Современное развитие производства и рост численности населения привели к экологическому кризису на нашей планете. Отходы-это одна из основных причин этого кризиса, приводящие к опасному загрязнению воздуха, почвы и природных вод. Они приводят к росту заболевания людей и массовой гибели живых организмов.
Наилучшим способом решения проблемы отходов является их утилизация с получением продукции, сырья для промышленного производства или энергии. Это соответствует экономике замкнутого цикла, являющейся основой устойчивого развития человечества. Однако, такая переработка не всегда выгодна экономически.
В этом случае применяется обезвреживание отходов для предотвращения их негативного воздействия. Эти вопросы будут рассмотрены в настоящей статье.
Содержание
Что называют обезвреживанием отходов
Обезвреживание -это воздействие на отходы, осуществляемое в специализированных установках для снижения их негативного воздействия. Наиболее полное определение обезвреживания отходов дано в федеральном законе от 24.06.98 №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления».
Приведем его полностью: обезвреживание отходов — уменьшение массы отходов, изменение их состава, физических и химических свойств (включая сжигание, за исключением сжигания, связанного с использованием твердых коммунальных отходов в качестве возобновляемого источника энергии (вторичных энергетических ресурсов), и (или) обеззараживание на специализированных установках) в целях снижения негативного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду.
Непонятно, почему исключение сделано только для сжигания ТКО в энергетических целях. Согласно определению утилизации отходов, если они используются для получения вторичных энергетических ресурсов, это также является не обезвреживанием, а утилизацией.
Способы обезвреживания отходов
Обезвреживанию подлежат наиболее опасные отходы:
- медицинские;
- биологические;
- промышленные (нефтедобычи, нефтепереработки, химические, гальванические и др.).
Для снижения степени их негативного воздействия на окружающую среду применяются следующие основные способы:
- химические;
- физико-химические;
- термические;
- биологические.
Рассмотрим их более подробно.
Химические способы
Химические способы применяются для обезвреживания отходов, содержащие загрязняющие вещества в виде водных растворов (отработанные гальванические электролиты, химические отходы, стоки от мойки производственного оборудования и многие другие).
Основными химическими способами снижения негативного воздействия отходов являются:
- нейтрализация;
- осаждение в виде нерастворимых соединений;
- окисление или восстановление;
- биохимическая обработка;
- образование нерастворимых комплексных соединений.
Все эти способы позволяют уменьшить классы опасности отходов и степень их негативного воздействия на окружающую среду. С целью создания безотходных производств образующиеся при обезвреживании остатки можно утилизировать с получением продукции или сырья для промышленных производств.
Нейтрализация
Нейтрализация обычно используется для обезвреживания кислых или щелочных веществ. Наиболее выгодна взаимная нейтрализация кислот щелочами, позволяющая получить нейтральный солевой раствор. Операция нейтрализации проводится в специальных реакторах с мешалками и контролем водородного показателя рН.
При отсутствии необходимого количества кислот или щелочей для нейтрализации приходится использовать покупные химические реагенты, что удорожает этот процесс. Подробнее об этом можно прочитать в статье «Гальванические отходы«.
Осаждение в виде нерастворимых соединений
Это основной способ снижения класса опасности водных отходов химической промышленности и гальванических производств. Даже такое высокотоксичное вещество, как ртуть, может быть переведено в малотоксичную форму при образовании нерастворимого сульфида ртути.
Для осаждения тяжелых металлов из отходов широко используется их осаждение в виде малорастворимых гидроксидов, карбонатов, фосфатов или сульфидов. Обычно выбор определяется доступностью и стоимостью соответствующих реагентов.
Окисление, восстановление, образование комплексных соединений
Окисление широко используется для обезвреживания химических отходов. В качестве окислителей используют кислород (чаще в виде озонирования), хлор, а также хлорсодержащие окислители (гипохлориты, хлориты, хлораты) или кислородсодержащие окислители (пероксиды, хроматы, перманганаты и др.).
Окисление используется для обезвреживания таких опасных отходов, как цианиды, применяющиеся в гальванике. В качестве окислителя чаще всего используется гипохлорит натрия.
В качестве примера восстановления можно привести обезвреживание хромсодержащих гальванических электролитов. Восстановление эффективно протекает только в кислой среде. В качестве восстановителей обычно используются сульфит, бисульфит или гипосульфит натрия. В результате шестивалентный хром, имеющий 1 класс опасности превращается в трехвалентный хром 3 класса опасности.
Обезвреживание с образованием нерастворимых соединений применяется при обработке циансодержащих отходов солями железа с образованием комплексных ферроцианидов, имеющих значительно меньшую опасность.
Биохимическая обработка
Микробиологическая обработка может усиливать действие химических реагентов. Возможен и обратный процесс, когда добавление определенных химических веществ (чаще всего удобрений) способствует росту микробной микрофлоры, увеличивая эффективность ее действия.
