Современные способы утилизации мусора. Современные методы утилизации отходов

Правильная утилизация отходов - огромный шаг на пути улучшения экологии.

Существует не один способ переработки мусора.

Главная задача каждого из методов состоит в том, чтобы выполнить поставленную задачу, не допуская распространения вредных бактерий и микроорганизмов. При этом нужно минимизировать и выделяющиеся при самой утилизации вредные вещества.

Рассмотрим варианты уничтожения отходов и оценим, насколько каждый из них эффективен.

Захоронение отходов на полигонах

Полигоны служат для сбора и переработки мусора природным путем. На многих из них практикуется очень простая и понятная система утилизации: как только соберется определенный объем мусора, его закапывают. Мало того, что этот метод устаревший, он является бомбой замедленного действия, ведь есть такие материалы, которые не разлагаются десятилетиями.

Те немногие полигоны, которые имеют в своем распоряжении цеха по , работают следующим образом: приезжающие машины регистрируют на пункте пропуска. Там же измеряется объем кузова, чтобы определить стоимость утилизации; измеряется уровень радиации. Если он превышает допустимые нормы, машину не пропускают.

От пропускного пункта машина направляется в цех сортировки мусора. Сортировка происходит вручную: машина подает мусор на транспортировочную ленту, а работники оттуда выбирают бутылки, бумагу и т. д. Отсортированные материалы складывают в контейнеры без дна, из которых мусор попадает сразу в клетку и под пресс. Когда процесс окончен, оставшиеся отходы (не вошедшие ни в одну из категорий) также спрессовывают и отвозят непосредственно на свалку. Так как долго разлагающиеся материалы отсортированы, оставшийся мусор можно засыпать землей.

Пластиковые бутылки, картон и некоторые другие отходы покупаются предприятиями для производства. Например, из пластиковых бутылок и контейнеров изготовляют сетки для овощей, из стеклянных бутылок и осколков - новые изделия, из картона - туалетную бумагу.

Материалы, которые принимают на полигонах:

  • Бытовые отходы жилых домов, учреждений, предприятий, занимающихся торговлей пром- и продтоваров.
  • Отходы строительных организаций, которые могут быть приравнены к твердым бытовым отходам.
  • Могут приниматься промышленные отходы 4 класса опасности, если их количество не превышает третьей части принимаемого мусора.

Отходы, ввоз которых запрещен на полигон:

  • Строительный мусор 4 класса опасности, который содержит асбест, золу, шлаки.
  • Промышленный мусор 1, 2, 3 класса опасности.
  • Радиоактивные отходы.
  • Полигоны устраиваются согласно строгим санитарным нормам и только на тех участках, где риск заражения человека бактериями через воздушное или водное пространство сводится к минимуму. Занимаемая площадь рассчитана примерно на 20 лет.

Компостирование

Этот метод переработки знаком огородникам, которые для удобрения растений применяют перегнившие органические материалы. Компостирование отходов - метод утилизации, основанный на естественном разложении органических материалов.

Сегодня известен способ компостирования даже неотсортированного потока бытовых отходов.

Из мусора вполне реально получить компост, который впоследствии мог бы использоваться в сельском хозяйстве. В СССР было построено множество заводов, но прекратили они функционировать из-за большого количества тяжелых металлов в мусоре.

Сегодня технологии компостирования в России сводятся к сбраживанию неотсортированного мусора в биореакторах.

Полученный продукт нельзя использовать в сельском хозяйстве, поэтому он находит применение тут же, на свалках - им покрывают отходы.

Этот метод утилизации считается эффективным при условии, что завод оснащен высокотехнологичным оборудованием. Из отходов вначале удаляют металлы, аккумуляторы, а также пластик.

Преимущества мусоросжигания:

  • меньше неприятных запахов;
  • уменьшается количество вредных бактерий, выбросов;
  • полученная масса не привлекает грызунов и птиц;
  • есть возможность при сжигании получать энергию (тепловую и электрическую).

Недостатки:

  • дорогостоящее строительство и эксплуатация мусоросжигательных заводов;
  • строительство занимает не менее 5 лет;
  • при сжигании отходов в атмосферу попадают вредные вещества;
  • зола от мусоросжигания токсична и не может храниться на обычных свалках. Для этого нужны специальные хранилища.

По причине нехватки городских бюджетов, несогласованности с мусороперерабатывающими компаниями и по другим причинам в России пока не налажено производство мусоросжигающих заводов.

Пиролиз, его виды и преимущества

Пиролизом называют сжигание мусора в специальных камерах, препятствующих доступу кислорода . Есть два вида :

  • Высокотемпературный - температура сжигания в печи свыше 900°С.
  • Низкотемпературный - от 450 до 900°С.

При сравнении обычного сжигания как метода утилизации мусора и низкотемпературного пиролиза можно выделить следующие преимущества второго способа:

  • получение пиролизных масел, которые впоследствии используют при производстве пластмасс;
  • выделение пиролизного газа, который получают в достаточном количестве для обеспечения производства энергоносителей;
  • выделяется минимальное количество вредных веществ;
  • установки для пиролиза перерабатывают почти все виды бытовых отходов, но мусор предварительно должен быть отсортирован.

Высокотемпературный пиролиз в свою очередь имеет достоинства перед низкотемпературным:

  • не требуется сортировать отходы;
  • масса зольного остатка значительно меньше, и его можно использовать в промышленных и строительных целях;
  • при температуре горения свыше 900°С разлагаются опасные вещества, не попадая в окружающую среду;
  • полученные пиролизные масла не требуют очистки, так как они имеют достаточную степень чистоты.

Преимущества есть у каждого из методов переработки мусора, но все упирается в стоимость установок: чем эффективнее и выгоднее метод утилизации, тем дороже его установка и длиннее срок окупаемости. Несмотря на эти недостатки, государство стремится реализовать проекты по эффективной и безопасной переработке мусора, понимая: за этими технологиями будущее.

