Переработка и обезвреживание бытовых и промышленных отходов «В химии нет отходов, а есть неиспользованное сырьё». Д.И. Менделеев

Определение и классификация отходов Отходы – это по тем или иным причинам неиспользованное или недоиспользованное сырьё. В соответствии с ГОСТ «Ресурсы материальные вторичные (термины и определения)», к отходам производства относятся остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства, а к отходам потребления – изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. В соответствии с Федеральным законом 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления», 1998г. – «отходы – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства; опасные отходы – отходы, которые содержат вредные вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционностью) или содержащие возбудителей инфекционных болезней, либо которые могут представлять непосредственную или потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами;». Отходы производства и потребления, которые образуются в народном хозяйстве, являются вторичными материальными ресурсами (ВМР). Вторичные материальные ресурсы – это ещё не вторичное сырьё. Вторичное сырьё определяется как «вторичные материальные ресурсы, которые в настоящее время могут повторно использоваться в народном хозяйстве», т.е. имеются технические и экономические предпосылки для этого. Вторичные материалы, для использования которых в настоящее время условий пока нет, относятся к неиспользуемым отходам.

КодНаименование Отходы органические природного происхождения (животного и растительного) Отходы производства пищевых и вкусовых продуктов Отходы растительных и животных жировых продуктов Отходы содержания, убоя и переработки животных и птиц (включая отходы рыбы и иных морепродуктов) Древесные отходы Отходы целлюлозы, бумаги и картона Другие отходы от переработки продуктов животного и растительного происхождения Отходы минерального происхождения Отходы добывающей промышленности Отходы металлов и сплавов Отходы химического происхождения Отходы переработки нефти, угля, газа, горючих сланцев и торфа Отходы органических растворителей, красок, лаков, клея, мастик и смол Отходы фармацевтической продукции и гигиенических средств Отходы текстильного производства, производства волокон Отходы коммунальные Твердые коммунальные отходы Отходы сложного комбинированного состава в виде изделий, оборудования, устройств, не вошедшие в другие пункты Медицинские отходы (больниц и лечебно-оздоровительных учреждений)

Тринадцатизначный код определяет вид отходов, характеризующий их общие классификационные признаки. Первые восемь цифр используются для кодирования происхождения отхода; девятая и десятая цифры используются для кодирования агрегатного состояния и физической формы (0 - данные не установлены, 1 - твердый, 2 - жидкий, 3 - пастообразный, 4 - шлам, 5 - гель, коллоид, 6 - эмульсия, 7 - суспензия, 8 - сыпучий, 9 - гранулят, 10 - порошкообразный, 11 - пылеобразный, 12 - волокно, 13 - готовое изделие, потерявшее потребительские свойства, 99 - иное); одиннадцатая и двенадцатая цифры используются для кодирования опасных свойств и их комбинаций (0 - данные не установлены, 1 - токсичность (т), 2 - взрывоопасность (в), 3 - пожароопасность (п), 4 - высокая реакционная способность (р), 5 - содержание возбудителей инфекционных болезней (и), 6 - т + в, 7 - т + п, 8 - т + р, 9 - в + п, 10 - в + р, 11 - в + и, 12 - п + р, 13 - п + и, 14 - р + и, 15 - т + в + п, 16 - т + в + р, 17 - т + п + р, 18 - в + п + р, 19 - в + п + и, 20 - п + р + и, 21 - т + в + п + р, 22 - в + п + р + и, 99 - опасные свойства отсутствуют); тринадцатая цифра используется для кодирования класса опасности для окружающей природной среды (0 - класс опасности не установлен, 1 - I класс опасности, 2 - II класс опасности, 3 - III класс опасности, 4 - IV класс опасности, 5 - V класс опасности). При поиске вида отхода в Каталоге отходов определяющим является код, а не наименование отхода.

