Утилизация отходов

3.4.Использование вторичных ресурсов.

Использование вторичных ресурсов вместе с положительными имеет и отрицательные стороны. Негативные последствия увеличения доли вторичного сырья и замены первичного сырья отходами, проявившиеся в ряде отраслей, свидетельствуют о том, что их применение должно быть оптимальным. С этим столкнулись при переходе на замкнутый пароводяной цикл в теплоэнергетике, в системах оборотного водоснабжения, в производстве картона и других.

В производстве картона замыкание цикла водоснабжения  ухудшило качество продукции -- на картоне  стали появляться "высолы" -- пятна  от накопления в бумажной массе солей, что исключило его применение в таре для пищевых продуктов, уменьшило прочность коробок и т.д.

Использование отходов в пищевой промышленности привело к резкому снижению вкусовых качеств продукции.

Применение осадков  сточных вод в качестве удобрений  вызвало накопление фитотоксичных  тяжелых металлов в почве, усилило накопление кадмия в растениях. Вследствие этого внесение таких осадков в почву рекомендовано делать не чаще одного раза в 5 лет и применять их лишь для удобрения лугов.

Некоторые виды отходов, содержащих ртуть, мышьяк и  другие токсичные компоненты, не подлежат использованию без предварительного обезвреживания.

Heрекомендовано использование кислых гудронов в асфальтовых покрытиях в черте населенных пунктов вследствие загрязнения воздуха ароматическими углеводородами. Использованию отхода флотации угля для мелиорации почв должна предшествовать проверка его канцерогенных свойств.

По мере увеличения доли вторичного сырья в материальных циклах идет накопление примесного вещества, например, в стали, выплавленной из металлолома, накапливаются медь, цинк, кобальт-60. В целлюлозной массе за счет макулатуры уменьшается доля длинного волокна, что постепенно приводит к снижению прочностных свойств бумаги. Поэтому становятся необходимыми, как и в системе оборотного использования воды, "продувка" и "подпитка" цикла. Поступление примесных веществ в цикл может быть ограничено путем рафинирования вторичного сырья.

Кроме того, необходимо учитывать расходы энергии на утилизацию материалов. Если увеличение степени утилизации отходов в 2 раза (с 25 до 50 %) требует роста затрат энергии в 2,5 раза, то для такого же увеличения степени утилизации, но с 50 до 75 % необходимо уже затратить энергии в 5 раз больше.

Будем надеться,  что в ближайшем будущем утилизация отходов станет обязательным условием поддержки экологического состояния окружающей среды

  Лишь незначительная часть твердых бытовых отходов (ТБО) большинства крупных городов перерабатывается на мусоросжигательных заводах, остальное вывозится на полигоны, расположенные за десятки километров от городов, причем площади для этих целей практически исчерпаны. Известно также, что свалки являются источником загрязнения окружающей среды (ПДК превышаются в 1000 и более раз). Захоронение отходов на свалках требует отчуждения больших территорий и их дорогостоящего обустройства. В США на свалки вывозят 73% отходов, в Великобритании - 90%, в ФРГ - 70%, в Японии - 30%, в Швейцарии - 25%.

Количество и  разнообразие токсичных промышленных отходов в настоящее время  так велико, что обезвреживание этих отходов на самих предприятиях экономически нецелесообразно.

Все эти отходы из-за химических и физических свойств  не могут быть обезврежены и уничтожены с соблюдением мер безопасности и охраны окружающей среды совместно  с бытовыми отходами методом сжигания или складирования на полигонах, поэтому появилась необходимость создания региональных полигонов по обезвреживанию и захоронению неутилизируемых токсичных промышленных отходов.

3.5 Захоронение отходов

3.5.1.Полигоны

Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов.

Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны:

Завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью 100 тыс.т  и более отходов в год -1000м,менее 100 тыс.т.-500м,участок захоронения токсичных отходов –не менее 300м.

 Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.

Полигоны размещают  в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых  местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.

Полигон может  располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог  и не менее 50 м от лесных массивов.

Место захоронения  должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей  и быть связано с ними дорогой  хорошего качества.

Дефицит площади  для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить  путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.

Главными конструктивными  элементами участка захоронения  отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.

Захоронение должно быть оборудовано надежной системой сбора и удаления фильтрата. Для  обеспечения хорошего дренажа на все основание хранилища поверх герметизирующего покрытия укладывают высокопористый слой какого-либо материала, например щебня.

Приему на полигон  не подлежат следующие виды отходов:

1. отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов или других веществ (отсутствие методов утилизации и переработки отходов в каждом конкретном случае должно быть подтверждено соответствующими министерствами);

2. радиоактивные отходы;

3. нефтепродукты, подлежащие регенерации

Концепция избавления биосферы от токсичных отходов в  последние десятилетия развивалась  во всем мире стремительными темпами. Застрельщиком в этом выступила  Федеративная Республика Германия, где высокая стоимость земли сочетается с высокоразвитой горнодобывающей и перерабатывающей промышленностью, при функционировании которой образуется большое количество токсичных отходов, и где при добыче полезных ископаемых в недрах создаются большие объемы неиспользуемых пустот.