  • 2.4. Учение в. И. Вернадского об эволюционном развитии биосферы. Представления ноосферы
  • 3. Основы аутэкологии
  • 3.1. Организм как самовоспроизводящаяся открытая система.
  • 3.2. Разнообразие организмов.
  • 3.3. Организм и среда
  • 3.4. Экологические факторы среды (абиотические, биотические)
  • 3.5. Взаимодействие экологических факторов,
  • 3.6. Экологическая ниша (потенциальная, реализованная).
  • 3.6. Качество окружающей среды
  • 4. Экология популяций (демэкология)
  • 4.1. Определение понятий «биологиче­ский вид» и «популяция».
  • 4.2. Статистические характеристики популяции.
  • 4.3.Динамические характеристики популяции
  • 4.4. Динамика биомассы. Понятие о биопродуктивности
  • 4.5. Устойчивость и жизнеспособность популяций
  • 5. Основы синэкологии
  • 5.1. Биоценозы (сообщества)
  • 5.2. Типы взаимоотношений между организмами
  • 5.3. Стабильность (гомеостаз) и развитие (динамика и сукцессия) экосистем
  • Сукцессия экологической системы
  • 6. Материальный и энергетический баланс биосферы
  • 6.2. Трофические отношения между организмами: продуценты, консументы, редуценты
  • 6.3. Потоки вещества и энергии в экосистеме
  • 6.4. Пирамида биомасс и пирамида энергий.
  • 6.5. Круговорот вещества в природе
  • 7. Антропогенные воздействия на окружающую природную среду
  • 7.1. Понятие о загрязнении окружающей среды.
  • Концентрация оксида углерода и бенз(а)пирена в выхлопных газах бензиновых двигателей
  • 7.3. Классификация природных ресурсов. Особенности использования исчерпаемых и неисчерпаемых ресурсов
  • 7.4. Проблемы использования и воспроизводства природных ресурсов
  • 7.5. Особо охраняемые природные территории и объекты как природно-заповедный фонд рф
  • Глобальные экологические проблемы
  • 8.1. Глобальные экологические проблемы, связанные с антропогенным воздействием человека на природу
  • 8.2. Разрушение озонового слоя
  • 8.3. «Парниковый эффект»
  • 8.4. Смог, кислотные осадки
  • Загрязнение Мирового океана
  • 8.6. Уменьшение биоразнообразия
  • Радиационное загрязнение планеты
  • 9. Урбанизация и экология городской среды
  • 9.1. Динамика урбанизации
  • 9.2. Урбанизация в России
  • 9.3. Город как искусственная среда обитания
  • 9.4. Структура городской среды
  • 9.5. Проблемы экологии и безопасности городской среды
  • 10. Экологическая обстановка на территории Омской области
  • 10.1. Воздействие отраслей экономики на окружающую среду
  • Экологическое состояние
  • 12.2. Особенности роста и развития современного человека
  • 12.3. Здоровье – интегральный критерий, характеризующий взаимоотношение человека и окружающей среды. Экологические факторы и здоровье человека.
  • 13.1. Качество жизни, экологический риск и безопасность.
  • 13.2. Демографические показатели здоровья населения
  • 13.3. Здоровый образ жизни граждан как основа устойчивого развития общества
  • Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
  • 14.1. Принципы международного сотрудничества
  • 14.2. Международное сотруничество и национальные интересы России в сфере экологии
  • 14.3. Экологические стратегии. Идеология биоцентризма как путь к устойчивому развитию человечества
  • 15. Правовые основы охраны природы.
  • 15.1. Правовые аспекты охраны природы. Законодательные акты России
  • 15. 2. Экологическая экспертиза, экологический контроль
  • 15.3. Управление природоохранной деятельности предприятий
  • 15.4. Ответственность за экологические правонарушения
  • 16. Нормативные основы охраны природы
  • 16.1. Стандартизация в области охраны окружающей среды (оос)
  • 16.2. Принципы обеспечения качества окружающей среды
  • 16.3. Экологический мониторинг и классификация мониторинга
  • Критерии оценки качества окружающей среды Требования к качеству воды в водных объектах.
  • Требования к качеству атмосферного воздуха.
  • 16.5. Понятие об эффекте суммации
  • Контроль загрязнения почвы.
  • 17. Основы экономики природопользования
  • 17.1. Особенности экономического механизма охраны окружающей среды
  • 17.2. Лицензирование, договор и лимиты на природопользование
  • 17.3. Виды платежей
  • 17.4. Система стимулирования природоохранной деятельности
  • 18. Экозащитная техника и технологии
  • 18.1. Основные направления обеспечения чистоты атмосферы
  • 18.2. Методы очистки сточных вод
  • Современные технологии утилизации и переработки твердых бытовых и промышленных отходов
  • 18.4. Научно-технический прогресс и направления улучшения природопользования
      1. Современные технологии утилизации и переработки твердых бытовых и промышленных отходов

    Как утверждают специалисты, с начала ХХ в. в России накопилось 80 млрд.т твердых отходов и ежегодно к ним добавляется еще по 7 млрд.т. Ежегодное количество твердых бытовых отходов -130-140 млн.м 3 , из них большая часть – токсичные и особо токсичные.

    Захоронение твердых отходов.

    Доля отходов, которые подвергаются захоронению или которые вывозятся на свалки, в настоящее время очень велика. Специальные полигоны, действующие в течение 25 лет, отчуждают значительные площади. После полной загрузки полигона его закрывают растительным грунтом, поверхность которого в дальнейшем может быть использована для устройства парков, садов, игровых площадок. В закрытых от соприкосновения с воздухом бытовых и пищевых промышленных отходах, находящихся в насыпях полигона, возникает анаэробный процесс, при этом выделяется биогаз (смесь метана и углекислого газа), который при определенных условиях можно использовать как топливо. Такой опыт имеется. При высоте засыпки отходов 7 м и более этот газ отбирают с помощью труб. Дополнительные устройства, необходимые для отбора биогаза и его утилизации, быстро окупаются.

