Промислова екологія - Апостолюк C.O. - 6.1. Перероблення та знешкодження твердих відходів

6.1. Перероблення та знешкодження твердих відходів

6.1.1. Джерела утворення твердих відходів та їх класифікація

В Україні зараз налічується близько 20 млрд т виробничих відходів. їх переробка та утилізація є однією з актуальних проблем захисту природного середовища від шкідливих речовин.

При виборі методів перероблення та знешкодження відходів важливо визначити, який вид відходів переважає на тому чи іншому промисловому підприємстві, у галузі, регіоні, їхню токсикологічну характеристику тощо.

Усі види промислових відходів поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Тверді відходи можуть бути трьох категорій: промислові, сільськогосподарські та відходи міського господарства (побутові). Основна маса твердих промислових відходів утворюється на підприємствах:

— гірничої та гірничо-хімічної промисловості (шлаки, відвали та ін.);

— чорної та кольорової металургії (шлаки, шлами, колошниковий пил та ін.);

— металообробної промисловості (стружка, браковані вироби та ін.);

— лісової та деревообробної промисловості (лісозаготівельні відходи, відходи лісопиляння, при виготовленні меблів, клеєної фанери, деревостружкових, деревоволокнистих плит, шаруватих пластиків, карболітових, королітових плит, відходи клеїв, смол і лакофарбових матеріалів);

— енергетичного господарства — теплових електростанцій (зола, шлаки);

— хімічної та суміжних галузей промисловості (фосфогіпс, галіт, огарок, шлаки, шлами, бите скло, цементний пил, відходи органічних виробництв — гума, пластмаси та ін.);

— харчової промисловості (кості, шерсть та ін.);

— легкої промисловості (шматки тканини, шкіри, гуми, пластмас та ін.).

До рідких відходів належать осади стічних вод після їхнього оброблення, а також шлами пилу мінерального та органічного походження в системах мокрого очищення газів.

Для повного використання відходів як вторинної сировини розроблена їхня промислова класифікація. Наприклад, лом і відходи металів за фізичними ознаками поділяють на класи, за хімічним складом — на групи та марки, за показниками якості — на сорти.

Критерієм визначення доцільності перероблення відходів у місцях їх утворення є кількість і ступінь використання їх у виробництві. Значна частка в загальному об'ємі твердих відходів, наприклад, на машинобудівних заводах, належить відходам металу. Вторинні ресурси металів складаються з лому (43 %) та відходів (57 %). Ломом називають зношені металеві деталі та вироби, що вийшли з ужитку, а відходами вважаються куски металів і браковані деталі, що утворилися під час плавлення та механічного оброблення. Так, у чорній металургії на 1 т виплавленої сталі припадає 650 кг лому та відходів.

Основну масу твердих відходів хімічних виробництв становлять неорганічні відходи — розкривні породи, хвости флотації, фосфогіпс, піритні огарки, галітні відходи, осади та шлами водоочисних споруд. Зараз загальна кількість розкривних порід перевищує сотні мільйонів тонн.

При переробці фосфоровмісної сировини (апатитів і фосфоритів) сірчанокислотним методом утворюються фосфогіпс Сав04 х х 0,5Н"О. Слід зазначити, що при виробництві 1 т комплексних добрив виділяється від 1,4 до 5,7 т фосфогіпсу.

У процесі виробництва калійних добрив утворюються так звані галітові відходи. Вони переважно складаються із хлориду натрію, куди входять домішки хлоридів і сульфітів калію, кальцію, магнію та нерозчинних у воді мінеральних домішок. При виробництві 1 т калійних добрив виділяється до 2 т галітових відходів.

Оскільки тверді відходи скидають на ґрунті (контрольовані або неконтрольовані звалища, полігони та ін.) або захороняють у ґрунті, важливе значення мають нормативи гранично допустимих концентрацій токсичних речовин у ґрунті (ГДКг), де ГДКг — гранично допустима концентрація хімічної речовини в окремому ґрунті, мг/кг. Ця кількість речовин не повинна викликати прямого або опосередкованого негативного впливу на ґрунт та інші компоненти навколишнього середовища, а найважливіше — на здоров'я людей. Водночас гранично допустимі величини шкідливих речовин повинні сприяти самоочищенню ґрунту. У випадку відсутності ГДКг оцінювання забрудненості проводиться зіставленням вмісту хімічних речовин у забруднених (досліджуваних) і контрольних зразках ґрунту.

