Основні вимоги до операцій поводження з відходами

ПОВОДЖЕННЯ З ТВЕРДИМИ ПРОМИСЛОВИМИ ВІДХОДАМИ

Як правило, для здійснення операцій поводження з промисловими відходами можуть бути використані відомі і достатньо вивчені способи (технологічні прийоми), які порівняно просто адаптуються виходячи з фізичного стану, складу і властивостей відходів, а також гігієнічних вимог. При цьому слід враховувати, що операції поводження з небезпечними відходами проводяться за наявності дозволу, який видається відповідно до вимог.

Збір промислових відходів здійснюється шляхом їх вилучення з місць утворення за заданими ознаками на однорідні складові і розміщення в спеціалізованих місцях або на об'єктах для проміжного зберігання до забезпечення обробки, утилізації або видалення.

Відходи I–III класів небезпеки у міру накопичення збирають у тару і доставляють в місця (об'єкти) проміжного зберігання з урахуванням наступних вимог:

• збір і проміжне зберігання відходів здійснюються на підставі інструкції і плану заходів, які мають бути розроблені підприємствами;

• на кожне місце (об'єкт) зберігання відходів має бути складений спеціальний паспорт, в якому відбиваються: технічна характеристика місця (об'єкту), відомості про методи їх контролю і безпечної експлуатації, найменування і коди відходів, їх кількісний і якісний склад;

• відходи I класу небезпеки зберігаються в герметично закритій тарі (сталеві бочки, контейнери і тому подібне);

• відходи II класу небезпеки зберігаються, виходячи з їх фізичного стану, в поліетиленових мішках, пакетах, бочках і інших видах тари, що запобігає розповсюдженню шкідливих речовин (інгредієнтів);

• відходи III класу небезпеки зберігаються в тарі, яка забезпечує їх локалізацію, дозволяє здійснювати навантажувально-розвантажувальні і транспортні роботи, виключає розповсюдження в НПС шкідливих речовин.

• відходи IV класу небезпеки можуть зберігатися відкрито на виробничому майданчику в умовах, що дозволяють здійснювати навантажувально-розвантажувальні і транспортні роботи. Такі відходи, не потребуючи зберігання і не викликаючи негативних екологічних наслідків, можуть бути об'єднані з побутовими відходами в місцях поховання останніх або використані як ізолюючий матеріал, а також для різних робіт при освоєнні території.

При проміжному зберіганні відходів у стаціонарному складі або виробничому приміщенні мають бути забезпечені вимоги для повітря робочої зони. Відходи в рідкому і газоподібному стані, що зберігаються в герметичній тарі, а також токсичні відходи очисних споруд повинні видалятися з території підприємства протягом однієї доби, а тверді відходи, зокрема сипкі, такі, що зберігаються в контейнерах, пластикових або паперових пакетах, мішках і т.п. – протягом двох діб.

Зберігання відходів на виробничих майданчиках у відкритому вигляді (навалом, насипом) або в негерметичній, відкритій тарі проводиться при дотриманні наступних вимог:

• концентрація шкідливих речовин у повітрі на висоті до 2 м від поверхні землі не повинна перевищувати 30% гранично допустимої концентрації;

• концентрація шкідливих речовин в ґрунті санітарно-захисної зони (СЗЗ) не повинна перевищувати допустимих рівнів, а в ґрунтових і поверхневих водах гранично допустимої концентрації;

• виробничий майданчик повинен розміщуватися з підвітряного боку, покриватися неруйнованим і непроникним для токсичних речовин матеріалом з автономним зливовідводом і нахилом у бік очисних споруд. Попадання поверхневого стоку з майданчика в загальний зливовідвід має бути виключене за рахунок обвалування і інших заходів. Для стоку необхідні спеціальні очисні споруди, які забезпечують уловлювання і знешкодження токсичних речовин;

• зберігання відходів здійснюється в умовах їх захисту від впливу атмосферних опадів і вітру.

