Классификация отходов

Отходы производства – все то, что образуется в процессе производства или после завершения его цикла, кроме продуктов в виде энергии или веществ – предметов производства.

Согласно этому определению к отходам производства относятся остатки многокомпонентного природного сырья после извлечения из него целевого продукта, например пустая рудная порода, вскрышная порода горных разработок, шлаки и зола тепловых электростанций, доменные шлаки и горелая земля опок металлургического производства, металлическая стружка машиностроительных предприятий и т. д. Кроме того, к ним относятся значительные отходы лесной, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслей промышленности, дорожно-строительной индустрии и современного агропромышленного комплекса (навозохранилища, неиспользованные химические удобрения и пестициды, необустроенные кладбища погибших во время эпидемий животных и др.).

В принципе отходами производства являются и вещества, содержащиеся в отходящих технологических газах (дымовые) или в сточных водах предприятий, использующих воду в технологических процессах. Эти газообразные и жидкие виды отходов обычно рассматриваются в рамках экологических проблем загрязнения атмосферного воздуха и водного бассейна Земли и их охраны.

В промышленной экологии под отходами производства понимают отходы, находящиеся в твердом агрегатном состоянии (некоторые газообразные и жидкие отходы могут переходить в твердую фазу, например в фильтрах или отстойниках). То же относится и к отходам потребления – промышленным и бытовым (рис. П.9.4).

Добыча сырья – это не только самый разрушительный вид человеческой деятельности, при котором происходит перемещение огромного количества почвы и горной породы, но и основной источник промышленных отходов. Большая часть отходов образуется на начальной стадии. Для доступа к сырью необходимо удалить слой почвы и горных пород (вскрышные породы), при этом объемы вскрышных пород при открытом способе добычи сырья, который сейчас широко распространен, значительно больше, чем при подземном способе. Наглядный пример этому – горы пустой породы – терриконы в районах угледобычи (рис. П.9.2), отвалы вблизи карьеров при наземной добыче руд (рис. П.9.3). После процесса обогащения добытой руды также появляются горы пустой породы («хвосты» обогащения). Такие же горы отходов образуются на стадии выплавки металла (доменные шлаки, зола, горелая земля).

В основном эти терриконы и отвалы состоят из относительно инертных компонентов, но в то же время они содержат кислотообразующие вещества, тяжелые металлы и другие опасные для окружающей среды элементы. Подвергаясь интенсивному физико-химическому воздействию природных факторов – воздуха и воды, они становятся источниками комплексного загрязнения окружающей природной среды.

Наиболее остро стоит вопрос утилизации неуклонно накапливающихся отходов угольной отрасли промышленности. На некоторых шахтах Донбасса добыча 1 тыс. т угля сопровождается выдачей на-гора более 800 т породы. На поверхности при участии кислорода воздуха и некоторых видов бактерий содержащиеся в породе сульфиды окисляются, что является одной из причин самовозгорания терриконов, образования кислотных поверхностных водотоков.

Возможные направления использования отходов производства

Принципиально возможно использование промышленных отходов в следующих основных направлениях:

1. Рекультивация ландшафтов, планировка территорий, отсыпка дорог, дамб и т. п., для чего используют скальные породы, галечник, гравий, песок, доменные шлаки и другие виды твердых промышленных отходов. Реализация этого экономически выгодного направления утилизации отходов тем не менее незначительная – всего в этих целях используется примерно 10% объема имеющихся отходов.

2. Использование отходов в качестве сырья при производстве строительных материалов:

· как пористые заполнители бетона, строительной керамики, кладочных растворов (пустая горная порода, галечник, песок);

· как сырье для производства белого цемента, строительной извести и стекла (породы, содержащие мел СаСО3), портландцемента (глинистые сланцы), керамзита (пластичные глины), силикатного и строительного кирпича (золошлаковые отходы тепловых электростанций и металлургических заводов) и т. д.

Промышленность строительных материалов – единственная отрасль, в значительных масштабах использующая многотоннажные отходы производства.

3. Вторичное использование отходов в качестве исходного сырья, поскольку некоторые отходы по своим свойствам близки к природному сырью для получения определенного вещества или сырья для получения новых видов продукции. В первом случае реализуется принцип малоотходной или безотходной технологии производства (рис. П.9.5), например производство графита из графитовых руд и образующейся при этом графитовой копоти.

Во втором случае таким образом можно, например, получать серную кислоту: при обогащении угля с целью снижения в нем содержания серы образуется серный колчедан FeS₂ (например, в «хвостах» обогащения Подмосковного угольного бассейна его запасы достигают 60 млн. т); термическая обработка серного колчедана совместно с другим крупнотоннажным отходом – сульфатом железа FeSO₄ – позволяет получить диоксид серы:

FeSO₄ + 3FeS₂ + 8О₂ = 7SO₂ + 2Fe₂O₃,

и в дальнейшем – серную кислоту.

Это направление использования отходов применимо при переработке таких промышленных отходов потребления, как черный и цветной металлолом. При переработке черного металлолома можно сэкономить до 75% электроэнергии, необходимой для получения стали из железной руды. Повторное получение алюминия из лома экономит до 90% электроэнергии, необходимой для его выплавки из руды. Попутно уменьшается загрязнение атмосферы и количество добываемого первичного сырья, а следовательно, и количество пустой рудной породы.

4. Использование отходов в сельском хозяйстве в качестве удобрения (см. рис. П.9.6) или средства мелиорации. Например, разработаны технологические процессы получения из фосфогипса (крупнотоннажный отход некоторых химических производств, содержащий в %: гипс – 80–90, фосфорную кислоту – 0,5 – 0,6, глину – 5 – 6) ценного химического удобрения – сульфата аммония (NH₄)2SО₄, а также извести для химической мелиорации солонцовых почв. Известковые мелиоранты (поглотители) кислых почв получают также из золошлаковых отходов металлургии, отходов бумажной, кожевенной и других отраслей производства. Применение отходов промышленности в сельском хозяйстве имеет свои сложности. Это связано с тем, что в них в зависимости от исходного сырья могут находиться тяжелые металлы, мышьяк, фтор, селен и другие вредные элементы.

5. Использование в качестве топлива в промышленности и быту отходов лесной и деревообрабатывающей отраслей промышленности, некоторых отходов сельского хозяйства.

Слайды

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5