Строительные отходы. Переработка строительных отходов

Захоронение – наиболее распространенный метод утилизации строительных отходов, но полигоны занимают большую площадь, уменьшая количество территории. Зачастую процесс захоронения строительных отходов служит источником химического и бактериального загрязнения почв, грунтовых и подземных вод и в конечном результате источников питьевого водоснабжения.

Варианты, рассмотренные выше, не решают проблемы на экологическом уровне. Это – одна из причин использования более прогрессивных и утилизации строительного мусора, то есть его переработки или депонирования.

Именно переработку как метод утилизации уже давно взяли на вооружение все развитые страны мира как наиболее экологичный, но экологичность – не главное достоинство этого метода. Практически все строительные материалы можно перерабатывать и использовать вновь, снижая себестоимость полученных строительных материалов. Процесс переработки (рециклинга) строительного мусора включает четыре стадии. Основные этапы переработки мусора представлены на рис.1.

   Рисунок. 1. Основные этапы переработки  строительного мусора

 

 

Процесс переработки мусора механизирован: современные экскаваторы и манипуляторы способны на высоком уровне проводить операции по сортированию и переработке строительного мусора.

Переработка является хорошим решением для безотходной утилизации строительного мусора, но большая часть полученного вторичного сырья является неполноценным строительным материалом, обладает ограниченной областью применения из-за более низкого качества готовой продукции по сравнению с первоначальными строительными материалами. Вторичное сырье с наименее эффективными свойствами используют в качестве дорожных и грунтовых покрытий и покрытий  для теннисных кортов.

Можно выделить новую, перспективную и развивающуюся технологию утилизации строительного мусора – депонирование. Этот метод представляет собой добавление строительных отходов в структуру новых материалов, получая совершенно новые их модификации с улучшенными характеристиками. Депонирование является вытекающим методом из метода рециклинга с использованием уже отсортированного или переработанного сырья.

Организации  по утилизации отходов и строительного мусора ищут методы внедрения в технологию переработки других видов строительных отходов и новые решения для уже существующих. Результаты эффективного применения строительных отходов сведены в Таблицу 1.

 

Таблица 1 – Примеры депонирования строительных отходов

 

Вид строительного мусора	Полученный материал	Улучшенные качества	Применение
Металлические канаты, ржавые металлоконструкции	Бетон	Устойчивость к высоким нагрузкам и механическим ударам	Промышленное строительство
Стеклонити, стеклоткани	Бетон	Влагостойкость	Строительство мостов
Пластмассовые отходы	Бетон	Отсутствие деформаций при повышенных нагрузках на изгиб	Строительство мостовых сооружений
Древесина, пиломатериалы	ДВП, кровельная плитка	Экономия на сырье	Гражданское строительство
Картонная тара, бумажные мешки, ветошь	Рубероид	Экономия на сырье	Промышленное и гражданское строительство
Гипсоволокно, тряпки	Гипсоволокнистые плиты	Прочность	Гражданское строительство
Веревки, канаты, текстильные отходы	Линолеум	Звукоизоляция	Гражданское строительство
Стеклобой	Бетон	Устойчивость к агрессивным средам	Промышленное строительство
	Ячеистый бетон	Снижение температуры пенообразования	Гражданское строительство
	Декоративные панели, перегородки, перекрытия	Светопропускание	Гражданское строительство
	Кирпич	Снижение температуры обжига	Гражданское строительство
	Пеностекло	Снижение температуры пенообразования	Промышленное и гражданское строительство

 

Получение материалов с примесью строительных отходов имеет массу преимуществ: экономия на сырье, улучшение свойств. Данное направление выгодно для строительных организаций. Реализация этого метода способна улучшить эффективность управления отходами строительного производства.