    Сжигание твердых отходов

    В 70-80-е гг получила развитие термическая переработка отходов путем сжигания их а печах на мусоросжигательных заводах. Такие заводы работают во многих странах мира, в Москве, в Санкт-Петербурге, в Мурманске и в других городах страны. Существующие системы сжигания дают высокую степень деструкции отходов (до 99%), позволяют рекуперировать отходящее тепло. Однако недостатки таких систем более существенны. Во-первых, стоимость процесса сжигания в сравнении с традиционными методами (вывозом на свалку, сбросом в море, захоронением в отработанные шахты) достаточно высока. Во-вторых, мусоросжигательные установки являются источниками выбросов в атмосферу соединений цинка, олова, кадмия, хлористого, фтористого водорода и других вредных веществ. Среди токсичных металлов особо опасна ртуть, которая в процессе сжигания вследствие повышенной летучести легко переходит в парообразное –состояние и выделяется в атмосферу. Только соответствующая тщательная сортировка и подготовка мусора, а также эффективная очистка дымовых газов (с использованием электрофильтров) могут снизить уровень загрязнения атмосферы.

    Переработка твердых отходов

    Круговорот веществ в природе – прекрасный пример безотходного производства. Отходы природных процессов (сухостой, листья и т.п.) преют, перегнивают и естественным путем удобряют землю. Аэробы – это микробы, которые дышат кислородом и перерабатывают легкогниющие вещества в органические удобрения, богатые азотом, т.е. – в компост. При этом выделяется тепловая энергия. Природа подсказала людям схему технологии компостирования бытовых отходов.

    В 1970 г. в г. Ленинграде был пущен в эксплуатацию опытный завод по механизированной переработке бытовых отходов. На начальном этапе переработки из массы отходов выделялся черный металл электромагнитными сепараторами. Далее отходы измельчались в дробилках и поступали во вращающиеся барабаны – ферменторы, в которых осуществлялась переработка отходов в компост. Однако в обрабатываемой массе были и некомпостируемые элементы (полиэтиленовые пленки, стекло, жестяные банки и пр.). засоряющие удобрение. Необходимо было научиться очищать компост.

    В конце 70-х – начале 80-х гг появилось второе поколение заводов по переработке отходов с улучшенной и усовершенствованной технологией. В настоящее время в России имеется девять специализированных заводов по переработке твердых отходов. Идет проектирование в Санкт-Петербурге подобного завода для г. Омска.

    Технология переработки отходов такова. По широкой эстакаде мусоровозы подъезжают к приемному отделению и выгружают отходы на восемь платформ. Затем отходы загружаются в восемь теплоизолированных барабанов длиной до 60 м, во внутреннюю полость которых с помощью вентиляторов подается воздух, обогащенный кислородом. При вращении барабанов отходы перемешиваются и измельчаются, удельная поверхность их увеличивается. Постоянная аэрация (на 1 кг отходов подается 0,2-0,8 м 3 воздуха) пробуждает к жизни аэробную микрофлору. В работу вступают микроорганизмы (мезофилы), разогревающие массу до 50 0 С. При этом активно размножается микрофлора другого вида – термофилы, за счет которых температура доходит до 70 0 С. Лавинообразный биотермический процесс в течение двух суток обеззараживает отходы. Обезвреженные отходы через перфорированную насадку на конце барабана равномерно подаются на ленточный конвейер. Но это еще не компост – здесь имеются загрязнения в виде стекла, кусков дерева, пластмассы, камней, консервных банок и пр. Далее идет очистка. Сначала отделяют черный металл с помощью электромагнитного сепаратора, который укреплен над конвейером. Этот металллом попадает в бункер-накопитель, прессуется в брикеты весом в 80 кг и направляется на переплавку. Освобожденная от черного металла масса продолжает свой путь. С конвейера она попадает на цилиндрическое сито (грохот) с ячейками диаметром 45-60 мм. Грохот вращается довольно быстро, со скоростью 15 об/мин, так что мелкие частицы проваливаются. а крупные – остаются над решеткой. Оба продукта – надрешетный и подрешетный – освобождаются от цветного металла с помощью специальных установок, создающих электромагнитное поле, под действием которого предметы из цветного металла отбрасываются в сторону. Для выделения из компоста стекла используют баллистические стеклосепараторы. Освобождение компоста от полиэтиленовой пленки осуществляется сильной струей воздуха. Полученный компост используется в сельском хозяйстве. Но вначале компост еще недозревший и долгое время в нем продолжается биотермический процесс и держится высокая температура. Такой компост может применяться в качестве биотоплива для подогрева грунта в теплицах. Остывший и дозревший компост используется вторично в открытом грунте на полях или в городском озеленении как органическое удобрение. Для обработки некомпостирующихя фракций используется пиролиз – термическая обработка без доступа кислорода. В процессе пиролиза образуется парогазовая смесь, а также твердый углеродистый остаток – пирокарбон, который используется в металлургии как заменитель графита. Экономическая целесообразность рассмотренного процесса очевидна, ибо из одной тонны твердых отходов выделяются 20 кг черного металла, 2 кг цветного металла, 200-250 кг некомпостирующихся фракций и 600-700 кг компоста. Из одной тонны некомпостирующихся фракций получают примерно 200 кг нефтеподобных масел, 190 кг газообразных продуктов, 330 кг пирокарбона.

    По данным в целом по России промышленным методом (на мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводах) перерабатывается лишь около 5% отходов, а остальные вывозятся на полигоны и свалки (санкционированные и неразрешенные). В последнее время возникла проблема переработки осадков водопроводных и канализационных станций очистки вод.

    Способы утилизации отходов из полимерных материалов.

    Отходы из полимерных материалов не поддаются естественному разложению и поэтому они являются сильными загрязнителями окружающей среды. Большинство полимеров хорошо горит, выделяя значительное количество тепла и потребляя большое количество воздуха, Выделяющуюся энергию можно использовать. Однако при сжигании многие полимеры образуют вредные газы, такие как аммиак, окислы азота, цианистые соединения, хлористый водород и другие вещества, что требует дополнительных устройств для очистки и обработки газовых выбросов.

    Наиболее распространенным способом утилизации отходов из полимерных материалов является захоронение и вывоз их на свалки. В настоящее время все чаще применяют специальные полигоны для полимерных материалов.

