обработки, а иногда и без нее, могут быть использованы в сфере производства или потребления, в частности для производства побочных продуктов.

Побочные продукты образуются при физико-химической переработке сырья наряду с основными продуктами производства, но не являются целью производственного процесса. Они в большинстве случаев бывают товарными, на них имеются ГОСТы, ТУ, их производство планируется предприятием.

Производственные отходы являются следствием несовершенных технологических процессов, в большей части неудовлетворительно организованного производства, а также несовершенного экономического механизма. К ним относят: отходы, образующиеся при механической и физико-химической переработке сырья и материалов; отходы, образующиеся при добыче и обогащении полезных ископаемых; вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов и сточных вод.

Отходы потребления (aнтропогенные отходы) - различные, бывшие в употреблении изделия и вещества, восстановление которых экономически нецелесообразно. Например, изношенные или морально устаревшие машины, изделия производственного назначения (отходы производственного потребления), а также пришедшие в негодность или устаревшие изделия домашнего обихода и личного потребления (отходы бытового потребления). Совокупность отходов производства (техногенные отходы) и потребления (антропогенные отходы), которые могут быть использованы в качестве сырья для выпуска полезной продукции, называется вторичными материальными ресурсами (ВМР).

Исходя из возможностей использования ВМР, их можно подразделить на реальные и потенциальные ресурсы. К реальным следует отнести ВМР, для использования которых созданы эффективные методы и мощности для переработки, а также обеспечен рынок сбыта; к потенциальным - все виды ВМР, не входящие в группу реальных. К потенциальным ВМР относятся также побочные продукты, которые в настоящее время используются недостаточно полно и представляют собой резерв материальных ресурсов для промышленности.

Ресурсы вторичного сырья − количественное выражение объемов конкретных видов вторичного сырья. В эти объемы не входят те отходы производства, которые используют без доработки в источниках их образования и включены во внутрипроизводственный баланс сырья.

Заготовка вторичного сырья − осуществление сбора, закупки, предварительной обработки и концентрации вторичного сырья специализированными заготовительными организациями или по их поручению другими организациями или гражданами.

Обработка вторичного сырья − совокупность технологических операций по подготовке вторичного сырья для его последующего использования.

Сортировка вторичного сырья − разделение вторичного сырья по определенным признакам на классы, группы, виды.

Переработка отходов − осуществление каких-либо технологических операций, которые ведут к изменению физического, химического или биологического характера или состава отходов с целью их использования как материально-сырьевых ресурсов или с целью обезвреживания и безопасного удаления.

Обезвреживание отходов − химическая, физическая или биологическая переработка отходов с целью ликвидации или уменьшения их опасности для людей и окружающей природной среды.

Удаление отходов − осуществление технологических операций, в том числе с изменением состояния, по складированию и хранению отходов с учетом предупредительных мер по ограничению их попадания в окружающую среду. Большая номенклатура отходов, образующихся на предприятиях различных отраслей экономики, затрудняет их классификацию, учет, сбор и переработку.

Вследствие многих причин в настоящее время и у нас в стране, и за рубежом отсутствует общепринятая научная классификация твердых отходов промышленности, охватывающая все их многообразие. Начавшаяся у нас в стране в середине 80-х годов работа по составлению кадастров отходов по предприятиям, подотраслям, отраслям и министерствам осталась незаконченной. Существующие классификации твердых отходов весьма многообразны и односторонни.

Различные подходы к классификации отходов базируются на следующих классификационных признаках:

• место образования отходов (отрасль промышленности);

• стадия производственного цикла;

• вид отхода;

• степень ущерба окружающей среде и здоровью человека;

• направление использования;

• эффективность использования;

• величина запаса и объемы образования;

• степень изученности и разработанности технологий утилизации.

Так, твердые отходы классифицируют по отраслям промышленности (отходы химической, металлургической, электротехнической и других отраслей) и по видам производств (отходы сернокислотного производства, автосборочного производства, подшипникового производства и др.).

Все твердые промышленные отходы можно разделить на два вида: нетоксичные и токсичные. В своей основной массе твердые отходы нетоксичны. Примерами токсичных отходов могут служить шламы гальванических цехов и травильных ванн.