При обґрунтуванні ГДКг орієнтуються на такі основні показники, які визначають експериментально:

— МА — міграційний атмосферний показник шкідливості, що характеризує перехід хімічної речовини з органічного шару ґрунту в атмосферу, мг/м8;

— МВ — міграційний водний показник шкідливості, що характеризує перехід хімічної речовини із орного шару ґрунту в ґрунтові та поверхневі води, мг/л;

— ТВ — транслокаційний показник, що характеризує перехід із орного шару ґрунту через кореневу систему в зелену масу та плоди рослин, мг/кг;

— ЗС — загальносанітарний показник шкідливості, що характеризує вплив хімічної речовини на самоочисну здатність ґрунту та ґрунтовий мікробіоценоз, мг/кг.

Значення ГДКг для різних хімічних речовин наведені у табл. 6.1.

Таблиця 6.1. Значення ГДКг для різних хімічних речовин, що знаходяться в промислових відходах

Якщо ГДКг відома, можна розрахувати клас небезпеки (токсичності) відходів.

Згідно з методичними рекомендаціями для визначення токсичності промислових відходів їх поділяють на 4 класи токсичності:

І — надзвичайно небезпечні, II — високонебезпечні, III — помірнонебезпечні, IV — малонебезпечні.

Критерієм для віднесення відходів до певного класу небезпеки є індекс токсичності — К/9 що визначають за формулою [9]

де ГДКЬ — гранично допустима концентрація в ґрунті токсичної хімічної речовини, що міститься у відході; к — безрозмірний коефіцієнт, що характеризує розчинність речовини у воді, (для СС14 з розчинністю у воді 0,08 г/100 г води кр - 0,0008); цб — вміст цього компонента в загальній масі відходів, Т/Т (в частках одиниці <1,0); і — порядковий номер компонента.

Розрахувавши значення К, для окремих компонентів відходу, вибирають від 1 до 3 основних компонентів, які мають мінімальне значення Кг Сумарний індекс токсичності (небезпеки) К^ визначається за формулою [4]

де п — кількість компонентів, п < 3.

Якщо відоме значення Ку, встановлюють клас токсичності за табл. 6.2.

Таблиця 6.2. Класи токсичності шкідливих речовин

Якщо для конкретних речовин немає даних про ГДК у ґрунті, коефіцієнт К. розраховується за формулою [4]

де ДЛ50 — середня смертельна доза речовини залежно від маси тіла людини, мг/кг; кл — коефіцієнт леткості цього компонента в частках одиниці (для СС14 PHflf= 112,2 мм рт. ст., звідки ллв = 112,2/7600,15). Решта позначень аналогічні формулі 6.1.

Знаючи Кі, визначають Ку. У цьому випадку класам небезпеки відповідають такі значення Kyi І — менше 1,3; II — 1,2—3,3; Ш — 3,3—10; IV — більше 10.

При відсутності значень ГДК у ґрунті та ДЛЬ0* для деяких речовин, що є компонентами відходів і за наявності даних з ГДК речовин для повітря робочої зони, а також відповідних класів небезпеки, користуються умовною величиною ДЛШ.

Класи небезпеки речовин для повітряної робочої зони та відповідні умовні величини ДЛЬ0 наведені в табл. 6.3.

Таблиця 6.3. Класи небезпеки у повітрі робочої зони та умовні величини ДЛ50

Відбір проб ґрунту здійснюється на ділянці площею 25 м2 в 3—5 точках по діагоналі з глибини 0,25 м, а при визначенні впливу забруднень на ґрунтові води пробу беруть з глибини 0,75— 2,0 м у кількості 0,2—1,0 кг. У випадку застосування нових хімічних сполук, для яких немає ГДКг, проводять розрахунок тимчасових допустимих концентрацій (ТДК.) за формулою

де ГДК — гранично допустима концентрація шкідливих речовин у продуктах (овочах, фруктах), мг/кг.