Накопичення і зберігання відходів на промислових майданчиках підприємства допускається при їх утилізації самим підприємством або при тимчасовій відсутності місць або об'єктів поховання, а також транспортних засобів для перевезення відходів. Ця вимога не розповсюджується на спеціально обладнані шламонакопичувачі, шлаковідвали і т.п. Слід враховувати, що місця або об'єкти довготривалого зберігання (більше 2 років) відходів прирівнюються до місць їх видалення. Допустима кількість відходів на території промислового майданчика визначається підприємством за узгодженням з місцевим органом Мінекоресурсів України. При вказаному узгодженні враховуються відомості про клас небезпеки, фізико-хімічні властивості, спрямованості біологічного впливу відходів, а також можливості підприємства, що стосуються організації місця зберігання, перспективи знешкодження або утилізації відходів.

Перевезення промислових відходів здійснюється в непошкодженій тарі при використанні транспортних засобів, призначених для відходів відповідного класу небезпеки, з урахуванням наступних вимог:

• перевезення небезпечних відходів проводиться за наявності дозволу (ліцензії) на поводження з ними і паспорту відходу;

• транспортні засоби мають бути спеціально обладнані так, щоб при їх експлуатації можливість втрат відходів і забруднення ними НПС була виключена. Кількість відходів, що перевозяться, не повинна перевищувати вантажний об'єм відповідного транспортного засобу;

• всі процеси, пов'язані з навантаженням, перевезенням і розвантаженням відходів I–III класів небезпеки, мають бути механізовані. При перевезенні напіврідких (пастоподібних), текучих відходів використовуються транспортні засоби, що мають шланговий пристрій для зливу;

• для твердих, сипких і пилоподібних відходів використовуються транспортні засоби, оснащені поліетиленовою плівкою або самостійним пристроєм, пристосованою тарою і тому подібним для розвантаження автокраном. Пилоподібні відходи необхідно зволожувати при навантаженні, перевезенні і розвантаженні;

• при перевезенні відходів не допускається присутність сторонніх осіб, окрім водія, що пройшов спеціальний інструктаж з техніки безпеки при поводженні з токсичними відходами, і представника підприємства-виробника відходів, який супроводжує вантаж. Транспортні засоби повин-ні мати спеціальні позначення, що характеризують їх використання.

Промислова переробка відходів припускає наявність регламентованої системи збирання і доставки відходів до місця їх перероблення, яка включає такі технологічні операції:

- накопичення відходів у контейнерах (цистернах);

- транспортування контейнерів з відходами;

- розвантаження контейнерів;

- очищення контейнерів;

- доставку чистих контейнерів до місць утворення відходів.

Для транспортування промислових відходів використовують трубопровідний, конвеєрний, канатно-підвісний, автомобільний, електричний, залізничний і водний транспорт.

На крупних промислових підприємствах досить часто відходи переміщуються за допомогою трубопровідного транспорту.

Транспортування рідких, газоподібних або твердих матеріалів по трубопроводах відрізняється такими перевагами:

- відсутністю втрат при транспортуванні відходів;

- відсутністю виділення токсичних речовин;

- низькими капітальними витратами;

- низькими експлуатаційними витратами;

- можливістю просторового розміщення транспортних мереж;

- можливістю автоматизації процесу транспортування відходів.

Трубопровідний транспорт за межами підприємств для переміщення твердих відходів застосовується рідко, оскільки не конкурентноздатний з іншими видами транспорту. Переміщення різних сипких матеріалів і твердих тіл по трубопроводах здійснюється за допомогою потоків рідини або газу за рахунок надання їм енергії несучого середовища. В якості рідкого несучого середовища, часто використовують воду, а газоподібного - повітря. Більше 30% загальної кількості переміщуваних на підприємствах сипких матеріалів транспортується у такий спосіб; при цьому забезпечується безперервна подача матеріалів на значні відстані по складній просторовій схемі. Трудомісткі допоміжні процеси при такому переміщенні відходів механізовані.

На установках гідротранспорту матеріали переміщуються по жолобах або трубах. У першому випадку рух пульпи (суміші дисперсних матеріалів з водою) відбувається самопливом по похилому жолобу; рух пульпи в трубах також може відбуватися самопливом або під тиском, створюваним насосом.

За допомогою гідротранспорту відходи часто «намивають» на відкриті відвали, склади, ставки. Іноді, в місцях вивантаження, встановлюють відстійне устаткування для розділення гідросуміші. Воду, після розділення, використовують в замкнутому циклі.

Недоліки пневмо- і гідротранспортування:

- значна витрата енергії, води, повітря (наприклад, витрата води при гідротранспортуванні золи дорівнює 8 м³/т, піритового огарка – 7 м³/т, шламу содових заводів – 8 м³/т);

- поява у ряді випадків в несучій воді і повітрі шкідливих домішок;

- абразивний і корозійний знос труб і жолобів.

