Под термином «переработка отходов» подразумеваются меры, принимаемые для оптимального использования их энергетического потенциала или содержащихся в них ценных компонентов. Важное значение имеют экологическая целесообразность, технические возможности, существование рынка получаемых продуктов. Дополнительные расходы не должны быть несоразмерными по сравнению с другими способами обращения с ненужными предметами или веществами.
Более широкое понятие — утилизация отходов. Это общий термин для всех процессов, направленных на использование и ликвидацию. Кроме переработки, сюда относятся непосредственное сжигание и захоронение на полигонах.
Перерабатываемые отходы
Технически осуществима переработка многих видов отходов. Среди них:
- Полиэтилен, пластик.
- Стекло, металлолом.
- Строительные и золошлаковые материалы.
- Древесный мусор, бумага, картон.
- Органические остатки животного и растительного происхождения.
- Крупногабаритные предметы: сантехника, мебель и т. д.
- Опасные отходы, например отработанное моторное масло, электрические приборы, батарейки.
В итоге удается получить тепловую или электрическую энергию, сырье для производства разных продуктов, таких как промышленный пластик, стройматериалы, топливные паллеты, металлические изделия.
Обезвреживание
Обезвреживание проводится с целью уменьшения губительного воздействия на окружающую среду. Опасные субстанции разрушаются или преобразуются в безвредные, уменьшаются масса и объем остатков. Дальнейшая утилизация становится экологически безопасной. В зависимости от вида отходов применяются разные способы, соблюдаются особые правила и предписания.
Обезвреживанию подлежит мусор I-IV классов опасности, включая пластмассы, стойкие органические загрязнители, ртутьсодержащие приборы, медицинские шприцы. Оно часто приводит к изменению химического, физического или биологического состояния веществ и материалов.
Основные методы
При необходимости собранные отходы сортируют, отделяя неперерабатываемые от перерабатываемых, и очищают от загрязняющих веществ. Основные методы переработки:
- механические,
- биологические,
- химические,
- термические.
Механические
Твердые материалы дробят или измельчают путем резания, распиливания, разламывания, раскалывания, истирания, раздавливания. Специальное оборудование — дробилки и барабанные мельницы. Сыпучие и кусковые материалы просеивают, пропуская через грохоты или сепараторы. Из растворов, порошков, расплавов формируют гранулы, брикеты, таблетки.
Биологические
Применяются для преобразования в полезные продукты органических остатков. Главная задача — добиться как можно более полного их расщепления микроорганизмами. В результате процессов распада меняется структура исходного материала и содержание в нем воды.
К биологическим методам относятся:
Аэробное компостирование. Под воздействием кислорода, при участии термофильных и мезофильных бактерий отбросы преобразуются в удобрение, напоминающее гумус. Диоксид углерода и азот, которые при этом выделяются, возвращаются в естественный круговорот веществ.
Анаэробное брожение. Позволяет получить из биомассы биогаз. Остаток, извлекаемый установок, при условии соблюдения требований к качеству применяется как удобрение для сельскохозяйственных культур.
Механико-биологический метод. Аэробной переработке предшествует механическая: измельчение, просеивание и сепарация. Ее цель — фильтрация малопригодных для биологической обработки материалов.
Заводское оборудование: биореакторы, биоферментаторы, системы мембранного компостирования.
Химические
Переработка отходов с использованием управляемых химических реакций применяется в отношении пластмасс. Она включает в себя следующие процессы:
Разложение длинных полимерных цепей до низкомолекулярных фракций. Их конвертируют, например, в газ или мономеры, которые применяются без дальнейшей очистки или требуют восстановления и очистки.
Восстановление и химическую модификацию полимеров, преимущественно полиэтилентерефталата (ПЭТ).
Преимущества химических методов по сравнению с механическими и термическими: снижение потребности в сортировке, сохранение большей части ценного содержания, возможность использования смешанных пластиковых отходов.
Термические
Под воздействием тепла происходит разрушение неорганических и органических соединений (пиролиз, или длительное сжигание) или образуются крупные пористые куски (высокотемпературная агломерация). Таким образом перерабатываются твердый бытовой мусор, отходы сельскохозяйственного производства, металлосодержащие остатки. Специальное оборудование: пиролизные печи, агломерационные машины.
К целям термической обработки отходов относятся:
Значительное уменьшение массы и объема отходов.
Экономически эффективное производство энергии, применяемой для теплоснабжения коммунальной инфраструктуры и в качестве альтернативы ископаемым энергоносителям на промышленных предприятиях.
Уничтожение вредных органических веществ и микроорганизмов.
Безопасность утилизации в комбинации с химико-физическим и биологическим методами.
Предотвращение выбросов метана, усиливающих парниковый эффект, и загрязненных органическими веществами фильтрационных вод в случае прямого захоронения коммунальных отходов.