Чтобы количество мусора сократилось уже на строительной площадке, необходимо принимать меры, такие как:

- использование  оборудования и материалов с  длительным сроком эксплуатации, которые не нуждаются в частой замене и ремонте, что служит для уменьшения мусора в будущем. При закупке материалов следует обращать внимание на их качество и предполагаемый срок службы. Наиболее качественные и долговечные материалы гарантируют наименьшее количество боя;

- повторное  использование материалов и оборудования  сокращает затраты на их приобретение  и является одним из самых  простых способов сокращения  отходов. Использование инвентарной  многооборачиваемой опалубки не  только сокращает количество  строительного мусора, но и снижает стоимость опалубочных работ. Металлическая строительная обноска по отношению к одноразовой деревянной более выгодна со всех точек зрения;

- потребление  продукции из переработанных  отходов. Современные технологии  позволяют изготавливать из вторичного  сырья строительные материалы, по  качеству и стоимости ничем  не отличающиеся от таких же  материалов из первичного сырья. Поощрить процесс сбора и переработки отходов и поддержать соответствующий рынок можно, если использовать материалы из вторичного сырья;

- соблюдать  правила складирования, хранения  и транспортировки, тем самым  добиваться сохранения качества  и уменьшения количества боя  материалов.

В настоящее время организация строительства и технологии утилизации не достигают высокого уровня. Причина в том, что в России вопросу безотходной переработки строительного мусора уделяется мало внимания. Федеральный закон “Об отходах производства и потребления” регулирует обращение с мусором, но контроль за исполнением закона не является достаточно жестким. Также нести ответственность за утилизацию мусора и уделять этому вопросу особое внимание должны сами строительные компании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

3. Технологические процессы обработки и обезвреживания осадков сточных вод.

 

Основная задача обработки осадков сточных вод заключается в получении конечного продукта, свойства которого обеспечивали бы возможность его утилизации, либо свели к минимуму ущерб, наносимый окружающей среде, и проводится с целью уменьшения объёма осадка и его  обеззараживания.

Технологические процессы обработки осадков сточных вод можно разделить на следующие основные стадии: уплотнение (сгущение), стабилизация органической части, кондиционирование, обезвоживание, термическая обработка, утилизация ценных продуктов или ликвидация осадков. При уплотнении в среднем удаляется 60%, при мехобезвоживании 25%, при термической сушке и сжигании до 15% общего количества иловой воды, содержащейся в исходном осадке. При этом масса обрабатываемого осадка сокращается в среднем при уплотнении в 2,5 раза, при обезвоживании в 12,5 раз, при сушке - на 60%, а при сжигании - в 150 раз.

Технологический цикл обработки осадков сточных вод, включающий все виды обработки, ликвидации и утилизации, представлен на рис.1.

Рис.1 – Технологический цикл обработки осадков сточных вод

Уплотнение осадков сточных вод является первичной стадией их обработки и предназначено для уменьшения их объемов. Наиболее распространены гравитационный и флотационный методы уплотнения. Гравитационное уплотнение осуществляется в отстойниках-уплотнителях; флотационное – в установках напорной флотации. Применяется также центробежное уплотнение осадков в циклонах и центрифугах. Перспективно вибрационное уплотнение путем фильтрования осадка сточных вод через фильтрующие перегородки или с помощью погруженных в осадок вибрационных устройств.

Стабилизация осадков используется для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества, что предотвращает загнивание осадков при длительном хранении на открытом воздухе (сушка на иловых площадках, использование в качестве сельскохозяйственных удобрений и т.п.).

Стабилизация или минерализация органического вещества осадка может осуществляться в анаэробных условиях (метановое брожение) и в аэробных условиях. Для стабилизации осадков промышленных сточных вод применяют, в основном, аэробную стабилизацию – длительное аэрирование осадков в сооружениях типа аэротенков, в результате чего происходит распад основной части биологически разлагаемых веществ, подверженных гниению. Период аэробной стабилизации при температуре 20оС составляет 8-11 суток, расход кислорода для стабилизации 1 кг органического вещества ила – 0,7 кг. Сбраживание осадка в метантенках в анаэробных условиях осуществляется в мезофильном (при t=33оС) или термофильном (при t=53оС) режимах, что определяется способом дальнейшей обработки осадка.

Кондиционирование осадков проводят для разрушения коллоидной структуры  осадка  органического  происхождения  и увеличения их водоотдачи

при обезвоживании. Применяют в основном реагентный метод кондиционирования.