Основные тенденции решения проблемы отходов Как уже неоднократно отмечалось, при производстве продукции в неё переходит около 10% исходного сырья и материалов. Общая полезная степень использования добываемых материалов (с учётом закладки выработанного пространства, засыпки оврагов, планировочных работ и т. д.) составляет примерно 30%. Оценивая значение использования отходов с точки зрения рационального природопользования, следует иметь в виду, что в структуре производственных затрат в нашей стране определяющим являются затраты на сырьё, топливо и материалы. В общем объёме валового общественного продукта эти затраты составляют около 60%. Исключительно пагубное влияние отходов на окружающую среду вызывает всеобщую озабоченность. Первым государственным актом о вторичном сырье в нашей стране является указ Петра 1 от 24 апреля 1714 г. о сборе и использовании отходов холста. В 1997г. принят специальный Федеральный закон «Об отходах производства и потребления». Этот закон, являющийся дальнейшим развитием Закона РСФСР «Об охране окружающей природной среды», определяет государственную политику в области обращения с отходами производства и потребления.

Основной тенденцией в сфере управления отходами у нас и в развитых странах мира является их минимизация (waste minimization) [22] путём: предотвращения или уменьшения образования отходов (т.е. безотходное или малоотходное производство); улучшения качества образующихся отходов, включая уменьшение количества токсичных веществ в них; повторного использования, рецикла и восстановления или извлечения полезных компонентов из них. В большинстве стран соблюдается следующий приоритетный ряд в обращении с отходами: предотвращение образования отходов имеет приоритет перед повторным их использованием; повторное использование или рецикл в том же процессе предпочтительнее внешнего использования; использование отходов предпочтительнее использования их энергии (получаемой, например, путём сжигания); однако в Германии, Корее и Швейцарии оба направления обладают равной приоритетностью; во всех странах повторное использование или восстановление (извлечение) имеет безусловный приоритет перед складированием или захоронением; в ряде стран сжигание отходов относится к категории «минимизация», только в случае использования энергии.

Проблема твёрдых бытовых отходов (ТБО) в настоящее время становится всё более и более актуальной особенно в городах. Согласно данных последней переписи населения, в нашей стране около 70% людей проживает в крупных городах. При этом ежегодно на каждые 100 тыс. жителей образуется около 200 тыс. т отходов (средние цифры для крупнейших мегаполисов), в том числе, в жилом фонде примерно 25 тыс. т твердых бытовых отходов и крупногабаритного мусора. Около 14 тыс. т твердых бытовых отходов и крупногабаритных материалов и 15 тыс. т отходов производства образуются в нежилом фонде города. К этим отходам добавляется примерно 6 тыс. т медицинских и биологических отходов. При увеличивающихся повсеместно масштабах строительных работ в городах образуется ещё около 110 тыс. т строительных отходов. При очистке сточных вод производится около 30 тыс. т осадков. В ближайшие 5-7 лет такие же объёмы отходов будут характерны и для большинства крупных городов РФ.

Темпы роста ТБО в три раза превышают темпы роста численности населения. Количество ТБО на душу населения в различных странах и регионах различно. В развитых европейских странах (Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Швеция, Швейцария), а также в Японии этот показатель уже достиг кг, в Австрии и Финляндии - свыше 620 кг, а в США - превысил 720 кг на одного человека в год. Отходы упаковки в развитых странах Европы составляют до 150 кг на человека в год, в США - около 250 кг, а в небольшой густонаселенной Японии - почти 400 кг. В последнее время наблюдается беспрецедентный рост количества муниципальных отходов в нашей стране, обусловленный ростом деловой активности, увеличением покупательской способности населения, развитием индустрии упаковочных материалов. По некоторым данным, в отдельных регионах РФ масса ТБО в год на одного человека уже составляет от 300 до 400 кг. В 2003 г. в Москве объём отходов составил 19 млн.т, из них: ТБО и КГМ (крупно-габаритные материалы) - 3,9, отходы производств - 3,2, медицинские отходы - 0,24, биологические отходы - 0,2, осадки очистных сооружений - 3,5, загрязненный грунт - 6,0, строительные отходы - 2,0.

