Общие вопросы переработки отходов промышленности

СОДЕРЖАНИЕ 
 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..…3

1. ОБЩАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ………5

1.1. Основные  понятия отходов………………………………………………….5

1.2. Классификация  отходов промышленности………………………………...5

2. МЕТОДЫ ХРАНЕНИЯ  ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ……………....7

2.1. Использование  хранилищ промышленных отходов……………………….7

2.2. Наземные  полигоны……………………………………………………...…10

3. ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТОКСИЧНЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ  ОТХОДОВ…………………………………………...….11

3.1. Жидкофазное  окисление……………………………………………………11

3.2. Гетерогенный катализ………………………………………………………12

3.3. Пиролиз промышленных  отходов………………………………………….13

3.4. Огневая переработка………………………………………………………..14

3.5. Переработка и обезвреживание отходов с применением плазмы…….…16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….19

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Наука и техника начала третьего тысячелетия  развивается в темпах геометрической прогрессии, не является исключением  и промышленность как одна из самых (если не самой) масштабных сфер деятельности человека. Подобного рода тенденция распространилась по всему миру и уже захватила развивающиеся, в прошлом слаборазвитые, страны. Российская Федерация обладает одним из мощнейших во всем мире промышленным потенциалом, доставшимся ей в наследие от Советского Союза, после распада которого до сих пор промышленность нашей страны не оправилась в полной мере. Несмотря на это, промышленность России, так или иначе, развивается всё более стабильно и целенаправленно. В связи с не безупречностью технологических процессов на данном этапе неизбежно негативное воздействие промышленности на окружающую среду, промышленных отходов как компонента данного воздействия. Ежегодно во всем мире и в нашей стране миллиарды тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов поступает в биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природы. В глобальных масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере. Огромное количество видов живых существ подвержены воздействию опасных веществ, в том числе на генетическом уровне, отсюда вытекает поражения целого ряда поколений организмов, а может и множества. Стало очевидным, что и люди не застрахованы от плодов своей беспечности и халатного отношения к природе. Так, лишь по прошествию несколько десятилетий после создания крупных промышленных узлов, на которых велся недостаточно или не велся вовсе контроль над выбросами токсичных отходов в биосферу, в окрестностях стали появляться на свет дети с очевидными мутациями. Если люди в состоянии позаботиться о себе, животные и растения сами на это не способны, поэтому необходимо тщательно следить за развитием и жизнедеятельностью организмов в зонах прямого и косвенного воздействия промышленных предприятий и смежных с ними объектов. Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор.

     Цель  же данной работы заключается в рассмотрении основных ныне существующих и перспективных  способов утилизации и переработки промышленных отходов. Достижение глобальной цели в процессе выполнения работы достигалось рассмотрением локальных задач. Во-первых, дать понятие промышленных отходов и рассмотреть их классификацию по различным критериям: по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработки и использования и степени их токсичности. Во-вторых, охарактеризовать способы утилизации, переработки и, при необходимости, условий их захоронения. В-третьих, рассмотреть возможность комплексного использования отходов промышленности как в целом в промышленности, так и на примере металлургического, топливно-энергетического и химического комплексов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1. Основные понятия отходов 

       Негативное  воздействие промышленности выражается в воздействии на конкретные части  природы и на биосферу в целом  отходов от процессов добычи и  переработки природных ресурсов. Отходы производства и потребления  являются источниками антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов. 

       В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации.

       По  возможности использования, различаются утилизируемые и неутилизируемые отходы. Для первых существует технология переработки и вовлечения в хозяйственный оборот, для вторых в настоящее время отсутствует. 

1.2. Классификация отходов  промышленности 

     Промотходы  зачастую являются химически неоднородными, сложными поликомпонентными смесями веществ, обладающими различными химико-физическими свойствами,  представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработки и использования. В нашей стране вредные вещества характеризуется по четырем классам опасности, от чего зависят затраты на переработку и захоронение:

     Чрезвычайно опасные. Отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 – треххлорную сурьму, бенз-а-пирен.

     Высоко-опасные. Отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения  свинца.

     Умеренно-опасные. Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид никеля,  четыреххлористый углерод.

     Малоопасные. Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом  с применением аминов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. МЕТОДЫ ХРАНЕНИЯ  ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

2.1. Использование хранилищ  промышленных отходов 

     При разработке новых ресурсосберегающих и экологичных технологических  процессов, необходимо обезвреживание отходов на стадии вывода из технологического процесса, но при современном развитии науки и техники невозможно исключить образование неутилизируемых, не подлежащих сжиганию, не поддающихся нейтрализации токсичных отходов. В этом случае целесообразно захоронение отходов такого рода в специально создаваемых для этого хранилищах, где можно будет захоронить промышленные отходы для их использования в будущем.