Для внутрішньо- і міжцехового переміщення відходів широко застосовуються стрічкові конвеєри. В окремих технологічних процесах поводження з промисловими відходами можливе використання підвісних конвеєрів (наприклад, при розбиранні автомобілів перед дробленням кузовів).

Для перевезень відходів поза виробничими підприємствами використовується автомобільний, залізничний і водний транспорт.

Перевага автомобільного транспорту полягає у тому, що він доставляє відходи безпосередньо до місця їх переробки або поховання.

Крім вантажного автомобільного транспорту загального призначення для перевезення твердих відходів розроблені і випускаються вітчизняною промисловістю спеціальні автомобілі на базі серійних шасі.

Вартість автомобільних перевезень відходів у незначній мірі залежить від відстані, але все ж таки найбільш раціональне використання автотранспорту при дальності перевезень до 40 км.

При перевезенні відходів на більш далекі відстані доцільно використовувати залізничний і водний транспорт. Для перевезення вантажів залізницею використовують залізничні вагони і напіввагони, цистерни і відкриті платформи. На відкритих платформах залізницею доцільно перевозити брухт чорних і кольорових металів. Металеву стружку перевозять на закритих платформах, розвантажуваних знизу на конвеєр, що подає стружку в приймальний бункер.

У всіх випадках, коли це можливо, слід використовувати контейнерні перевезення відходів. Транспортування відходів у контейнерах - найекономічніший вид їх перевезення. Добре відомі, наприклад, контейнери, призначені для перевезення побутових відходів.

Контейнерні перевезення відходів можуть виконуватися автомобільним, залізничним і водним транспортом з використанням знімних, пристосованих для механізованого перевантаження контейнерів.

Водний транспорт через свою сезонність і (дуже часто) віддаленість від місця утворення (або використання) відходів застосовується рідше. Його використання, як правило, вимагає перевантажень, що значно здорожчує вартість перевезень. Найбільш раціональне його використання при переміщенні відходів на значні (декілька сотень кілометрів і більше) відстані.

Водний транспорт передбачає застосування барж і інших суден для транспортування відходів. Найбільш доцільне його використання при транспортуванні ґрунтів, вийнятих під час виконання днопоглиблювальних робіт на водних шляхах.

Витрати на транспортування відходів складають значну частину їх вартості, тому найважливішим чинником, що визначає вибір типу транспорту для переміщення відходів, є економічний.

На вибір типу і вантажопідйомності транспортних засобів для перевезення відходів впливає маршрут транспортування і віддаленість пункту збирання від місця утворення відходів.

Обробка промислових відходів здійснюється при необхідності кондиціонування і (або) знешкодження для подальшого поводження з ними при утилізації або видаленні. Кондиціонування направлене на зміну окремих показників, що характеризують склад, технологічні і експлуатаційні властивості відходів, а знешкодження – на зменшення або усунення небезпечних властивостей. Обробка промислових відходів може здійснюватися в місцях їх утворення, збору, проміжного зберігання, переробки, утилізації або видалення. Необхідність, місце і кінцеві результати обробки відходів визначаються виходячи з вимог нормативних документів, технологічних регламентів, технічної документації і тому подібне на процеси або роботи, в результаті яких утворюються, переробляються, утилізувалися або видаляються відходи.

Для обробки промислових відходів може бути використаний широкий спектр механічних, гідромеханічних, тепло- і масообмінних, фізико-хімічних, металургійних, біологічних, кріогенних та інших процесів. При виборі і адаптації вказаних процесів, а також технічних засобів їх забезпечення слід виходити з граничних і номінальних значень показників, змінних при кондиціонуванні і знешкодженні, періодичності і об'ємів утворення відходів. Для досягнення кінцевого результату обробки промислових відходів у багатьох випадках виникає необхідність її здійснення в декілька стадій шляхом поєднання різних процесів. Це обумовлено тим, що вказані відходи, в більшості своїй, характеризуються як складні гомогенні або гетерогенні системи. У зв'язку з цим слід зазначити, що операція обробки, як правило, є однією з найбільш складних і витратних у технологічному циклі поводження з промисловими відходами.