    Имеется опыт переработки старой полиэтиленовой пленки и превращение ее в новую, а также получения труб, неподверженных коррозии. Создание полимеров с регулируемым сроком службы – эффективный, перспективный способ защиты окружающей среды. В ряде стран разработаны и уже выпускаются специальные, самоуничтожающиеся виды упаковок. Это фото- или биоразрушающиеся полимеры, которые под действием света, тепла, кислорода воздуха или микроорганизмов разлагаются до низкомолекулярных продуктов, не загрязняя почву.

    "

    Значительное изменение климата и снижение биологического разнообразия являются лишь двумя из многих серьезных экологических проблем, которые продолжают расти в глобальном масштабе. Население планеты на данный момент составляет более 7 миллиардов и в связи с этим растет беспокойство по поводу нехватки продовольствия, воды, энергии и других ресурсов. Чтобы снизить вред, наносимый окружающей среде, и дефицит ресурсов, нам стоит вплотную заняться вторичной переработкой отслуживших предметов. Очень важна переработка электроники.

    К электронным отходам (по англ. e-waste) относятся все отслужившие свой срок устройства, чья работа зависит от электрического тока и / или электромагнитного поля. Телефоны, ноутбуки, телевизоры и т.д. превращаются в отходы, устаревая все быстрее и быстрее, приходя в негодность, чтобы обеспечить необходимость покупки новых устройств.

    К электронным отходам относятся в том числе печатные платы, которые хотя и составляют около 3% от общего количества этого вида отходов, благодаря высокой концентрации токсичных веществ являются очень опасными. Подобные отходы без должной утилизации негативно воздействуют на экосистему, как биотическую, так и на абиотическую ее части. Наличие разнообразных высокотоксичных материалов и тяжелых металлов делает захоронение на свалке или простое сжигание неприемлемыми методами управления подобными отходами. Поэтому наиболее оптимальный способ утилизации электронных отходов - это их переработка.

    Кроме того, что электронные отходы представляют собой большую опасность для окружающей среды, надо помнить, что на производство мобильных телефонов и персональных компьютеров уходят значительные доли золота, серебра и палладия, добываемых ежегодно во всем мире. Конечно, в каждом отдельном устройстве драгоценных металлов содержится мизерное количество, но если рассматривать общемировое производство (более 1,2 млрд. ежегодно), то этим количеством уже пренебрегать неразумно. Следует отметить, что концентрация этих драгоценных металлов в печатных платах более чем в десять раз превышает их концентрацию в добываемой руде. Однако переработка печатных плат технологически сложный процесс из-за неоднородности материалов, ведь они состоят из множества разнородных компонентов.

    Количестве электронных отходов в России и в мире

    По некоторым оценкам, электронные отходы составляют приблизительно 8% от общего количества бытовых отходов .

    К сожалению, определить точное количество производимых электронных отходов очень сложно. По оценкам ЮНЕП еще 10 лет назад электронные отходы составляли около 20-50 млн. тонн в год (2005 г.). В России они оцениваются приблизительно в 1,5 млн. тонн . Агентство США по охране окружающей среды сообщило о том, что каждая семья в США использует около 34 электронных устройств и электрических приборов (данные 2010 г.). Это в среднем приводит к образованию более 5 млн. тонн электронных отходов в год. Для ЕС было подсчитано, что в среднем каждый гражданин производит около 15 кг электронных отходов в год, что приводит к образованию 7 млн. тонн отходов (данные 2010 г.).

    Также статистические данные свидетельствуют о выработке в Китае электронных отходов превышающей 1,1 млн. тонн, в частности от обрабатывающей промышленности. Недавнее исследование показало, что общее количество электронных отходов в Индии в 2007-2011 составило 2,5 млн. тонн при ежегодном темпе роста электронных отходов в 7-10%.

    Кроме того, количество электронных отходов в новых индустриальных и развивающихся странах растет из-за импорта отходов из развитых стран. Согласно последним исследованиям, в настоящее время до 50- 80% электронных отходов, произведенных в развитых странах, поставляется в развивающиеся страны для повторного использования и утилизации, что зачастую противоречит международным законам.

    Переработка электроники

    Переработка электронных отходов производится как официально, так и неофициально. При официальной утилизации используются хорошо проработанные методы, позволяющие отделять необходимые фракции из отходов. Однако заводы, построенные с соблюдением всех необходимых требований к технологическим процессам, получаются дорогими как при постройке, так и при запуске. В различных слаборазвитых и развивающихся странах, где переработка отходов не финансируется должным образом, она зачастую реализуется неофициально и производится без соблюдения необходимых требований и норм, причем на подобных заводах могут работать беременные женщины и дети.

    Опасные химические вещества в электронике

    Наиболее распространенные способы воздействия опасных компонентов электронных отходов при переработке - это попадание внутрь опасных веществ при контакте с кожей и при вдыхании, через загрязненный грунт, воду, пищу и воздух.

    Опасные химические вещества в электронных отходах могут иметься либо в их компонентах, либо выделяться при их переработке. Основными загрязняющими веществами в электронных отходах являются стойкие органические загрязнители (СОЗ), которые обладают большим периодом полураспада. Некоторые из наиболее распространенных СОЗ, выделяющиеся в процессе переработки, - бромированные антипирены (BFRS) (полибромированные ди-фенил эфиры), полихлорированные бифенилы, гексабромциклододеканы, поли-бромдифенилы, ди-бромированного ди-фенил эфиры, поли-хлорированные или поли-бромированные диоксины и ди-бензо фураны диоксинов. СОЗ, образующиеся в процессе разборки и плавки, состоят из полихлорированных дибензофуранов, полихлорированных бифенилов и диоксинов. Полициклические ароматические углеводороды появляются из-за неполного сгорания топлива, такого как уголь, газ, нефть и т.д. Тяжелые металлы, такие как свинец, кадмий, хром, ртуть, медь, марганец, никель, мышьяк, цинк, также несут в себе опасность.

    Технологии переработки печатных плат

    Печатные платы является одним из наиболее важных компонентов электронного оборудования. Они представляют собой платформу, на которой устанавливаются и связываются между собой микроэлектронные компоненты, такие как полупроводниковые микросхемы и конденсаторы. Переработка плат включает в себя три типа обработки: предварительная обработка, физическая переработка и химическая переработка. Предварительная обработка включает в себя демонтаж многоразовых и токсичных элементов, измельчение или разделение. Затем следует физическая переработка. Потом материалы извлекают путем химического процесса переработки.