Таблица 6.2 Среднестатистические данные по составу ТБО в ряде развитых стран и в Москве, % Компоненты отходов Развитые страны мира Москва Бумага, картон ,8 Металлы2-105,7 Пищевые отходы ,5 Пластмасса3-85,1 Текстиль4-63,0 Стекло4-104,4 Различные горючие материалы1,8 Инертные материалы3,4 Отсев (-15 мм)16,1

Более трети ТБО составляют упаковочные материалы, количество которых непрерывно увеличивается. Состав упаковочных материалов (%) в ряде стран представлен ниже: Компоненты отходовЯпонияВеликобритания Бумага 29,725,9 Пластмассы 37,425,1 Стекло 21,328,5 Металлы 11,120,4 Прочие 0,50,1

Вывоз на свалки (полигоны) В развитых странах на свалки вывозится 35-85% ТБО, в нашей стране – около 96% и часто на неконтролируемые свалки. Достоинствами этого метода являются простота и относительная дешевизна по сравнению с другими методами, недостаток – расход больших площадей, вторичное загрязнение окружающей среды и потеря ценных компонентов ТБО.

Размещение мусороперегрузочных станций ТБО в г. Москве.

Рис Аппаратурно-технологическая схема мусороперегрузочной станции с прессованием в брикеты.

Увеличение плотности тюков ТБО до кг/м 3 позволяет: уменьшить объём транспортируемых ТБО в 5 раз; увеличить срок эксплуатации полигона в 3–5 раз; уменьшить потребление грунта для технологических нужд полигона в 10 раз; снизить содержание влаги в тюках на 60 – 70 %, что позволяет значительно уменьшить количество образующихся фильтрационных стоков и направлять выделенный фильтрат на городские очистные сооружения; свести к минимуму количество образующегося биогаза и газов с неприятным запахом; понизить степень возгораемости мусора; практически исключить возможность размножения грызунов и птиц, являющихся переносчиками инфекций; использовать территории рекультивированных полигонов для размещения на них различных культурно-спортивных сооружений; придать полигонам вид эстетических индустриальных предприятий, что имеет определенную социальную значимость для обслуживающего персонала, проживающего в близлежащих населенных пунктах.

Сжигание с использованием и без использования тепла Метод сжигания (или в общем виде термические методы обезвреживания твёрдых бытовых отходов) имеет как несомненные достоинства (можно использовать теплоту сгорания ТБО для получения электроэнергии и отопления зданий, надёжное обезвреживание отходов), так и существенные недостатки. Необходима хорошая система очистки топочных газов, так как при сжигании ТБО в атмосферу выделяются хлористый и фтористый водород, оксиды азота и серы, а также металлы и их соединения (цинк, кадмий, свинец, ртуть и т. д., в основном в виде аэрозолей) и, что особенно важно, в процессе горения отходов образуются диоксины, дифенилы и дифураны, присутствие которых в отходящих газах значительно осложняет их очистку из-за малой концентрации этих высокотоксичных соединений. Имеются также проблемы с утилизацией золошлаковых отходов в связи с их высокой токсичностью. В настоящее время в мире эксплуатируется около тысячи мусоросжигательных заводов (МСЗ) с хорошей газоочисткой, где используется гидрооксид кальция и активированный уголь (рис.6.6). На этих заводах перерабатывается значительная доля ТБО (табл. 6.3).

Страна Термическая переработка, % Захоронение, % Австрия4836 Бельгия5527 Германия4334 Люксембург50 Нидерланды4542 США3055 Япония7415 Таблица 6.3 Доля термической переработки и захоронения в развитых странах.

Известковое молоко и активированный уголь Рис.6.6. Аппаратурно-технологическая схема (NID) очистки отходящих газов.

Рис.6.7. Мусоросжигательный завод 2: 1 – приемное отделение; 2 – приемный бункер ТБО; 3 – котлоагрегат; 4, 5, 6 – отделение газоочистки; 7, 8 – шлаковое отделение; 9 – загрузка ТБО в печь.

Рис.6.8. Газоочистка на МСЗ 2. 1 – для обезвреживания оксидов азота: 2СO(NH 2 ) 2 + 4NO + O 2 = 4N 2 + 2CO 2 + 4H 2 O; 2 – активированный уголь для адсорбции диоксинов, фуранов и тяжелых металлов; 3 – Ca(OH) 2 для взаимодействия с SO 2, HF, HCl: Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 + H 2 O, Ca(OH) 2 + 2HF = CaF 2 + 2H 2 O, Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O.

Рис.6.9. Мусоросжигательный завод 4: 1 – печь для сжигания отходов; 2 – газовые горелки; 3 – котел-утилизатор; 4 – циклон; 5 – распылительный абсорбер; 6 – реактор с активированным углем; 7 – рукавный фильтр; 8 – турбогенератор; 9 – контроль дымовых газов; 10 – дымовая труба.