Сортування здійснюється на сортувальних комплексах – об'єктах для відокремлення змішаних матеріалів, що переробляються, ручним (з дотриманням правил і санітарних норм, що діють) або механічним способом.

Утилізація промислових відходів здійснюється шляхом їх економічно обґрунтованого і екологічно безпечного прямого використання або переробки на базі існуючих або спеціально створюваних виробничих потужностей і технологічних процесів, виходячи з ресурсного і енергетичного потенціалу відходів. Використання вказаного потенціалу забезпечується за рахунок: повної або часткової заміни традиційних сировини, матеріалів або палива відходами, зокрема в результаті рециклінгу останніх; організації виробництва товарної продукції з відходів і витягання з них цінних компонентів; застосування відходів як добавки до сировини, матеріалів, напівфабрикатів або їх сумішей з певним функціональним призначенням і т.п.

Утилізація промислових відходів проводиться з урахуванням наступних вимог:

• на відходи, що підлягають утилізації, необхідно мати технічні умови з вичерпним викладом розділу «Вимоги безпеки» і токсико-гігієнічний паспорт, а на кінцеві продукти, виготовлені з використанням відходів, – висновок санітарно-гігієнічної експертизи;

• виробництво продукції з відходів або з їх використанням вирішується за наявності відповідної нормативно-технічної і технологічної документації, узгодженої в установленому порядку;

• забороняється передавати (продавати) небезпечні відходи громадянам, підприємствам, установам і організаціям, якщо вони не забезпечують утилізацію цих відходів екологічно безпечним способом;

• використання відходів у сільському господарстві в якості добрив, меліорантів і т.п. вирішується тільки після вивчення їх впливу на санітарний стан ґрунту і суміжних середовищ, а також біологічної оцінки сільськогосподарської продукції, яка проводиться за наявності висновку агрохімічної служби;

• використання відходів у будівельній індустрії (при виготовленні цегли, бетонних виробів, фундаментів споруд, будівництві доріг, засипанні вироблених порожнеч і т.п.) вирішується за наявності гігієнічного висновку про вплив токсичних інгредієнтів відходів на об'єкти НПС (ґрунт, вода, повітря);

• кількість відходів, які накопичуються в місцях або на об'єктах їх утилізації, не повинна перевищувати 2-добової потужності виробничого устаткування, при використанні якого переробляються відходи;

• гігієнічна оцінка використання відходів здійснюється органами державного санітарного нагляду із залученням науково-дослідних інститутів і підрозділів медичних інститутів гігієнічного профілю, які атестовані на цей вид діяльності;

• при організації виробництва товарної продукції з відходів слід виходити з результатів прогнозної оцінки його техніко-економічної ефективності, конкурентоспроможності продукції і кон'юнктури ринку;

• при організації переробки відходів з метою витягання цінних компонентів слід виходити з технічних вимог їх споживачів і необхідності утилізації або видалення залишкової маси відходів.

Видалення промислових відходів в узагальненому вигляді характеризується як здійснення операцій, які не приводять до їх утилізації. Перелік включає 15 різних за кінцевим результатом операцій, частина з яких призначена для проміжного зберігання і обробки відходів. До операцій, що відображають кінцевий результат видалення відходів, відносяться:

• поховання в землі або скидання на ґрунт (наприклад, на звалище і т.п.);

• обробка ґрунту (наприклад, біохімічне розкладання рідких або мулистих відходів у ґрунті і т.п.);

• закачування на глибину (наприклад, вприскування відходів відповідної консистенції в свердловини, соляні куполи природних резервуарів і т.п.);

• скидання в поверхневі водоймища (наприклад, скидання рідких або мулистих відходів у котловани, ставки або відстійні басейни і т.п.);

• скидання на спеціально обладнані звалища (наприклад, скидання відходів в окремі відсіки з ізолюючою прокладкою і поверхневим покриттям, які їх ізолюють один від одного і від НС і т.п.);

• скидання у водоймища, моря (океани), зокрема поховання на морському дні;

• спалювання на суші або в морі;

• постійне зберігання (наприклад, в спеціальних контейнерах в шахті і т.п.).