    Физические методы

    Механическая переработка

    Это физический метод переработки, при котором разобранные детали размалываются до необходимых размеров, после чего они поступают на установку тонкого измельчения. Полученный порошок подвергают воздействию вихревых токов в сепараторах, где металлы отделяют благодаря их электропроводности. Затем порошок разделяют в зависимости от плотности и размеров частиц. Расслоение на различные материалы можно наблюдать на столбе жидкости.

    Метод воздушной сепарации

    В этом методе разделение диспергированных твердых частиц происходит благодаря различным размерам частиц и их различным плотностям. Подвешенные в газе частицы, в основном в воздухе, занимают разные положения в сепараторе под воздействием различных сил в зависимости от материала. У тяжелых частиц предельная скорость осаждения больше, чем скорость воздуха, в то время как у более легких частиц предельная скорость осаждения меньше скорости воздуха. Следовательно тяжелые частицы перемещаются вниз против воздушного потока, в то время как легкие частицы поднимаются вместе с воздушным потоком в верхнюю часть сепаратора.

    Принцип воздушной сепарации отходов печатных плат

    Электростатический метод разделения

    В этом методе для разделения сыпучих материалов используется электростатическое поле, которое воздействует не заряженные или поляризованные тела. Эти технологии применяются для переработки металлов и пластмасс из промышленных отходов. Электростатические технологии разделения могут использоваться для отделения Cu, Al, Pb, Sn и железа, и некоторых благородных металлов и пластика.

    Магнитная сепарация

    Магнитные сепараторы широко используются для отделения ферромагнитных металлов от цветных металлов и других немагнитных отходов. Недостатком магнитного разделения является агломерация частиц, вследствие которой магнит вытягивает вместе с ферромагнитными металлами и неметаллические включения. Следовательно этот метод не очень эффективен.

    Химические методы

    Пиролиз

    Пиролиз - это химической метод, который широко используется для переработки синтетических полимеров, включая полимеры со стекловолокном. При пиролизе таких полимеров образуются газы, углеводороды и обугленный остаток. Эти вещества в дальнейшем можно использовать в качестве химического сырья или топлива. Платы нагревают до достаточно высокой температуры, чтобы расплавить припой, используемый для связывания электрических компонентов. Обугленный конгломерат, который называется также «черным металлом», содержит в себе большой процент меди, а также небольшое количество железа, кальция, никеля, цинка и алюминия, которые можно затем восстановить.

    Гидрометаллургический метод

    Этот метод главным образом используется для переработки плат с целью извлечения металлической фракции. Метод заключается в выщелачивании металлов с применением растворов кислот и щелочей, за которым следует электрорафинирование желаемых металлов. Этот метод считается более гибким и энергосберегающим, следовательно, экономически эффективным. Широко используемыми выщелачивателями являются царская водка, азотная кислота, серная кислота и цианистые растворы. В случае неметаллических подложек металлы выщелачиваются в раствор с подложки. В случае металлической подложки для восстановления металлов может применяться электрохимическая обработка. Таким образом, гидрометаллургический метод позволяет восстанавливать металлы без какой-либо дополнительной обработки, остальные же материалы в плате перед повторным использованием или захоронением должны подвергаться дополнительной термической обработке. Основным недостатком этого метода является едкость и ядовитость используемых жидкостей.

    Биометаллургический метод сепарации

    Этот метод используется для извлечения драгоценных металлов и меди из руды уже давно, однако до сих пор он не очень хорошо развит. Микроорганизмы используют металлы, присутствующие во внешней среде и на поверхности клеток, для своих внутриклеточных функций. Каждый тип микроорганизма имеет характерную тенденцию переносить конкретный металл в определенной среде. Биовыщелачивание и биосорбция - в целом два основных направления биометаллургии, используемые для извлечения металлов. Биовыщелачивание успешно применяется для извлечения драгоценных металлов и меди из руд в течение многих лет. Та же методика может применяться для извлечения меди и других ценных металлов из отходов печатных плат.

    Газификация

    Основное применение процесса газификации - это генерация синтез-газа (CO, H2). Газификация протекает приблизительно при температуре 1600 ° С и давлении около 150 бар. Богатый водородом синтез-газ - основной продукт газификации, который является ценным сырьем для производства метанола. После соответствующей обработки некоторые фракции этого газа могут использоваться для производства тепловой и электрической энергии.

    Принцип процесса газификации отходов печатных плат

    Применение физических и химических методов переработки

    Преимущества физических методов переработки , таких как магнитные сепараторы, сепараторы, отделяющие материалы в зависимости от плотности, и т.д., относительно химической переработки заключаются в том, что они не требуют больших финансовых вложений, они относительно просты, удобны, меньше загрязняют окружающую среду, требуют меньших затрат энергии. Металлические фракции, полученные физическими методами переработки, можно использовать в коммерческих целях без значительных процедур восстановления. Однако для использования в коммерческих целях неметаллических фракций они должны подвергнуться химической переработке. Таким образом, физические методы переработки являются более экономически выгодными для переработки металлических фракций, чем неметаллических. Основная цель химических методов переработки, таких как пиролиз, заключается в преобразовании полимеров, содержащихся в неметаллических фракциях, в химическое сырье или топливо. Химические методы переработки имеют преимущества в преобразовании бром антипиренов и извлечении тяжелых металлов, оставшихся после физических методов переработки.

    Использование неметаллических фракций печатных плат

    Большое количество неметаллических отходов печатных плат, которые зачастую являются опасными для людей и окружающей среды (из-за наличия бромированных антипиренов и тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, бериллий и т.п.),сбрасываются на свалках. Чтобы это предотвратить, необходимо найти им оптимальное применение.