Суть изменений, которые стали вноситься в  ранее существовавшую концепцию, сводилось  к тому, что значительную часть  отходов нецелесообразно сжигать  или подвергать нейтрализации, а  необходимо захоронять или складировать в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, поскольку при современном уровне науки и техники невозможно исключить образование неутилизируемых, не подлежащих сжиганию и неподдающихся нейтрализации токсичных отходов, и в связи с тем, что их размещение и накопление на земной поверхности представляет серьезную угрозу жизнедеятельности человека и биосфере в целом, а в будущем возможно их использование.

3.5.2 Изоляторы, подземные  хранилища.

Геологическими  формациями-изоляторами, потенциально пригодными для гарантированного вывода из биосферы любых токсичных отходов, являются: соленосные толщи, толщи глин, вулканические породы, туфы, гнейсы, граниты, эффузивы и другие геологические формации .

Естественно, что наиболее привлекательными для захоронения и складирования токсичных отходов являются те из названных толщ, в пределах которых уже существуют горные выработки, образованные при добыче соответствующих полезных ископаемых (каменной и калийной солей, строительных материалов и т. п.). Ибо при этом в распоряжение организаций, которые будут выводить отходы из окружающей среды таким способом, попадет в готовом виде вся инфраструктура горнодобывающего предприятия, необходимая для его функционирования (шахтные стволы, шахтный подъем, вентиляция, надшахтные здания, околоствольные дворы, электроподстанции, все коммуникации и т. д. и т. п.). Это существенно удешевляет и упрощает все работы, связанные с захоронением и складированием токсичных отходов в природных изоляторах. И в особенности в тех случаях, когда для этой цели оказываются пригодными уже существующие горные выработки, если их образование не вызывает опасности возникновения в окружающем массиве воздухе и водопроводящих нарушений сплошности.

Размеры и срок службы подземного хранилища промышленных отходов определяются технико-экономическим обоснованием. При размещении в хранилище отходов, требующих постоянного наблюдения за их состоянием, или отходов, переработка которых возможна в обозримом будущем, срок устойчивости выработок хранилища, а соответственно и самого хранилища, должен быть рассчитан на этот период.

В последние  годы реализация концепции надежного  избавления окружающей среды от нереализованных, не уничтоженных и не нейтрализованных токсичных отходов путем их захоронения  и складирования в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, стала набирать темп.

Материалы по проектированию технологических схем, выбору методов  и организации производства процессов  утилизации, обезвоживания и захоронения  по типам промышленных отходов представляются проектной организации заказчиком проекта, который, в свою очередь, получает их от соответствующих министерств, ведомств, акционерных обществ.

Согласно современным  требованиям размещение неутилизируемых  промышленных отходов должно осуществляться в пределах специальных полигонов, обеспечивавших их изоляцию и экологическую безопасность на такой срок, пока они не станут безвредными для человека или не будут разработаны экономически приемлемые технологии их переработки и последующего использования.

К подземным  хранилищам промышленных отходов относятся  такие, которые располагаются в  удаленных от земной поверхности  геологических формациях, обеспечивая  долговременную изоляцию отходов от биосферы.

Подземные хранилища  являются природоохранными сооружениями и предназначены для централизованного сбора и размещения отходов (в том числе и токсичных) промышленных предприятий, научно-исследовательских организаций и учреждений . Размещение промышленных отходов в хранилищах может преследовать две цели – их последующее использование (хранение) и навечное захоронение.

Количество и  мощность хранилищ определяются технико-экономическим  обоснованием их строительства.

Подземные хранилища  могут создаваться как самостоятельные  предприятия или существовать совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

В соответствии с классификацией отходов  представляется целесообразным рассмотреть необходимые  требования к выбору места расположения хранилища, его проектированию, строительству  и эксплуатации. При складировании нескольких типов отходов может возникнуть необходимость в размещении каждого из них в отдельной камере (выработке), если они не совместимы друг с другом. Кроме того, следует предусмотреть пути и механизмы доставки отходов, определить последовательность доставки в хранилище, разработать способы нейтрализации, если отходы токсичные, и мероприятия по уборке незапланированного просыпа и пролива отходов .

В общем виде подземное хранилище представляет собой сложное сооружение, состоящее  из наземного и подземного комплексов и соединяющих их выработок, предназначенных для доставки отходов в хранилище, проветривания и проведения необходимых наблюдений за состоянием выработок и самих отходов.

Подземное хранилище  является дорогостоящим сооружением, поэтому оно должно быть ориентировано на прием отходов I, II, III и, при необходимости, 
IV классов опасности, перечень которых в каждом конкретном случае согласовывается с органами

и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы, заказчиком и разработчиком проекта хранилища, а при размещении хранилища на территории горнодобывающего предприятия – с этим предприятием.

Твердые промышленные отходы IV класса в основе своей являются инертным и нетоксичным материалом. По согласованию с органами санитарно- эпидемиологической службы, гортехнадзора и администрацией горнодобывающего предприятия они могут размещаться в выработанном пространстве в качестве закладки или же при согласовании с учреждениями коммунальной службы могут вывозиться на полигоны складирования городских бытовых отходов и применяться в качестве изолирующего материала.