Рис Печь для термической переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве: 1 – слой шлака, через который барботирует воздух; 2 – слой спокойного шлака; 3 –слой металла; 4 – огнеупорная подина; 5 – сифон для выпуска шлака; 6 –сифон для выпуска металла; 7 – переток; 8 – водоохлаждаемые стенки; 9 – водоохлаждаемый свод; 10 –фурмы для подачи воздуха; 11 – фурмы для подачи топлива; 12 – загрузочное устройство; 13 – крышка; 14 – загрузочная воронка; 15 – патрубок для отвода газа.

Компостирование твердых бытовых отходов Основной целью компостирования являются обеззараживание ТБО (в результате саморазогрева до о C происходит уничтожение возбудителей болезней) и переработка в удобрение – компост за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста – высокое содержание тяжелых металлов в нём. Оптимальными условиями компостирования являются: рН от 6 до 8, влажность 40–60%, а вот ранее применяемое время компостирования ч. оказалось недостаточным. В настоящее время компостирование осуществляется в специальных закрытых бассейнах или тоннелях в течение месяца.

Переработка ТБО в компост в небольших масштабах (1-3% от общей массы отходов) осуществляется в ряде стран (Нидерланды, Швеция, Германия, Франция, Италия, Испания и др.). Часто компостируется выделенная из ТБО органическая часть, менее загрязнённая цветными металлами, чем все отходы. Наиболее широко компостирование ТБО было распространено во Франции, где в 1980 г. действовало 50 установок для компостирования, а также 40 комбинированных установок по сжиганию и компостированию. В США компостирование практически не получило распространения. В Японии этим методом перерабатывается около 1,5% ТБО. В СССР был построен ряд заводов по компостированию ТБО в биобарабанах (в Москве, Ленинграде, Минске, Ташкенте, Алма-Ате). Большинство из них уже не функционирует.

Санитарная очистка города

Переработка, обезвреживание и захоронение опасных отходов «Всё есть яд и ничто не лишено ядовитости, одна лишь доза делает яд незаметным». Парацельс Переработка, обезвреживание и захоронение опасных (токсичных) отходов (в Германии их называют специальными, в США – опасными, в Финляндии – сложными) представляют особую экологическую необходимость и являются технически и организационно достаточно сложной задачей, не говоря уже о больших капитальных и эксплуатационных затратах. В развитых странах количество токсичных отходов оценивается примерно в 70 кг на одного человека в год, а средняя стоимость обезвреживания одной тонны – в 500 долларов. К сожалению, наши знания о токсичности веществ, как это можно видеть из данных табл. 7.1, весьма ограниченны. Даже для лекарств, пищевых добавок и косметических средств эти сведения недостаточны. И хотя данные таблицы относятся к 1984г., маловероятно, что они существенно изменились в лучшую сторону, ввиду высокой стоимости определения токсичности веществ и выпускаемых продуктов.

Таблица 7.1 Данные о токсичности различных продуктов Наименование Общее число продуктов Сведения о токсичности, % Полные Частич- ные Мини- мальные Неко- торые Отсут- ствие Пестициды и их компоненты Косметич. средства и их компоненты Лекарственные препараты и их компоненты Пищевые добавки Многотоннажные химические продукты Малотоннажные химические продукты Химические вещества с неопределённым обьёмом производства

В соответствии со статьёй 14 Федерального Закона от 24 июня 1998г. 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» разработан Критерий отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, по которому токсичные (опасные) вещества (отходы) делятся на пять классов опасности: I класс – чрезвычайно опасные, II – высокоопасные, III – умеренно опасные IV – малоопасные и V – практически неопасные. В соответствии с Критерием отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, утверждённого приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации 511 от г., I– IV классы опасности определяются расчётным методом на основании показателя (К), характеризующего степень опасности отхода при его воздействии на окружающую природную среду. В случае отнесения отхода расчётным методом к 5-ому классу опасности, необходимо его подтверждение экспериментальным методом (иначе отход будет отнесён к IV классу).

Рис Полигон Ecokem для токсичных отходов (Финляндия).

Рис. 7.2 Схема участка для захоронения токсичных отходов полигона Ecokem (Финляндия).