У перелік операцій по видаленню відходів включені тільки ті операції, які відбиті в матеріалах Базельської конвенції про контроль за транскордонним перевезенням небезпечних відходів і їх видаленням. Україна приєдналася до вказаної конвенції, що свідчить про її наміри колективно (в рамках міжнародного співтовариства) вирішувати завдання, що стосуються скорочення об'ємів утворення, потенційної небезпеки і транскордонного переміщення небезпечних і інших видів відходів, а також забезпечення їх екологічно безпечної переробки і ліквідації якомога ближче до джерела утворення. В Україні порівняльно велика увага приділяється розробці технічних рішень для утилізації промислових відходів за відсутності концепції і науково-технічного забезпечення екологічно безпечного видалення відходів, які не утилізувалися. Як правило, видалення відходів проводиться шляхом їх лімітованого розміщення, яке характеризується як зберігання і поховання відходів у спеціально відведених для цього місцях або на об'єктах. У деяких випадках відходи практично повністю або з невеликою кількістю залишків ліквідовуються шляхом спалювання в спеціалізованих установках з метою запобігання їх накопиченню. Реалізація вказаних операцій у вітчизняній практиці знайшла відображення в існуючих загальних вимогах, що стосуються видалення відходів, і гігієнічних вимог, виходячи з яких, здійснюється їх розміщення.

До загальних вимог, що стосуються видалення промислових відходів, відносяться наступні:

• операції видалення відходів здійснюються в спеціально відведених місцях, визначених органами місцевого самоврядування з урахуванням земельного, природоохоронного і санітарного законодавства, за наявності дозволу спеціально уповноважених органів у сфері поводження з відходами;

• всі місця видалення відходів (що функціонують, закриті, законсер-вовані) підлягають контролю за їх станом, реєстрації і паспортизації у встановленому порядку;

• визначені для зберігання і видалення відходів місця або об'єкти повинні використовуватися тільки для заявлених при отриманні дозволу відходів;

• змішування і поховання відходів, для яких в Україні існує відповідна технологія утилізації, може здійснюватися тільки за наявності дозволу спеціально уповноваженого органу виконавчої влади в області охорони НПС;

• забороняється несанкціоноване скидання і розміщення відходів в підземних горизонтах, на території міст та інших населених пунктів, природно-заповідного фонду, землях природоохоронного, оздоровчого, рекреаційного і історико-культурного призначення, у межах водозахисних зон і зон санітарної охорони водних об'єктів;

• поховання відходів у надрах допускається у виняткових випадках за результатами спеціальних досліджень при дотриманні стандартів, норм і правил, передбачених законодавством України;

• передача відходів для зберігання і видалення іншим підприємствам або організаціям вирішується за наявності у останніх відповідного дозволу на здійснення цих операцій;

• при ліквідації відходів і реабілітації забруднених місць їх розміщення слід забезпечувати безпечну утилізацію або поховання залишкових продуктів. Зберігання промислових відходів розглядається як операція видалення при тривалості зберігання більше 2 років. Вказана операція здійснюється на основі вищезгаданих вимог.

Поховання промислових відходів проводиться на полігонах, які повинні забезпечувати ізоляцію токсичних речовин, що містяться у відходах, і захист від забруднення ними НПС в місцях розміщення цих об'єктів і за межами їх СЗЗ. Захороненню підлягають тільки ті відходи, які на даний період часу не можуть бути утилізованими.

Спосіб захоронення вибирається залежно від класу небезпеки, фізичного стану і водорозчинності відходів, а його реалізація здійснюється з урахуванням наступних вимог:

• на полігонах тверді відходи III і IV класів небезпеки складуються на спеціальній карті пошарово, при цьому кожен шар розрівнюється і ущільнюється;

• відходи III і IV класів небезпеки можуть вивозитися за дозволом місцевих органів санітарно-епідеміологічної і екологічної служб, а також пожежної інспекції на полігони ТПВ. Тверді відходи IV класу небезпеки можуть використовуватися на полігоні ТПВ як ізолюючий матеріал у середній і верхній частині полігону. Тверді відходи III класу небезпеки можуть складуватися спільно з побутовими відходами;

• захоронення твердих і пилоподібних відходів II і III класів небезпеки, токсичні інгредієнти яких не розчиняються у воді, може здійснюватися в котлованах за умови використання ґрунту з коефіцієнтом фільтрації не більше 10^{-6 м на добу. Відсипання відходів у котловані необхідно проводити з пошаровим ущільненням. Найвищий рівень відходів у котловані має бути нижче за планову відмітку, яка прилягає до його території, не менше ніж на 2 м. Ширина території, яка планується і прилягає до котловану, має бути не менше 8 м;}