Физико-химические способы
Добавление физических воздействий (электрические, электромагнитные, сверхвысокие частоты(СВЧ), ультразвук и др.) позволяют значительно повысить эффективность химического обезвреживания. Например, СВЧ методы эффективны при обезвреживании медицинских отходов.
Электромагнитные методы на порядки увеличивают скорость и полноту осаждения нерастворимых соединений. Электрофлотационная обработка позволяет осадить тяжелые металлы в виде нерастворимых соединений и выделить их в виде пены за счет флотации (воздействия мелкодисперсных воздушных пузырьков). Одновременно происходит разрушение органических загрязнений под действием электрического тока.
Термические способы
К термическим способам относятся:
- пиролиз;
- сжигание;
- газификация.
Пиролиз
Термическое разложение без доступа воздуха (пиролиз) позволяет осуществить расщепление отходов с получением ценных продуктов. Поэтому в зависимости от цели пиролиза это может быть как обезвреживание, так и утилизация.
В случае применения пиролиза для снижения негативного воздействия отходов-это обезвреживание. Если целью пиролиза является получение ценной продукции-это утилизация.
Сжигание
Сжигание позволяет значительно сократить объем отходов, поэтому метод находит широкое применение в районах нефтедобычи для обезвреживания нефтесодержащих отходов. Часто используют сжигание биологических и сложных органических отходов. Для обеспечения экологической безопасности используются современные эффективные системы очистки газовых выбросов.
О том, как планируется использовать эту технологию для уничтожения высоко опасных отходов можно познакомиться на следующем видео:
Газификация
Преимуществом метода является возможность использования несортированных и сильнозагрязненных отходов. Газификация проводится в плазмотронах при температуре 1200 град. С в присутствии водяного пара. Это позволяет полностью разрушить любые токсичные соединения с получением синтез-газа и остеклованного зольного остатка.
Синтез-газ используют для получения ценных химических веществ или сжигают для производства электроэнергии и тепла. Зольный остаток является практически неопасным и может применяться в производстве строительных материалов.
Биологические способы
Способность специальных штаммов микроорганизмов разрушать сложные органические соединения позволяет осуществлять биологическое обезвреживание. Чаще всего оно используется для очистки почв и грунтов, загрязненных нефтью или нефтепродуктами.
Применяются специальные виды микроорганизмов, способные эффективно разлагать нефть. Для увеличения эффективности такой обработки используют активное перемешивание и аэрацию. В результате получают чистый грунт с содержанием нефти или нефтепродуктов ниже допустимых значений.
Особенности обезвреживания отходов 1-2 классов опасности
С 1 марта 2022 года законодательно изменены правила обращения с отходами 1-2 классов опасности. Предприятия, у которых они образуются, должны зарегистрироваться в государственной информационной системе ФГИС ОПВК и заключить договор на их обезвреживание с Федеральным экологическим оператором (ФЭО).
Введение государственной системы контроля обращения с особо опасными отходами можно только приветствовать. А решение наших законодателей передать монопольное право на обращение с такими отходами ФЭО является явной ошибкой, грозящей экологии нашей страны серьезными проблемами.
У ФЭО до настоящего времени отсутствуют собственные мощности по обезвреживанию и утилизации отходов 1-2 классов опасности и нет лицензии на обращение с ними. В планах их создание запланировано лишь на 2025 год. Однако после завершения строительства потребуется достаточно длительный период для их ввода в эксплуатацию, в связи с отсутствием специалистов, имеющих практический опыт работы с такими отходами.
ФЭО сейчас активно зарабатывает, используя свое монопольное положение. Он организует тендеры среди переработчиков, в которых в качестве критерия выступает минимальная цена. В результате большинство предприятий, занимающихся обезвреживанием ртутьсодержащих отходов вынуждены сокращать сотрудников из-за нехватки финансирования. В тоже время специалисты МЧС фиксируют резкий рост количества ртутных ламп в природной среде.
Многие переработчики, имеющие лицензии на обезвреживание или утилизацию отходов 1-2 классов опасности, не спешат участвовать в тендерах (те, у кого лицензии позволяют также работать с отходами 3-4 классов опасности).
Дело в том, что для грамотного и безопасного обращения с чрезвычайно опасными отходами необходим предварительный их осмотр на предприятиях, отбор проб для анализов (паспорта часто содержат много неточностей) и выяснение условий их упаковки для безопасного транспортирования. Подробнее о правилах предварительного осмотра особо опасных отходов можно прочитать в «Обезвреживание и утилизация гальванических отходов (кейсы Опытно-производственного центра МГУП «Промотходы»).
Все эти вопросы невозможно решить в тендере, а это основные вопросы безопасности работы с чрезвычайно опасными отходами.