Высокотемпературное обезвреживание токсичных веществ Поскольку около 2/3 токсичных веществ являются органическими соединениями, то высокотемпературное сжигание служит основной операцией для любого полигона по обезвреживанию токсичных отходов. Агрегат для термического обезвреживания токсичных промышленных отходов представлен на рис Установка для сжигания твёрдых, пастообразных и жидких неутилизируемых токсичных отходов состоит из: системы подачи и дозировки отходов; печи с вращающимся барабаном; камеры дожигания; системы золо - и шлакоудаления; котла-утилизатора; системы очистки дымовых газов.

Условия сжигания и дожигания органических отходов строго регламентированы: температура о С для отходов, не содержащих галогенпроизводных углеводородов и полициклических соединений, степень разложения и удаления углеводородов должна быть не менее 99,99%; температура о С для отходов, содержащих галогенпроизводные углеводороды и полициклические соединения, степень разложения и удаления органических соединений – не ниже 99,9999%; время нахождение газов (образующихся при разложении) в печи и камере дожигания – не менее 2 с; коэффициент избытка воздуха в печи 2,2-2,5; концентрация О 2 в отходящих газах – не менее 3%; концентрация СО не более 57 мг/нм 3 ; концентрация взвешенных частиц и аэрозолей - не более 20 мг/нм 3 ; концентрация диоксинов и фуранов – не более 0,5 нг/нм 3 ; концентрация HCl – менее 75 мг/нм 3, степень его удаления более 90%.

Рис Агрегат для термического обезвреживания токсичных промышленных отходов (фирма «МАN», Германия): 1 – приемное отделение для твердых отходов; 2 – приемное отделение для бочек; 3 – бункер для загрузки сыпучих отходов; 4 – печь с вращающимся барабаном; 5 – камера дожигания; 6 – котёл-утилизатор; 7 – электрофильтр; 8 – скруббер.

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента в развитых странах за последние десятилетия стало повседневной практикой [22]. Так, во Франции в 1996 г. работало 20 цементных печей, на которых было обезврежено 400 тыс. т токсичных отходов (более трети их количества в стране). В США на 22 цементных печах в указанном году было обезврежено 1,2 млн. т токсичных отходов. За счёт сжигания отходов во Франции в 1996 г. сэкономлено более 300 тыс. т мазута, а в США - не менее одного миллиона тонн угля. В этих странах приняты новые стандарты по контролю за отходящими газами цементных печей, при этом в США нормы на выбросы от цементных печей, сжигающих токсичные отходы, даже жёстче, чем на выбросы от обычных печей на полигонах по обезвреживанию опасных отходов.

Следует кратко остановиться на физико-химических процессах, протекающих при производстве цемента. Основными цементообразующими оксидами являются CaO, SiO 2, Al 2 O 3 и Fe 2 O 3. Сырьём для производства цемента служат различные минералы, содержащие эти оксиды (например, мергель) или искусственно приготовленные смеси из известняка и глины. При их обжиге до 550 о С происходят сушка и дегидратация минералов, с 550 до 900 о С – разложение известняка с образованием СaО и СО 2, а при о С оксиды реагируют с образованием силикатов кальция, алюмосиликата и ферроалюмината кальция. Так, минералогический состав портландцемента (без добавок) содержит: 40-60% 3СaО.SiO 2, 15-35% 2CaO.SiO 2, 4-14% 3CaO.Al 2 O 3 и 10-18% 4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3. Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента имеет следующие преимущества по сравнению с их сжиганием в специальных установках, описанных ранее: высокая температура в пламени – 2000 о С; время пребывания газов при температуре выше 1200 о С от 5 до 6 с, при требуемых 2с; избыток кислорода при сжигании и после него; высокая турбулентность; нейтрализация кислых газов (например, диоксида серы и хлористого водорода) оксидом кальция, присутствующим в большом избытке по сравнению со стехиометрически необходимым количеством;