• захоронення пилоподібних відходів в котлованах здійснюється при реалізації заходів, що гарантують запобігання їх вивітрюванню. Добова робоча площа поховання має бути мінімальною. Після кожного розвантаження відходів у котлован проводиться їх ізоляція шаром ґрунту завтовшки не менше 0,2 м;

• тверді і пастоподібні відходи II і III класів небезпеки, що містять токсичні розчинні у воді речовини, підлягають захороненню в котлованах з ізоляцією дна і бокових стінок ущільненим шаром глини товщиною 1 м і захисним екраном з поліетиленової плівки;

• при захороненні відходів I класу небезпеки, що містять слабо розчинні токсичні речовини, мають бути прийняті додаткові заходи, направлені на запобігання їх міграції в ґрунтові і підземні води (наприклад, обкладання стін і дна котловану пом'ятою глиною шаром не менше 1 м із забезпеченням коефіцієнта фільтрації не більше 10^-13 м на добу, укладання на дні і закріплення стін котловану бетонними плитами з ущільненням місць стику водонепроникним матеріалом);

• захоронення водорозчинних відходів I класу небезпеки проводиться в котлованах у сталевих контейнерах або балонах, з товщиною стінки не менше 0,1м і подвійним контролем на герметичність до і після заповнення, які розміщують у бетонному коробі;

• засипка котлованів проводиться за принципом «від себе», при цьому кожна засипана ділянка повинна відразу покриватися ущільненим шаром ґрунту, по якому перевозитимуть відходи для заповнення частини котловану, що залишилася. Руйнування вказаного шару при перевезенні по ньому відходів не допускається;

• заповнені відходами котловани ізолюються ущільненим шаром ґрунту завтовшки 2 м, після чого покриваються водонепроникним покриттям;

• ущільнені шари і водонепроникні покриття повинні виступати над територією, яка прилягає до котлованів. Водонепроникні покриття повинні виходити за габарити котловану на 2-2,5 м з кожного боку і стикуватися з покриттям сусідніх котлованів. Місця стиків плануються і формуються так, щоб вони сприяли збору і відведенню зливових і талих вод з поверхні котлованів на спеціальну випарну ділянку;

• рідкі відходи I–III класів небезпеки перед перевезенням на полігон необхідно зневоднювати до пастоподібної консистенції. Захоронення відходів у рідкому стані забороняється.

3.2 Методи підготовки і переробки твердих відходів

Утилізація твердих відходів у більшості випадків приводить до необхідності їх розділення на компоненти (у процесах очищення, збагачення, вилучення цінних складових) з подальшою переробкою сепарованих матеріалів різними методами, або надання їм певного вигляду, що забезпечує саму можливість утилізації відходів як BMP. Сукупність найпоширеніших методів підготовки і переробки твердих відходів представлена на схемі (рис. 3.1).

Дроблення. Інтенсивність і ефективність більшості хімічних дифузійних і біохімічних процесів зростає зі зменшенням розмірів шматків (зерен) матеріалів, що переробляються. У зв'язку з цим власне технологічним операціям переробки твердих відходів звичайно передують операції зменшення розмірів їх шматків, що мають (разом з операціями їх класифікації і сортування) важливе самостійне значення в технології рекуперації твердих відходів.

Зменшення розмірів частинок може бути періодичним і безперервним.

Періодичний процес використовується при малих масштабах обробки, оскільки він менш економічний.

Безперервний процес може проходити у відкритому і замкнутому циклі. Технологія дроблення може бути організована з використанням відкритих циклів роботи дробарок, коли матеріал, що переробляється, проходить через подрібнення тільки один раз, або замкнутих циклів з грохоченням, надрешітний продукт якого повертають в дробарку. У відкритому циклі одержують продукт, що містить суміш різних фракцій – «широкого» гранулометричного складу. У замкнутому циклі досягають якнайкращих показників щодо якості одержуваного продукту і енерговитрат, оскільки безперервно йде процес відокремлення дрібних фракцій.

Рис. 3.1 – Методи підготовки та переробки твердих відходів.