Отходы можно также классифицировать на металлические и неметаллические, а также комбинированные. Неметаллические отходы подразделяются на химические инертные (отвалы породы, зола и т.д.) и химически активные (резина, пластмассы и т.д.). К числу комбинированных отходов относится всевозможный промышленный и строительный мусор.

Отходы можно разбить на две группы - основные и побочные. Основными являются отходы твердых материалов, использованных непосредственно для изготовления товарной продукции. Это металлические, металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки и пр.) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина, текстиль, стекло и др.) отходы.

К побочным относятся отходы технологических материалов и веществ, использованных или образующихся при про ведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, огнеупоры), жидкими (смазочно-охлаждающие жидкости, минеральные масла и другие нефтепродукты, отходы гальванопроизводства) и газообразными (отходящие газы).

Широко используется классификация отходов по степени их опасного воздействия на человека и окружающую среду. Так, в странах ЕЭС установлено 14 категорий опасности отходов для здоровья человека и риска для окружающей среды: 1 − взрывоопасные; 2 − оксиданты; ЗА − отходы с высокой степенью воспламеняемости; 3В − воспламеняемые; 4 − ­раздражающие; 5 − вредные; 6 − токсичные; 7 − канцерогенные; 8 − коррозионно-активные; 9 − инфекционные; 10− тератогенные (повреждающие зародыши - эмбрионотоксичные); 11 − мутагенные (вызывающие наследственные изменения; 12 − выделяющие при контакте с водой токсичные газы; 13 − выделяющие опасные вещества; 14 ­− экотоксичные.

Согласно отечественному стандарту ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности", все промышленные отходы делятся на четыре класса опасности:

1. первый − чрезвычайно опасные,

2. второй − высоко опасные,

3. третий − умеренно опасные,

4. четвертый − малоопасные.

Наличие в отходах ртути, хромовокислого калия, треххлористой сурьмы, оксида мышьяка и других высокотоксичных веществ требует отнесения их к первому классу опасности.

Наличие в отходах хлористой меди, хлористого никеля, трехокисной сурьмы, азотнокислого свинца и др. относит их ко второму классу опасности. Наличие в отходах сернокислой меди, оксида свинца, щавелевокислой меди, четыреххлористого углерода относит их к третьему классу опасности. Принадлежность к тому или иному классу опасности определяется расчетным путем по методике, ранее утвержденной Минздравом СССР.

По физическому состоянию отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные. По источнику возникновения отходы подразделяются на бытовые, промышленные и сельскохозяйственные. По составу можно разделить отходы на органические и неорганические. Особую группу составляют энергетические отходы: тепло, шум, радиация, электромагнитное, ультрафиолетовое излучение и т.п.

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Несмотря на колоссальные затраты, прогрессивное законодательство и большую воспитательную работу среди населения, направленные на защиту окружающей среды от вредных выбросов и отходов производства и потребления, изменить ситуацию в мире, сохраняя прежние принципы хозяйствования и построения технологических процессов, не удается. Среднегодовой ущерб в России от загрязнения окружающей среды оценивается специалистами в сумму 150 трлн. руб. В США он составляет 3-5 % валового национального продукта. Вместе с тем и отечественный и зарубежный опыт убеждают: своевременные инвестиции в природоохранную деятельность оказываются в несколько раз меньше тех средств, которые тратит общество на восполнение нанесенного ущерба (если он вообще может быть восполнен). Капитальные вложения на эти цели, по некоторым оценкам, окупаются в 1,3 раза быстрее, чем в целом по народному хозяйству. Срок окупаемости малоотходных ресурсосберегающих технологий в США составляет от года до 5 лет.

Народное хозяйство России ежесуточно потребляет материальных ресурсов примерно на 5 трлн. руб. В стоимости валового общественного продукта материальные затраты составляют около 60 %, а в общих затратах промышленности сырье, материалы, топливо и энергия − 75 %.