связывание тяжёлых металлов, находящихся в отходах, с включением в структуру клинкера (обожженная смесь оксидов); тяжёлые металлы обычно содержатся в сырьевых материалах и связываются в прочные соединения при спекании. Их добавка с отходами невелика и не превышает допустимых пределов; после очистки не образуются такие побочные продукты, как шлак, зола и шламы (мокрая газоочистка не требуется, а пыль после фильтров представляет собой готовый продукт или сырьевую массу); экономится энергетическое сырьё и уменьшается объем выделяющихся «парниковых» газов. Производство цемента требует большого количества энергии: на одну тонну клинкера расходуется 80 кг топлива. При сжигании токсичных органических отходов в цементных печах полезно используется 100% их энергетического потенциала, при термическом обезвреживании на полигоне – только та его часть, которая утилизируется в виде горячей воды и/или электроэнергии. Количество «парниковых» газов уменьшается пропорционально сэкономленному горючему; малые капитальные затраты. При производстве цемента используется большое количество различных промышленных отходов, в том числе шламов очистных сооружений (органическая часть – в качестве горючего, минеральная – компонентов сырья, поскольку часто содержит значительное количество оксида кальция). В цементных печах нельзя использовать только радиоактивные и инфицированные медицинские отходы (из за сложности их подачи в печь).

Обезвреживание токсичных отходов при производстве строительной керамики Большие количества различных токсичных отходов (шламы гальванических производств, отработанные смазочно-охлаждающие жидкости – СОЖ, обезжиривающие растворы, древесные опилки, формовочная земля, нерегенерируемые масла, отходы бумажной промышленности, лигнин, смесь мазута и шлама) использовались на Палемонасском керамическом заводе (г. Каунас, Литва ). Внедрению этих процессов предшествовала длительная и кропотливая работа [26].

Таблица 7.2 Влияние количества гальванического шлама в сырьевой смеси на содержание тяжёлых металлов в водной вытяжке (температура обжига керамического образца 970 о С) Содерж ание шлама, % Содержание металла в керамическом образце, г/кг Содержание металла в водной вытяжке, мг/л CrNiCuCdZnCrNiCuCdZn 10,620,450,01 0, ,0 21,220,890,02 0,10,0 0,020,1 31,791,330,04 0,10,0 0,020,1 53,032,250,040,06 0,20,0 0,030,1 105,914,510,080,130,120,80,0 0,030,2 2514,7811,220,210,320,312,80,0 0,040,2 5029,5522,440,420,640,623,00,0 0,040,2

Рис.7.6. Влияние температуры обжига на надежность обезвреживания гальванического шлама.

Обезвреживание ртутьсодержащих отходов Ртуть широко используется в различных изделиях. Герметичные приборы с ртутным заполнением абсолютно безвредны, т.к. пары ртути не способны проникать через стекло. Однако, при нарушении герметичности, даже при появлении небольшой трещины, ртуть начинает испаряться, загрязняя воздух высокотоксичными парами ртути. Поэтому приборы с ртутным заполнением требуют аккуратного обращения, а приборы вышедшие из строя должны в обязательном порядке сдаваться на утилизацию. К числу ртутьсодержащих отходов потребления относятся следующие приборы вышедшие из строя: ртутьсодержащие выключатели и переключатели, термометры и терморегуляторы, люминесцентные лампы, ртутные лампы медицинского и технического назначения, барометры и манометры и т.д. В советское время ртутьсодержащие отходы (РСО), образующиеся на территории СССР, централизованно перерабатывались на Никитовском ртутном комбинате (Украина). Существовала отработанная система сбора, учета, транспортировки и переработки РСО. Ежегодно перерабатывалось до 205 тысяч т РСО 12 наименований и из этого сырья производилось до 400 т товарной ртути. В настоящее время эта система разрушена. С каждым годом все более обостряется проблема сверхлимитных накоплений РСО на предприятиях, использующих и использовавших ртуть в прошлом. По состоянию на 2000 год на территории России накопилось около т ртутьсодержащих отходов с содержанием ртути от 0,02 до 75% и ежегодно образуется и складируется до т таких отходов.