Метод дроблення використовують для отримання з великих шматків перероблюваних матеріалів продуктів розміром переважно до 5 мм. Процес проводять на дробарках різних конструкцій. Дроблення широко використовують при переробці розкривних відходів при відкритих розробках корисних копалин, відвальних шлаків металургійних підприємств, відпрацьованих гумових технічних виробів, відвалів галіту і фосфогіпсу, відходів деревини, деяких пластмас, будівельних і багатьох інших матеріалів. Як основні технологічні показники дроблення розглядають ступінь і енергоємність дроблення.

Основна характеристика дроблення - ступінь дроблення - відношення розмірів шматків, що підлягають дробленню і шматків роздробленого матеріалу:

i = D_макс/d_макс = D_сер/d_сер, (3.1)

де D_макс і d_макс — діаметр максимального шматка матеріалу відповідно до і після дроблення;

D_сер і d_сер — середній діаметр шматків відповідно початкового матеріалу і продукту дроблення.

Розміри D_макс і d_макс визначають стадії грубого, середнього і дрібного дроблення, що характеризуються показниками, наведеними у табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Характеристика класів подрібнення

Клас подрібнення	Dмакс, мм	dмакс, мм	Ступінь подрібнення i
Дроблення
грубе	1500-50	350-100	2^-6
середнє	350-100	100-40	5^-10
дрібне	10-400	10-5	10^-50
Подрібнення (помел)
тонке	10-5	2-0,05
колоїдне	2-0,1	75.10^-3-1.10^-4	-

Для обробки дуже крупних відходів агломерації застосовують копрові механізми, механічні ножиці, дискові пили, стрічкопильні верстати і деякі інші механізми і прийоми (наприклад, вибух).

Помел. Метод помелу використовують при необхідності отримання з кускових відходів зернових і дрібно дисперсних фракцій розміром менше
5 мм. Проводять у млинах різних конструкцій, в дезінтеграторах при низьких температурах (пластмаси). Процеси помелу широко поширені в технології рекуперації твердих відходів при переробці розкривних відвалів і попутно видобувних порід відкритих і шахтних розробок корисних копалин; будівельних конструкцій і виробів, що вийшли з ладу; деяких видів змішаного брухту зі змішаних виробів з чорних і кольорових металів; паливних і металургійних шлаків; відходів вуглезбагачення; деяких виробничих шламів і відходів пластмас; піритових огарків; фосфогіпсу і ряду інших BMP.

Найпоширенішими агрегатами грубого і тонкого помелу, використовуваними при переробці твердих відходів, є стрижневі, кульові і ножові млини, хоча в окремих випадках застосовують і інші механізми (дезінтегратори, дискові і кільцеві млини, бігуни, пневмогармати і т.п.). Подрібнення відходів деяких типів пластмас і гумових технічних виробів проводять при низьких температурах (кріогенне подрібнення).

Робочими тілами в стрижневих і кульових млинах є розміщені в їх корпусах сталеві стрижні і сталеві (або чавунні) кулі. У млинах ножового типу подрібнення йде у вузькому (0,1-0,5мм) зазорі між закріпленими усередині статора нерухомими ножами і зафіксованими на роторі обертовими ножами.

Грохочення, класифікація і сортування. Ці процеси використовують для розділення твердих відходів на фракції за розмірами. Вони включають методи грохочення (розсівання) шматків (зерен) матеріалу, що переробляється, і їх розділення під дією гравітаційно-інерційних і гравітаційно-відцентрових сил. Ці методи широко застосовують самостійні, а також як допоміжні при безпосередній утилізації і переробці переважної більшості твердих відходів. У тих випадках, коли грохочення або класифікація має самостійне значення, тобто переслідує мету отримання тієї чи іншої фракції матеріалу як готового продукту, вони часто називаються сортуванням.

Грохочення є процесом розділення на класи різних за розмірами шматків (зерен) матеріалу при його переміщенні на чарункових поверхнях. Це можуть бути колосникові решітки, штамповані решета, дротяні сітки і щілинні сита, виготовлені з різних металів, гуми, полімерних матеріалів, що характеризуються чарунками (отворами) різних форм і розмірів.

При грохоченні суміш частинок відходу розділяється на дві фракції: надрешітний продукт, що складається з частинок з розміром більше ніж розміри отворів сита, і підрешітний продукт, частинки якого пройшли через отвори сита. Продукт, що пройшов через отвори даного грохоту, але залишився на наступному ситі, називають фракцією. У техніці застосовують два способи позначення класів: «від – до» і «мінус – плюс». Більш поширений - другий спосіб. Наприклад, клас розмірності –40 +20 мм означає, що розміри матеріалу > 20, але < 40 мм.