Исчерпание и истощение прежней ресурсной базы вынуждают увеличивать затраты на добычу первичного сырья. Если в 60-х годах применяли руды с содержанием железа 55-58 %, то в настоящее время используют руды с содержанием железа 30 %, Средняя зольность углей, добывавшихся в 70-х годах, составляла 22 %, а сейчас приближается к 30 %. На Экибастузской ГРЭС используют уголь с зольностью до 55 %. Увеличение объемов добычи полезных ископаемых и смещение сырьевой базы горнодобывающих производств в удаленные районы с экстремальными климатическими условиями вынуждают осуществлять добычу с больших глубин и из менее богатых месторождений и даже из отвалов прежних лет. Вовлечение в переработку "тощих" руд и минералов увеличивает количество образующихся отходов. Поэтому сокращение расхода ресурсов дает экономический и экологический эффекты. Значительны резервы ресурсосбережения при комплексной переработке сырья и использовании отходов. Энергоемкость производства алюминия из вторичного сырья в 20 раз ниже, чем из первичного, а стали − в 10 раз. В нефтепереработке выбросы низкопотенциального тепла составляют до 80 % расходуемой энергии, а в теплоэнергетике − до 50-70 %. Существует тесная взаимосвязь между экономией энергии и загрязнением окружающей среды, поэтому снижение энергоемкости, так же как и материалоемкости продукции, дает ощутимый экологический эффект.

В хозяйственном цикле "добыча−обработка−потребление−утилизация" восполнение потерь из него в основном осуществляется за счет взятых у природы первичных материальных ресурсов, т. е. добытых вновь. В настоящее время при производстве стали вторичные материальные ресурсы составляют 30 0/0, а при производстве бумаги - 25 %, цветных металлов - 20 %. В то же время капитальные вложения, необходимые для переработки вторичного сырья, примерно в 4 раза меньше, чем для получения первичного сырья. Очевидно, что необходимо вкладывать средства в технологические процессы, сберегающие сырьевые и энергетические ресурсы и вместе с тем обеспечивающие высокое качество продукции.

Ресурсосбергающая технология − такая организация производства, при которой отходы сведены к минимуму и перерабатываются в реальные вторичныe материальные ресурсы. При ресурсосберегающей технологии предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутым материальным и энергетическим потоками. Однако еще не для всех производств разработаны промышленные технологии рационального использования ресурсов, не созданы экономические и юридические предпосылки для этого. Такая задача должна и будет решена тем поколением, которое сегодня вступает в реальную хозяйственную деятельность. Альтернативы такому подходу, как мы видели, сегодня уже нет. Ресурсосберегающие технологии позволяют:

1. Снизить или предотвратить размер ущерба, наносимого окружающей среде выбросом отходов. Например, утилизация жидких и твердых хлорсодержащих отходов металлургической переработки титансодержащих концентратов позволяет на 45 % снизить выброс хлора в окружающую среду.

2. Уменьшить площади земель, занятых отвалами, накопителями, свалками отходов.

3. Уменьшить загрязнение окружающей среды от переработки первичного сырья, "компенсирующего" неиспользование вторичных материальных ресурсов, содержащихся в отходах, а также тепла, содержащегося во вторичных энергетических ресурсах (БЭР). Так, улавливание и утилизация диоксида серы на различных металлургических и химических предприятиях не только уменьшает загрязнение окружающей среды серосодержащими газами, но при этом позволяет сократить добычу серы.

Очень важна максимально полная утилизация полимерных отходов, поскольку она дает возможность не только уменьшить расход нефти и газа на их синтез, но и снижает нагрузку на окружающую среду, так как в атмосферных условиях полимеры разлагаются очень медленно.

4. Снизить термическое загрязнение окружающей среды (в случае использования БЭР).

5. Сократить выбросы в окружающую среду при производстве продукции из вторичных ресурсов (за счет исключения из технологической цепочки ряда звеньев). При переплаве 1 т металлолома загрязнение атмосферного воздуха уменьшается на 86 %, использование воды − на 76 %, объем твердых отходов сокращается на 57 %; при производстве картона или бумаги из макулатуры загрязнение атмосферы уменьшается на 37 %, воды − на 25-44 % (процент от первичного сырья).

6. Сократить количество топлива, сжигаемого на электростанциях, в котельных, в промышленных печах, и соответственно уменьшить объемы загрязнений, связанных как с продуктами сгорания сэкономленного эквивалентного количества топлива, так и с его добычей, подготовкой и транспортировкой. Широкое применение во всех отраслях народного хозяйства ресурсосберегающих технологий должно стать решающим фактором улучшения природоохранной деятельности, обеспечивая максимально возможное предотвращение экологического ущерба. Ресурсосберегающие технологии, окупаясь в короткий срок, обеспечивают наибольший выход конечного продукта в расчете на единицу исходного сырья, а учитывая высокую степень автоматизации таких технологических процессов, и в расчете на единицу трудозатрат.