    Неметаллические фракции получаются легче, чем цемент и песок, их гранулы гораздо меньше, следовательно, они обладают более надежной микроструктурой. Механическая прочность материала повышается в присутствии грубых стекловолокон. Поэтому, благодаря вышеуказанным свойствам, неметаллические фракции могут успешно использоваться в качестве наполнителя в строительных материалах, для изготовления клеев и декоративных агентов.

    Разработана методика использования неметаллических фракций печатных плат в производстве неметаллических пластины, которые могут использоваться для получения композитных плит. Композитные плиты находят применение во многих областях, включая автомобильную промышленность, мебель, различное оборудование и отделочные материалы.

    Фенольные компаунды используется в производстве радиодеталей и кухонной утвари. В связи с уменьшением лесных ресурсов и повышение их стоимости производители ищут альтернативы деревянному полу. Неметаллические фракции печатных плат на бумажной основе кажутся хорошим вариантом замены деревянному полу.

    Вывод

    Переработка электроники очень важна, так как компоненты технических средств и предметов электроники – это скорее ресурсы, чем отходы. В компонентах электроники, подлежащих переработке, достаточно высокое содержание полезных ресурсов, что делает их извлечение экономически выгодным. Но минимизация вреда, наносимого окружающей среде, которую мы достигаем при переработке электроники, гораздо важнее!

    Из-за стремительного развития промышленных производств человечество встает перед необходимостью использования новых технологий по утилизации отходов. Сегодня в России около 94% мусора просто оставляется на специальных полигонах. В Европе этот показатель тоже оставляет желать лучшего, пусть и является значительно меньшим (40%). Как же можно изменить сложившуюся ситуацию?

    Сжигание

    Данная сравнительно новая технология в переработке отходов может рассматриваться как достаточно эффективная лишь при соблюдении ряда обязательных условий. Так, для ее реализации понадобится наличие мусоросжигательных заводов, оснащенных по последнему слову техники. На строительство таких предприятий обычно уходит много денег и времени (свыше 5 лет). Перед непосредственным началом процесса мусор должен быть отсортирован. Из общей массы удаляются аккумуляторы, а также металлические и пластиковые составляющие.

    Международные исследовательские организации отмечают у этого метода сразу ряд объективных плюсов, а именно:

    1. Практически полное отсутствие неприятных запахов.
    2. Малая доля выделяемых в атмосферу токсичных веществ. Исследования журнала «Waste Management» доказали, что мусоросжигание ежегодно провоцирует выброс в воздух только 3,4 г. диоксинов против 1300 г., которые наблюдаются при образовании свалок. Организация «UK Environmental Services Association» установила, что технология не вызывает мутаций в растениях, выращиваемых вблизи перерабатывающих заводов, а также не провоцирует у человека опухолевых заболеваний и недугов дыхательной системы.
    3. Возможность получения мощной тепловой и энергетической ресурсной базы. Это оказывается особенно актуальным при использовании пиролиза – технологии, при которой соединение низких или высоких температур (от 450 до 900° или более 900° соответственно) с недостаточным количеством кислорода приводит не к выделению вредных и ядовитых веществ, а к разложению предмета на составные элементы. В России данный способ пока находится на стадии разработки и экспериментальной проверки. Предполагается, что внедрение пиролиза в постоянную практику обеспечит теплом целые города с населением в 300000 человек. Сами предприятия будут способны служить жителям по 20 лет при среднем сроке окупаемости в 4 года. Их также не придется снабжать энергией для функционирования, ведь вырабатываемый в результате горения синтез-газ и станет топливом для реакторов.

    Сжигание мусора также позволяет не образовывать многокилометровые развалы, к которым с окрестных территорий стягиваются птицы и грызуны – переносчики заразы и вирусов. Однако этот метод требует обязательной утилизации золы в специальные хранилища ввиду того, что, содержащая в себе некоторые примеси тяжелых металлов, диоксинов и ртути, она не может быть просто развеяна или оставлена на земле.

    Плазменная переработка

    Следующая новая технология по переработке отходов является одним из самых безопасных и инновационных решений, которое можно было найти в данном вопросе. Здесь также используется принцип обработки массы высокими температурами, однако сор доводится не до разложения, а до превращения в газ.

    В таком состоянии бывшие предметы перегоняются в пар, благодаря чему получается сразу несколько полезных ресурсов:

    • электроэнергия;
    • экологически чистый шлак;
    • непиролизуемые остатки, которые могут вторично применяться в производственных целях.

    Заводы, функционирующие на основе принципа плазменной переработки, имеют замкнутое и цикличное действие: так, их реакторам не нужна новая энергия, потому что они работают на части собственного тепла. Эта система не требует и предварительной сортировки и подготовки материала, т.к. она способна без вреда для природы и здоровья человека уничтожать любые отходы, уменьшая их изначальную массу более чем в 300 раз. Такой показатель не может продемонстрировать ни один из известных в настоящий момент методов утилизации. Использование плазмы отличается и минимальными затратами – избавление от 1 т. мусора оказывается в 3 раза более дешевым, чем при следовании любому другому способу. Именно поэтому плазматроны активно применяются в прогрессивных с технологической точки зрения странах – США, Великобритании, Японии, Китае.

    Засыпка

    Среди технологий по утилизации отходов можно найти и те, которые используются не столько в силу очевидных положительных критериев, сколько в силу экономической выгоды. Ярким примером нового способа подобного рода является засыпка полигона ТБО, в результате которой происходит образование синтеза газов – метана, диоксида углерода, азота, водорода, сероводорода и кислорода. Другими словами, свалка не просто оставляется на поверхности планеты на годы, а хоронится под слоем земли и глины на 10-30 лет. Спустя время происходит выработка неопасного природного свалочного газа, который затем применяется для производства топлива, пара, тепла и электроэнергии.

    Важно! Реализация данного метода возможна только при наличии специальных глубоких котлованов, внутри которых должно быть установлено насосное оборудование для передачи газообразных продуктов разложения на предприятия.

    Компостирование

    Последняя новая технология переработки бытовых отходов отлично подходит для материалов органического происхождения – пищевых остатков, растительности, бумаги. Этот способ утилизации, не используемый в масштабной промышленности, является излюбленным у дачников и фермеров. Процесс компостирования заключается в формировании специальных куч разных размеров, которые подвергаются регулярному переворачиванию (ежедневному, 1 раз в месяц, 1 раз в год и т.д. в зависимости от пожеланий человека к длительности создания компоста).

