Источники образования твердых отходов
Производство готового продукта обычно состоит из многочисленных последовательных операций, начиная с обработки сырья и заканчивая получением готового продукта. При этом используются физические, химические и физико-механические процессы. На каждой стадии получения того или иного продукта, как правило, образуются отходы или остатки в виде пыли, шламов, а зачастую в виде частиц сырья. При размоле руды, например, образующаяся пыль может быть извлечена и возвращена в процесс. По источникам образования твердые отходы (ТО) можно подразделить на следующие группы:
— остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, продукты физико-химической переработки сырья, а также добычи и обогащения полезных ископаемых;
— вещества, улавливаемые при очистке отходящих газов, природных и сточных вод;
— бытовые отходы.
Первая группа отходов образуется в процессе изготовления продукции и утрачивает полностью или частично потребительские свойства (химические или физические) исходного материала. Выход целевого продукта при переработке, например, фосфатных руд составляет не более 30 … 40 %, остальное количество материалов и веществ идет в отходы и шламонакопители.
Вторая группа отходов образуется в результате очистки газов в основном на стадии механической очистки в различных пылеуловителях. Эти отходы составляют сравнительно небольшую часть и, как правило, возвращаются в производство. В процессе очистки сточных вод образуются осадки, представляющие собой водные суспензии минеральных и органических веществ различного состава. Концентрация осадков в сточных водах составляет 20 … 100 г/л, а их объем по сравнению с объемом очищаемых стоков колеблется от 0,5 до 2 %. Для станции совместной очистки бытовых и производственных сточных вод или от 10 до 30 % для локальных очистных сооружений. Состав и свойства осадков довольно разнообразны. Однако условно их можно разделить на три основные категории: минеральные, органические осадки и активный избыточный ил.
Третью группу отходов составляют бывшие в употреблении или эксплуатации изделия и материалы, которые в результате физического и морального износа утратили свои потребительские качества — твердые бытовые отходы (ТБО).
Так же источниками образования ТБО являются города, населенные пункты. В целом более 70 млн. т ТВО ежегодно вывозится на полигоны, половина из которых просто свалки, которые загрязняют окружающую среду.
В отдельную категорию можно вынести отходы черной и цветной металлургии и тепловых электростанций. В России работа предприятий черной металлургии ежегодно сопровождаются образованием более 70 млн. т металлургических шлаков, из которых используются только около 55 %, остальное поступает в отвалы.
Кроме того, различные виды металлургического производства (агломерационное, доменное, сталеплавильное, горячего проката, а также травление металлов) дают большие массы разнообразных по составу шламов и пылей, используемых лишь частично или вообще не используемых. Только общее накопление шламов с содержанием железа около 50 % составляет на заводах черной металлургии около 20 млн. т / год.
В зависимости от вида перерабатываемого сырья выход шлаков в цветной металлургии составляет 10 . 200 т на одну тонну получаемого металла. В связи с этим объем образования шлаков в цветной металлургии, несмотря на гораздо меньший объем производства цветных металлов, сопоставим с выходом шлаков в черной металлургии.
Твердые отходы тепловых электростанций — золы и шлаки близки к металлургическим шлакам по составу. Их выход в настоящее время составляет около 60 млн. т / год, причем половина этих отходов приходится на золу от сжигания каменных углей. Степень использования золошлаковых отходов не превышает 1,5 … 2 %. По химическому составу эти отходы на 80 … 90 % состоят из SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MaO со значительными колебаниями их содержания. Также в состав этих отходов входят остатки несгоревших частиц топлива (до 20 %) соединения титана, ванадия, германия, галлия, серы, урана.