     Для захоронения отходов промышленности целесообразно использовать резервуары в геологических формациях: гранит, вулканические породы, туфы, базальты, соляные толщи, гипс, ангидрит, доломит, глина, гнейсы. Такого рода хранилища могут существовать как  самостоятельно, так и совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

     В течение последних 70-ти лет наша страна была и остается сейчас крупнейшим поставщиком разнообразных полезных ископаемых, при добыче которых образуются порядка нескольких миллиардов кубометров пустот, непогашенных или постепенно погашаемых выработанных пространств, пригодных в большей или меньшей степени для захоронения промышленных отходов, в том числе  радиоактивных. При размещении отходов необходимо соблюдать ряд определенных условий и ограничений:

     водонепроницаемость толщ и наличие над и под ними обильных водоносных толщ;

     полное исключение возникновения деформаций, способных сделать толщу водопроводящей (сдвиг под действием собственной массы, динамические нагрузки, вызванные землетрясениями, газодинамическими явлениями, наземными взрывами и т.п.);

     размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений наводнений, селей, прорыва дамб и плотин, оседание земной поверхности в результате горных работ;

     наличие способов и средств, позволяющих при необходимости оперативно и с полной гарантией навечно перекрыть выработки, через которые отходы будут подаваться в выработанные пространства.

     Подземное захоронение отходов может осуществляться на различных глубинах и гидродинамических  зонах литосферы, согласно этому  хранилища подразделяются:

     неглубокие  – в зоне аэрации и активного водообмена;

     среднеглубокие  – ниже зоны активного водообмена, в пределах пластовых температур 50 – 70º С;

     глубокие – на глубине свыше 2000 м.

     Необходим учет мощности зоны аэрации и фильтрационные свойства пород, интенсивность экзогенных геологических процессов (карст, эрозия, оползень и др.), влияющих на герметичность хранилищ.

     Существуют  предложения по нетрадиционным способам создания подземных емкостей посредством  энергии камуфлетного взрыва и ядерного взрыва.

     В итоге: хранилище токсичных промышленных отходов – сложная геотехническая система, составными элементами которой являются компоненты геологической среды (массив горных пород, подземные воды) и наземно-подземные инженерные сооружения (выработки, скважины, коммуникации).

     Хранение взрывоопасных отходов, представляющих некоторую ценность в будущем после создания технологий их переработки и использования, наиболее целесообразно в подземных хранилищах с повышенными мерами безопасности и возможной флегматизацией. Уничтожение взрывоопасных отходов связано со значительными затратами на обеспечение безопасности процесса. Требования к размещению хранилищ взрывоопасных отходов аналогичны общим защитным мероприятиям для хранения промышленных отходов. Воздействиями, инициирующими возможный их взрыв, являются механические удары, трение, высокие температуры, электрическая искра или блуждающие токи, химическая реакция между компонентами, близкий взрыв. Для предотвращения негативных последствий захоронения взрывоопасных отходов, помимо общих требований для изоляции промотходов из биосферы, необходимо:

     помещение взрывоопасных отходов в тару для предохранения от всех видов инициирующих воздействий;

     достаточное удаление от системы ЛЭП;

     использование качественной электропроводки для освещения подсобных помещений;

     предохранение от нежелательных химических реакций, в том числе путем низкой температуры хранения и уже упомянутой флегматизации;

     безопасные транспортировка, погрузки-разгрузки взрывоопасных отходов.

     Взрывоопасные вещества и смеси:

• соли тяжелых металлов (СТМ) гремучей кислоты – фульминаты;
• СТМ и органические производные азотоводородной кислоты – азиды, циниануразиды;
• СТМ ароматических оксинитросоединений – пикраты, стивриаты (нитрорезорцинаты);
• производные 5-членного гетероциклического соединения тетразола;
• некоторые производные азотоводорода тетразена, например гунилнитрозоамингуанилтетразен;
• производные аминов ароматического ряда, соли диазопроизводных диазооксы, хинодизаиды;
• органические перекиси;
• ацетилениды некоторых тяжелых металлов;
• динитробензофуроксены тяжелых металлов;
• нитросоединения – тротил, тетрил, гексоген;
• нитроэфиры – тиланин, нитроглицерин и др.;
• нитропарафины – нитрометан;
• гидраты гликолей – этиленгликоль;
• хлораты и перхлораты щелочных металлов;
• нитраты целлюлозы, некоторых металлов и газов;
• смеси горючих элементов с окислителями;
• газово-воздушные смеси горючих летучих веществ.

 

2.2. Наземные полигоны 

     Наземные  полигоны для хранения промышленных отходов являются и должны использоваться в качестве временных, промежуточных  пунктов на пути в хранилища. Согласно действующим положениям по проектированию и созданию наземных полигонов их размещение запрещено:

• вблизи месторождений пресных подземных вод и их водо-охранных зон,
• вблизи месторождений минеральных лечебных и промышленных вод,
• на территории зон охраны курортов,
• на территории заповедников,
• в пределах селитебных и рекреационных зон населенных пунктов.