    Полученный в результате разложения в естественных климатических условиях продукт активно применяется как ценное удобрение при возделывании земель, высадке культур и насыщении почвы.


    Министерство образования и науки РФ
    Государственное образовательное бюджетное учреждение
    высшего профессионального образования
    Сибирский государственный аэрокосмический университет
    имени академика М. Ф. Решетнёва

    Кафедра инженерной экологии
    Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности

    РЕФЕРАТ
    Тема: Современные технологии переработки отходов

    Выполнила:
    студентка гр.УИ-01
    Пышкайло Мария
    Проверила:

                  Окладникова Е.Н.
    Красноярск 2011

    Введение
    С непрерывным развитием и ростом городов, к сожалению, растут и мусорные горы вокруг них. Если раньше проблема утилизации мусора, различных отходов, использованного сырья сводилась к их вывозу за черту города и созданию огромных городских свалок, то с развитием технологий современная утилизация отходов становится все более совершенной – простой и безопасной - позволяя не только избавиться от отходов, но также делать это с максимальной пользой и выгодой.
    Сегодня мир мусора становится все более инновационным, огромное количество различных предприятий и организаций придумывают новое применение казалось бы ненужным материалам, это приносит ощутимую прибыль. Отходы с каждым годом все чаще и чаще запускаются для повторной переработки, ведь сырье становится все дороже. Прошло время бездумного использования природных ресурсов и нанесения необратимого вреда экологии.

    Типы отходов
    Все отходы подразделяются на пять классов опасности по воздействию на Окружающую природную среду (ОПС):
    I Класс опасности - Чрезвычайно опасные.
    Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС - ОЧЕНЬ ВЫСОКАЯ. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС - Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует.
    II Класс опасности - Высоко опасные.
    Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС – ВЫСОКАЯ. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС - Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия.
    III Класс опасности - Умеренно опасные.
    Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС – СРЕДНЯЯ. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС - Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10лет после снижения вредного воздействия от существующего источника.
    IV Класс опасности - Малоопасные.
    Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС – НИЗКАЯ. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС - Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3-х лет.
    V Класс опасности - Практически неопасные.
    Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС - ОЧЕНЬ НИЗКАЯ. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС - Экологическая система практически не нарушена. Наиболее опасные отходы содержат соединения бериллия, кадмия, ванадия, кобальта, никеля, хрома, свинца, ртути, металлоорганические соединения.
    Отходы подразделяются на следующие виды

      Промышленные отходы
    Экономический рост с 1998г. по 2008г. в нашей стране привел к увеличению производства и потребления. Этот рост является основной движущей силой для увеличения количества отходов.
    К промышленным отходам относятся продукты, материалы, изделия и вещества, образующиеся в результате производственной деятельности человека, оказывающие негативное влияние на окружающую среду, вторичное использование которых на данном предприятии нерентабельно. Часто большое количество отходов является показателем несовершенства конкретной технологии производства. Условно промышленные отходы подразделяют на инертные и токсичные.
    Инертные промышленные отходы в основном утилизируются на полигонах ТБО. К ним относятся: отходы древесины, отходы золы и шлака, абразивные материалы, отходы пластмасс, текстильные отходы и прочее.
    К токсичным промышленным отходам относятся физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека.
      Строительные отходы
    Это в основном отходы, образующиеся в результате реконструкции, разборки и строительства зданий и сооружений. К ним относятся твердые минеральные отходы (керамзит, керамика, асбоцемент, гипс, отходы бетона), древесина и другие материалы, применяющиеся в строительстве. Эти отходы приравниваются к V классу опасности. Но абсолютно безопасными их назвать нельзя, например древесина, используемая в строительстве, как правило, пропитана красителями, которые при сжигании на мусоросжигательном заводе образуют газ, обогащенный вредными примесями, тоже самое происходит и на свалке в результате гниения.
      Твердые бытовые отходы
    Бытовые отходы сопровождают человечество на всем пути его развития. Однако, в последние десятилетия проблема бытовых отходов, особенно в крупных городах, приобрела особую остроту. Накопление ТБО в современном городе достигает 250-300 кг на человека в год, а ежегодное увеличение отходов на душу населения составляет 4-6%, что в 3 раза превышает скорость роста населения.
    Частично отходы вывозятся на загородные полигоны, предназначенные для их захоронения, частично попадают в места неорганизованного хранения (около 10%), а еще около 6% просто оседает на территории города и промышленных предприятий.
    Качественный состав ТБО практически не зависит от географического расположения города. Основная масса ТБО состоит из макулатуры, стеклянного боя, не пригодных к дальнейшему употреблению вещей домашнего обихода, пищевых отходов, квартирного и уличного смета, строительного мусора, оставшегося от текущего ремонта квартир, сломанной бытовой техники и т.п. Центральное место среди ТБО в крупнейших городах России занимают бумага и пищевые отходы (61,5-73,7% от общей массы).
    Современные технологии утилизации отходов
    На сегодняшний день утилизация отходов является достаточно острой проблемой, решение которой неоднократно поднималось на правительственном уровне. В период перестройки утилизация отходов была полностью запущена, что привело к образованию многочисленных свалок, а мусоросжигательные заводы пришли в полный упадок. В настоящее время ведется восстановление многочисленных объектов, и внедряются новейшие технологии утилизации.
    Под утилизацией отходов в современном обществе принято понимать переработку отходов в полезное сырье или энергию. В настоящее время многие отходы жизнедеятельности человека могут быть переработаны и использованы для производства полезной продукции. К подобным отходам преимущественно относятся лом металла, древесные отходы, макулатура, полимеры, стекло и так далее.
    Теоретически технологии, которые в настоящее время предусматривает утилизация отходов, позволяют переработать практически любое сырье и полностью ликвидировать подобную проблему. Однако на практике понадобятся долгие годы для реализации этой идеи. Это объясняется преимущественно тем, что на сегодняшний день на многих заводах не предусматривается утилизация различных отходов и, следовательно, не имеются полностью отлаженных процессов переработки. Однако, несмотря на это часть химических предприятий осуществляют переработку некоторых опасных и вредных отходов.
    Что же представляют собой современные комплексы по переработке и уничтожению мусора всех видов? Его переработка состоит из нескольких этапов, первым из которых является сортировка. Здесь происходит разделение общей массы на различные фракции, которые могут быть использованы для вторичной переработки. Сортируемый мусор поступает на ленточный конвейер, который проходит через несколько различных сепараторов. На первой стадии отделятся крупногабаритные отходы, которые поступают в специальные измельчители. Далее следует этап отделения отходов черных и цветных металлов с помощью магнитного сепаратора. Эти отходы сбрасываются в специальный бункер и чаще всего направляются на переплавку в качестве металлолома. После этого мусор проходит через воздушный сепаратор, которые отделяет наиболее легкие фракции отходов – бумагу, пленку, пластик и т.п.
    На следующей стадии мусор проходит через специальное сито, где он разделяется на фракции по размерам фрагментов. Более крупногабаритные части поступают на следующий этап – в камеру ручной сортировки. Здесь происходит разделение отходов с использованием ручного труда рабочих. Подлежащие вторичной переработке материалы – стекло, дерево, пластик и т.п. складываются в специальные контейнеры. К сожалению, эту стадию пока невозможно автоматизировать и она является наиболее трудоемкой во всем процессе.
    Ну а оставшаяся мелкогабаритная фракция мусора, которая уже не подлежит переработке, подается на мусорные прессы. Здесь оставшаяся масса прессуется и брикетируется в специальные полиэтиленовые пакеты либо же без таковых. Этот мусор в дальнейшем может быть направлен в мусоросжигательную печь или же на специальную площадку для хранения. В последнем случая его объем во много раз меньше первоначального. Таким образом, экономится значительная полезная площадь, не говоря уже о том, что многие виды отсортированных отходов с выгодой будут проданы в качестве вторичного сырья.
    Стоит отметить, что сжигание мусора достаточно опасный в экологическом отношении процесс. Ведь при этом выделяется значительное количество канцерогенных веществ, особенно органических веществ и диоксинов. Поэтому для обеспечения безопасности для людей и окружающей среды необходимо оснащение всех печей комплексными фильтрами, предотвращающими выброс вредных веществ в воздух. Сами же мусоросжигательные печи, как правило, работают на природном газе, который при сгорании не выделяет вредных продуктов. Ну а образовавшаяся после сгорания мусора зола все чаще используется в качестве связующего вещества для производства шлакоблоков. Этот материал широко применяется при строительных работах.
    Таким образом, внедрение современных технологий позволяет не только сохранить окружающую среду в чистоте, но и делает утилизацию мусора выгодным занятием.