Несмотря на то, что наиболее продуктивным способом защиты окружающей среды является создание новых ресурсосберегающих технологий, старые технологии также имеют значительные резервы экономии природных ресурсов, которые заключаются:

• в замене исходного сырья на более совершенное, которое дает меньше отходов, не изменяя качество конечного продукта. Например, применение в окрасочном производстве водоразбавляемых красок взамен красок на основе органических растворителей;

• в изменении конечного продукта без ухудшения его потребительских свойств. Например, применение для изготовления липких аппликаций бумажной основы вместо полимерной, содержащей в своем составе токсичные продукты;

• в изменении технологического процесса изготовления продукта. Так, организация непрерывной работы оборудования взамен периодической резко сокращает отходы и выбросы в атмосферу в процессе перезагрузки оборудования и транспортировки промежуточных продуктов;

• в усовершенствовании оборудования, например, применении более совершенных систем сбора и очистки смазывающе-охлаждающих жидкостей, применении ЭВМ, позволяющих наиболее рационально раскраивать и вырубать детали из листовых и рулонных материалов;

• в усовершенствовании эксплуатации и обслуживания оборудования, обеспечивающем уменьшение количества отходов, в т. ч. брака, например, своевременной заточке инструмента, организации планово- предупредительного ремонта, исключающего поломку оборудования и аварийные выбросы рабочих сред.

Во всех случаях такой подход, при котором исключаются или уменьшаются отходы производства, должен быть приоритетным по сравнению с технической политикой, направленной на переработку, обезвреживание или захоронение отходов. Говоря о приоритетах в деле охраны окружающей среды от отходов, следует расположить различные способы их ликвидации в следующий ряд:

• предотвращение или сокращение загрязнений в источнике их образования;

• использование отходов производства;

• перевод отходов в безопасное для человека и природы состояние;

• захоронение отходов в полностью безопасных контейнерах.

Как известно, важнейшие научно-технические решения находятся на стыке наук. Разработка ресурсосберегающих технологий не является в этом смысле исключением. Положительные результаты (сокращние объемов потребляемого сырья, комплексность его переработки, малоотходность, экологичность) легко прослеживаются на примере разработки новейших технологий: для горно-химического производства, основанных на химической и химико-биологической формах движения материи.

Примерами использования химической формы могут служить методы обогащения угля пиролизом (CШA), химические методы добычи медных руд, химические методы обогащения, основанные на синтезе конечного продукта (Россия); метод щелочной обработки торфов и бурых углей с получением гумата натрия − физиологически активного стимулятора роста сельскохозяйственных растений (Россия); методы кислотной экстракции из угля фульвокислот (Китай). Эти примеры свидетельствуют о возможности обеспечения новых областей применения горной продукции, что представляет собой одно из эффективных направлений научно-технического прогресса. Химические технологии создают основу для более глубокого преобразования горного производства, что приводит к вовлечению в технологические процессы, основанные на химической форме, все новых, не связанных с ним ранее отраслей. Эта особенность еще ярче проявляется по мере перехода к более сложной химико-биологической форме, являющейся основой еще более высоких технологий. Воздействие при этом осуществляется уже не на молекулярном, как при химических технологиях, а на субатомном уровне. Примерами химико-биологических технологий могут служить: бактериальное выщелачивание металлов из руд с получением меди, свинца, цинка (CШA); бактериальное извлечение ценных металлов из сточных вод с получением урана, хрома, селена, ванадия, вольфрама, молибдена (CШA); бактериальное выщелачивание органической и неорганической серы из каменного угля; биологическое получение гумусосодержащих суспензий из бурого угля путем воздействия поликультурой (ассоциацией микроорганизмов), представляющее собой создание искусственной почвы (Россия); методы бактериальной очистки вод и почв от загрязнения нефтепродуктами (Великобритания, Россия).

Последовательное вовлечение новых технологий в горное производство показывает, что переход от одной формы движения материи, лежащей в основе технологии, к другой целесообразен в случае ее усложнения, что указывает на направления поиска при прогнозировании. Интересно также использование комбинаций нескольких форм движения материи в одной технологии.