Обезвоживание осадков сточных вод предназначено для получения осадка (кека) влажностью 50-80%. До недавнего времени обезвоживание осуществлялось в основном сушкой осадков на иловых площадках. Однако низкая эффективность такого процесса, дефицит земельных участков в промышленных районах и загрязнение воздушной среды обусловили разработку и применение более эффективных методов обезвоживания: вакуум-фильтрование, центрифугирование, фильтрпрессование, термическая сушка.

Ликвидация осадков сточных вод применяется в тех случаях, когда утилизация их является невозможной или экономически нецелесообразной.

Выбор рациональной технологической схемы обработки осадка является сложной инженерно-экономической и экологической задачей, но в любом случае технологическая схема строится на комбинации различных методов обработки осадков, т.к. технологические схемы обработки осадков зависят от многих факторов: свойств осадков, их количества, климатических условий, наличия земельных площадей и пр.

В табл. 1 приведены наиболее распространенные методы обработки осадков, которые следует рассматривать как отдельные процессы в схеме полной обработки осадков.

 

Таблица 1 – Методы обработки осадков

Метод	Результат обработки
	обезвоживаниее	стабилизация	обеззараживание
Гравитационное уплотнение	+	-	-
Флотация	+	-	-
Анаэробное сбраживание     мезофильное     термофильное	- -	+ +	- +
Аэробная стабилизация	-	+	-
Компостирование	-	+	+
Сушка на иловых площадках	+	-	-
Вакуум-фильтрация	+	-	-
Фильтр-прессование	+	-	-
Центрифугирование	+	-	-
Тепловая обработка	-	+	+
Термическая сушка	+	+	+
Сжигание	+	+	+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2 приведена принципиальная схема образования и обработки осадков.

 

 

 

 

 

Рис. 2 –  Принципиальная схема образования и обработки осадков:

CB – сточные воды; OB – очищенная вода; СО – сырой осадок; АИ – активный ил; ИИ – избыточный ил; СмО – смесь осадков; БГ – биогаз;

ГДП – грубодисперсные примеси; СбрО – анаэробно сброженный осадок;

ОбО – обезвоженный осадок; МобО – механически обезвоженный осадок;

У – сухой осадок, подготовленный к переработке в удобрения (топливо);

Ф – подача флокулянта;

1 - первичные  отстойники; 2- аэротенки; 3- вторичные отстойники;

4 – процеживатель; 5 - уплотнитель; 6 - метантенк; 7 - центрифуга;

8 - иловые площадки; 9 - бурты подсушенного осадка; 10 –  сооружения для промывки осадка 

4. Порядок получения разрешений на сброс вредных (загрязняющих) веществ в водный объект.

Россия занимает второе место в мире (после Бразилии) по обеспеченности водными ресурсами. На территории страны находятся самое глубокое озеро — Байкал, протекают крупнейшие реки — Волга, Енисей, Обь, Иртыш, Лена, Амур. Берега России омывают моря Атлантического, Тихого и Серного Ледовитого океанов. Помимо этого, Россия имеет множество промышленных предприятий, производственный цикл которых требует значительных водных ресурсов, что в то же время приводит к выбросам продуктов производства и загрязнению окружающей среды. Это, в свою очередь подразумевает выдачу разрешений на осуществление таких сбросов и нормированию этих сбросов, что влечет к образованию властных полномочий исполнительно-распорядительного характера со стороны органов исполнительной власти, направленных на природопользователей.

 Согласно пункта 4 статьи 1 Водного кодекса РФ, водным объектом  является «природный или искусственный  водоем, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение  вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима». Также, согласно статье 1 закона «Об охране окружающей среды» нормативами допустимых сбросов (НДС) являются «нормативы сбросов загрязняющих веществ в составе сточных вод в водные объекты, которые определяются как объем или масса химических веществ либо смеси химических веществ, микроорганизмов, иных веществ, как показатели активности радиоактивных веществ, допустимые для сброса в водные объекты стационарными источниками».