    Самый необычный способ утилизации мусора.

    Во многих государствах выделяются колоссальные финансовые средства для решения проблемы утилизации мусора. Везде они решаются по-разному. Очень оригинальное решение было изобретено в Сингапуре.
    Сингапур - небольшое государство, которое находится у южной стороны полуострова Малакка. Его площадь составляет около 650 квадратных километров, а население немного больше 3 миллионов человек. Столь небольшая территория государства не позволяет устраивать огромные свалки с мусором, поэтому эта проблема была решена весьма оригинальным способом.
    Неподалеку от острова Сингапур расположен остров Семаку, его площадь - 350 гектаров. Его внешний вид ничем не отличается от любого другого тропического острова. Добраться до него можно на пароме, затратив всего лишь около получаса, поэтому на остров постоянно прибывает большое количество туристов. И главная изюминка острова, которая привлекает большое количество людей это не архитектура, не природа, и не памятники. Суть в том, что Семаку создан руками человека, а для его создания был использован мусор. Этот поистине уникальный кусок суши содержит 63 миллиона кубических метров всевозможных отходов. По расчетам ученых, остров Семаку может служить Сингапуру свалкой вплоть до 2045 года.
    Для того, чтобы этого достичь, мусор собирается в специально оборудованные ячейки, которые закрываются толстой плотной пластиковой мембраной. Сверху ячейки с мусором засыпается слой почвы, которая пригодна для выращивания растений.
    Остров Семаку - это яркий пример разрешения вечной проблемы утилизации мусора, который должны принять на вооружение многие государства. И суть ведь не в том, что возле каждой страны должен быть остров из мусора. Вся проблема заключается в степени ответственности, с которой люди относятся к глобальным проблемам. Здесь важно их понимание и сознание того, что вопросы которые касаются человечества в общем так же важны, как и личные вопросы.

    Заключение
    Люди во всем мире должны менять подход и менталитет, ориентируясь на принципы сбережения экологии. Любой продукт, его дизайн и технология производства должны разрабатываться без возникновения дополнительного мусора. Ученые создают идеи замкнутого цикла экономики и продукта, проекты экологических городов. Эти разработки находят широкую поддержку во всем мире, особенно у крупных корпораций, но есть страны и компании, которые вывозят мусор незаконно в другие страны, тем самым ухудшая их экологию и нарушая огромное количество законодательных актов. Это преступление не только против конкретно страны, а и против всего мира, ведь экология у нас общая, от ее ухудшения никуда не спрятаться.
    Только грамотный подход к организации вывоза и уничтожения всех видов мусора может быть залогом решения проблем охраны окружающей среды во всем мире.

    Используемая литература:

      1. Сайт компании «ЭКОКомплект»[Электронный ресурс].URL: http://ytil.ru/tehnika
      2. Координатор КРОО "Экологическая ассоциация"
      ЗАСТУПЕНКО Анастасия. [Электронный ресурс].URL:
      http://kudamusor.kender.ru/ kuda.php?s=1
      3. «МКМ ЛОГИСТИКА» Вывоз, переработка и утилизация
      промышленных, бытовых, древесных
      и прочих категорий отходов в Москве. [Электронный ресурс].URL:
      http://www.mkmlogistics.ru/ tech/
      4. ООО "Экостильтранс": вывоз мусора . [Электронный ресурс].URL: http://www.estile.ru/article8. php
    Бывшие