Рециклинг, или рециклизация
Рециклинг — это повторное применение уже использованных сырья, материалов или продуктов для первоначальных или других целей. Полученные продукты, возвращаемые в производственный цикл, должны соответствовать строгим требованиям к качеству, чтобы повторное использование не приводило к усилению отрицательного воздействия на окружающую среду по сравнению с применением первичного сырья в аналогичных целях.
Возможный недостаток — утрата первоначального качества или пригодности к переработке. Например, из макулатуры в итоге получают туалетную бумагу, а из пластиковых бутылок — пряжу. Такое снижение ценности называют даунсайклингом. Чем больше циклов, тем ниже качество. Получение из отходов более ценных продуктов — это апсайклинг. Пример: изготовление дизайнерской мебели из переработанной древесины. В процессе переработки некоторых органических материалов образуются побочные продукты, непригодные к дальнейшему использованию.
Сырье и виды вторичной переработки
Рециклингу подвергаются, например, шины, металлолом, пластик, изделия из стекла, бумаги, металла, текстильных материалов, древесины. Он бывает:
Первичным. Перерабатываются однотипные материалы, которые не содержат посторонних примесей, не загрязнены краской или маслом.
Механическим. Материалы (например, автомобильные шины, древесина, бетон) подвергаются измельчению и применяются в качестве наполнителей или включаются в состав новых продуктов.
Химическим. Подходит для переработки строительного мусора и пластмасс. Сырье преобразуется в низкомолекулярные соединения, используемые в производстве новых изделий.
Термическим (низкотемпературный пиролиз, инсинерация, криогенная технология). Применим в отношении покрышек, металлического мусора. В зависимости от способа, удается получить электрическую или тепловую энергию, пиролизный газ, металл, печное топливо, резину без корда.
У каждого способа свои плюсы и минусы. Механический — самый доступный, надежный и экономически выгодный. Его недостаток состоит в получении низкокачественных материалов, применение которых ограничено. Инсинерация связана с попаданием в атмосферу вредных для экологии веществ. В связи с этим предпочтительнее пиролиз, когда они удерживаются дымоуловителями.
Вторсырье (рециклат) часто добавляют к первичному материалу при производстве пластиковых оконных рам. Из него делают упаковку для непродовольственных товаров.
Перерабатывающие предприятия
В Российской Федерации переработкой отходов занимаются мелкие и крупные компании. Это производители разных продуктов и специализированные предприятия, которые обеспечивают также сбор, транспортировку, хранение, сортировку мусора. В их число входят Республиканский мусороперерабатывающий завод в Улан-Уде (автошины, камеры, покрышки), ижевский «Удмуртвторресурс» (20 видов отходов, включая производственные, биологические, строительные), ООО «Орис Пром» в Москве (лом черных и цветных металлов).
Для получения лицензии на переработку отходов предприятию необходимо создать инфраструктуру для сбора, установить ручную или автоматическую сортировочную линию и агрегаты, выполняющие такие операции, как:
- первичная промывка и сушка
- измельчение,
- термическая обработка,
- прессовка или формовка.
Отчетность и требования к процедуре
Порядок обращения с отходами установлен российским правительством. В 2020 году вместо большого количества существовавших ранее нормативных актов были утверждены единые требования к работе мусороперерабатывающих предприятий, которые действуют начиная с 1 января 2021 года. Основные правила:
Обеспечить максимально возможное снижение негативного воздействия на окружающую среду путем применения доступных передовых технологий.
Отдавать предпочтение автоматизированной сортировке.
Отправлять на захоронение и сжигать только то, что не подлежит переработке.
Новые предприятия предписано проектировать, а старые — модифицировать, учитывая принятые правительством требования.
Формы отчетности
Отчет об обращении с отходами сдается физическими лицами-предпринимателями (ФЛП) и юридическими лицами, если они занимаются переработкой отходов классов опасности с первого по четвертый. Документ содержит следующую информацию:
Объем поступивших, обезвреженных, переработанных отходов. Их состава и класс опасности.
Фактическое количество и производительность установок, выполняющих обработку, обезвреживание и переработку мусора.
Сведения о специально отведенных местах и объектах для размещения мусора.
В определенные сроки отчет принимают территориальные органы федеральной службы «Росприроднадзор».
Заключение
В основном переработка экономически более выгодна, чем использование первичного сырья, и безопаснее для экологии по сравнению с прямым захоронением на полигонах. Из мусора извлекаются разные полезные компоненты, которые повторно применяются для производства разных продуктов. Это позволяет снизить потребление возобновляемых и невозобновляемых природных ресурсов, уменьшить нагрузку на окружающую среду. Деятельность перерабатывающих предприятий регулируется законом и контролируется соответствующими органами.