Проблема ртутного загрязнения территорий обострилась в связи с остановкой предприятий по производству хлора и каустика (Архангельский, Котласский ЦБК, Усольехимпром и т. п.). Для этих предприятий возникла проблема утилизации зартученных строительных конструкции, грунтов, инструмента, спецодежды и т.д., а также проблема распространения ртутного загрязнения, связанная с ослаблением контроля хранения ртутьсодержащих отходов. Имеет место проблема масштабного техногенного загрязнения окружающей среды ртутью в золотодобывающих районах России. Несмотря на то, что использование ртути в золотодобыче прекращено с 1989г., появление ртути в грунтовых водах и в атмосфере населенных пунктов отмечаются до сего времени, причем концентрация ртути превышает предельно-допустимый уровень в 14 и более раз. Не менее опасными являются накопления ртути и ртутьсодержащих приборов в различных учебных заведениях, научных учреждениях, опытных заводах и у населения крупных городов. В 1997 г., в рамках выполнения муниципальной программы по инвентаризации источников ртути, в г. Санкт-Петербурге было определено, что количество ртути в термометрах и тонометрах, находящихся у граждан города, составляет не менее 3 т. На промышленных предприятиях, в НИИ, в медицинских, школьных и дошкольных учреждениях города хранится т. Подобная ситуация наблюдается и в Москве. По данным различных источников в Москве ежегодно образуется 7-8 млн. отработанных источников света, в Московской области - около 4 млн. штук.

В г.г. в рамках ФЦП "ОТХОДЫ" выполнена реконструкция ЗАО НПП "Кубаньцветмет" (Краснодарский край) и предприятие приступило к переработке опытных партий РСО. Всего за годы на предприятии переработано более 500 т ртутьсодержащих отходов. Однако отсутствие собственного сырья и нахождение предприятия в зоне природного заповедника накладывают непреодолимые ограничения на это предприятие. Проблема заключается и в невозможности удаления ртути из материала переработки до уровня санитарных норм. Остаточное содержание ртути в огарках составляет мг/кг при норме 2,1 мг/кг. Следовательно, продукты переработки ртутьсодержащих отходов остаются отходами 1-го класса опасности, требующими специальных мероприятий по их складированию. В России известно несколько предприятий, специализирующихся на утилизации (демеркуризации) ртутьсодержащих отходов потребления, главным образом, люминесцентных ламп. Одним из таких предприятий является 000 НПП «Экотром» (г. Москва), которое в 2000 г. успешно переработало около 4,5 млн. вышедших из строя люминесцентных ламп.

На этом предприятии процесс переработки основан на разделении ламп на компоненты: стеклобой, алюминиевые цоколи, ртутьсодержащий люминофор. Для очистки воздуха, отводимого в атмосферу, применяется многоступенчатая система, последовательно включающая: циклон, рукавный фильтр, кассетный фильтр, производственный адсорбер, цеховой адсорбер и санитарный адсорбер. Стеклобой и алюминиевые цоколи являются конечными продуктами переработки. Ртутьсодержащий люминофор, в виде цементно-люминофорных блоков, помещаемых в герметичные мешки из полиэтилена, направляется для извлечения ртути на специализированные предприятия. Экологический аудит показал, что установка «Экотром» полностью соответствует существующим в России экологическим требованиям. Для переработки РСО наиболее универсальной является термодемеркуризационная установка УРЛ2м (рис.7.7), разработанная фирмой ООО ВФ «Фид–Дубна». Установка предназначена для эксплуатации в стационарных условиях, однако конструкция установки позволяет использовать её и в передвижном (мобильном) варианте на шасси грузового автомобиля (рис.7.8) и, следовательно, существует возможность транспортировать установку к месту накопления отходов для их обезвреживания и переработки.

Рис.7.7 Термодемеркуризационная установка УРЛ2м.

Рис.7.8 Использование установки УРЛ2м в передвижном (мобильном) варианте.

Принцип действия установки основан на зависимости давления насыщенного пара ртути от температуры. Обрабатываемые лампы разрушаются в камере установки, нагреваются до температуры быстрого испарения ртути (конструкция установки допускает нагрев демеркуризационной камеры до 450ºС), а пары ртути откачиваются вакуумной системой установки через низкотемпературную ловушку (НТЛ), охлаждаемую жидким азотом, на поверхности которой происходит конденсация ртути, стекающей в сборник в виде жидкого металла после размораживания ловушки.

Вопреки распространенному мнению, при нормальной эксплуатации установок по обезвреживанию отдельных токсичных веществ и полигонов в целом они не представляют опасности для жителей близлежащих районов (рис. 7.10). Рис Завод по обезвреживанию опасных отходов (Кёльн).