Техногенные отходы производства: переработка и утилизация

Ежегодно в стране формируется 5 млрд. тонн мусора, большая доля которого — техногенные отходы, образующиеся при промышленном производстве. Проблема их переработки — приоритетная экологическая и экономическая задача, так как появление ненужных отработанных материалов свидетельствует о неразумном использовании натуральных ресурсов.

Что такое техногенные отходы?

Согласно ГОСТ 25916-83 техногенные отходы — это остатки материалов и сырья, которые образовались в ходе производства и утратили начальные свойства. Главные отходообразующие отрасли экономики:

• угольная промышленность (55%);

• черная и цветная металлургия (25%);

• добыча прочих полезных ископаемых (15%);

• химическая и лесная промышленность, сельское хозяйство, строительство и энергетика (в сумме около 5%).

Согласно данным Росприроднадзора вторично используется или обезвреживается только 20-60% образующихся отработанных материалов, остальная часть отправляется на хранение.

Проблема техногенного мусора

Главная сложность в ситуации с промышленным мусором в том, что основной объем не перерабатывается в тех районах, где он возникает. По различным оценкам в России накоплено 80 млрд. тонн выбросов предприятий, при этом их количество ввиду ограниченной переработки ежегодно возрастает.

Даже современные способы добычи и обогащения, выплавки чугуна и стали и прочие промышленные технологии нельзя назвать безотходными. Рядом с предприятиями и комбинатами образовались «месторождения» отходов, полученных из недр и вывозимых на отдельные площадки. Повторное применение могло бы стать одним из путей решения задач по нехватке сырья для определенных сфер экономики.

Виды техногенных отходов и места их образования

Выделяют следующие основные категории: минеральные и органические.

Максимальное значение для последующей переработки имеют отходы, относящиеся к техногенным минеральным образованиям. В зависимости от содержания химических элементов выделяют следующие их виды:

• силикатные;

• карбонатные;

• гипсовые;

• железосодержащие.

Дополнительно существует классификация по производящим их сферам промышленности:

• отходы горнодобывающей отрасли (пустые породы, лежалые хвосты обогащения, представляющие ценность, и т. д.);

• металлургические отходы, шлаки или шламы при применении «сухих» или «мокрых» технологий (образующиеся при различных способах получения ферромолибдена и прочих сплавов);

• шлаки и золы ТЭС;

• материалы деревообрабатывающей и бумажной отрасли;

• строительный мусор и др.

Учет техногенных отходов

Еще в 1990-х годах Министерством Природы был подготовлен ряд документов, регламентирующих отношения между надзорными органами и природопользователями в части действий с производственными отходами:

• Временные правила охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в РФ.

• Временные рекомендации по проведению инвентаризации мест захоронения отходов производства и потребления на территории РФ.

• Предложения по совершенствованию системы государственного учета по вопросам обращения с отходами.

Заводы, фабрики и комбинаты каждый год отправляют в Росстат сведения об образовании, утилизации и размещению промышленных отходов по форме №2-ТП согласно Приказу Росстата №529 от 10.08.2017.

Утилизация техногенного сырья

Утилизация техногенных отходов — важнейший фактор в увеличении эффективности современных промышленных производств и сохранения сырьевой базы. Помимо этого, переработка несет экологическую составляющую, снижая воздействие на окружающую среду.

Утилизация отработанных материалов имеет сложную организацию в части технологии переработки.

Методы утилизации жидких техногенных химических отходов

К жидким химическим выбросам относят сточные воды, образовавшиеся при проведении технологических процессов по добыче и переработке полезных ископаемых, включая промывочные и охлаждающие жидкости. Согласно классификации Всемирной организации здоровья различают следующие виды химических загрязнений жидкостей:

• летучие органические соединения;

• низкотоксичные неорганические вещества;

• смеси углеводородов;

• биогенные соединения;

• особо токсичные вещества (например, тяжелые металлы).

Переработку жидких химических выбросов осуществляют двумя основными способами: рекуперационными (выделение из жидкостей всех имеющих ценность элементов и их последующая обработка) и деструктивными (разрушение загрязненных вод при помощи окисления или восстановления с последующим выделением в виде осадка или газа).

Способы переработки сточных жидкостей представлены в таблице.

Помимо описанных способов для переработки жидких выбросов используется окисление и восстановление, выпаривание, ультрафильтрация, а также другие виды.

Утилизация твердых техногенных отходов

Оперативной утилизации подвергается только малая часть отработанных твердых материалов(около 20%). При этом речь идет о «свежих» образовавшихся отходах, объем техногенного мусора, образованный еще более 30 лет назад до сих пор не начали перерабатывать. В свою очередь, вторичное применение отработанного мусора может стать серьезной базой сырья химической, строительной, металлургической промышленностей.

Переработку техногенных отходов в твердом состоянии рационально использовать для дальнейшего применения материалов в следующих отраслях:

• производство строительных материалов (цемент, кирпич, блоки);

• производство металлов;

• агропромышленный комплекс;

• стекольная;

• химическая и нефтехимическая и т.д.

Для большей доли твердого мусора разработаны современные способы утилизации и переработки.

Применение техногенного сырья в строительстве

Широкое применение промышленные отбросы нашли в качестве сырья для производства строительных материалов. Использование техногенного мусора позволяет удовлетворить до 30-50% потребностей строительства в исходных материалах, себестоимость готовой продукции снижается на 15-20% в сравнении с потреблением натурального продукта.

Характеристики отработанного сырья близки к физическим свойствам природных материалов. Кроме того, доступные методы переработки мусора позволяют получить новые продукты с уникальными эксплуатационными качествами.

Основные виды стройматериалов, получаемые при помощи переработки техногенных отходов, представлены в таблице.

Применение техногенных отходов в строительстве — главное направление в современной переработке промышленного мусора, которое снижает воздействие на экологию и уменьшает себестоимость готовой продукции.