Грохочення мало придатне для тонких (подрібнених) матеріалів, оскільки вони агрегуються (грудкуються), знижуючи коефіцієнт ефективності грохоту, легко розпилюються. Ці матеріали розділяють на ситах, в повітрі (повітряна сепарація) або у водному (гідравлічна класифікація) середовищі з використанням відповідних апаратів.

Гідравлічна класифікація набула вельми широкого поширення в збагаченні руд чорних і кольорових металів, у хімічній промисловості. Як і повітряні сепаратори, гідравлічні класифікатори можна розділити за характером діючих сил на гравітаційні і відцентрові.

Принцип роботи гідравлічних класифікаторів гравітаційної дії заснований на тому, що пульпа поступає в ємкості тієї або іншої форми (корито, чан), в яких крупні частинки (піски) осідають, а тонкі (шлами) йдуть через борт ємкості (злив). Розділення на злив і піски можна проводити як в горизонтальному, так і у вертикальному потоках.

Ошматкування/укрупнення. Разом із переліченими вище методами зменшення розмірів грудкових матеріалів і їх розділення на класи за розмірами в практиці технології рекуперації твердих відходів значного поширення набули методи, що пов'язані з укрупненням дрібнодисперсних частинок BMP, мають як самостійне, так і допоміжне значення: гранулювання, таблетування, брикетування і високотемпературне агломерування. Їх використовують при переробці на будівельні матеріали ряду компонентів відвальних порід при видобутку багатьох корисних копалин, хвостів збагачення вугілля і золи-уносу ТЕС, в процесах утилізації фосфогіпсу в сільському господарстві і цементній промисловості, при підготовці до переплавки дрібногрудкових і дисперсних відходів чорних і кольорових металів, в процесах утилізації пластмас, сажі, пилу і деревного дріб’язку, при обробці шлакових розплавів в металургійних виробництвах і електротермофосфорному виробництві та в багатьох інших процесах утилізації і переробки BMP.

Методи укрупнення знаходять широке застосування в практиці утилізації твердих відходів як підготовчі (з метою надання відходам компактності, що забезпечує кращі умови транспортування, зберігання, а часто і саму можливість переробки) і самостійні (виготовлення товарних продуктів) операції.

З погляду переробки вторинних ресурсів і раціонального використання сировини брикетування дозволяє:

- використовувати дрібнозернисті і слабоструктурніі мінеральні ресурси; утилізувати відходи, отримані в процесі видобутку і переробки сировини, перетворюючи їх на товарний продукт;

- розширити сировинну базу за рахунок залучення до технологічних процесів раніше не використовувані матеріали;

- підвищити продуктивність агрегатів, що переробляють брикети, за рахунок однорідності брикетів і наявності необхідних для процесу компонентів в одному шматку (брикеті);

- перекласти технологічні схеми підприємств на замкнутий цикл за рахунок комплексного використання сировини і відходів.

Механічне пресування і компактування твердих відходів (промислових і побутових, органічних і неорганічних) є одним з основних методів зменшення їх об'єму з метою раціональнішого використання автомобільного і залізничного транспорту, що перевозить відходи до місць їх утилізації і складування. Пресування не тільки зменшує об'єм відходів, але й у ряді випадків підвищує раціональність їх подальшого використання. Наприклад, пресування металевої стружки в кипи призводить до зниження втрат металу на вигорання в процесі плавки у вагранках і доменних печах.

Термічна обробка. При утилізації і переробці твердих відходів використовують різні методи термічної обробки як початкових твердих матеріалів, так і одержуваних на їх основі продуктів. Ці методи включають різні прийоми піролізу (наприклад, відходів пластмас, деревини, гумових технічних виробів, шламів нафтопереробки), переплавки (наприклад, відвальних металургійних шлаків, відходів термопластів, металобрухту), випалення (наприклад, деяких шлаків кольорової металургії, піритових огарків, ряду залізовмісних шламів і пилу) і вогняного знешкодження (спалювання) багатьох видів твердих відходів на органічній основі.

Збагачення. У практиці рекуперації твердих відходів промисловості (особливо мінеральних, що містять чорні і кольорові метали, фрагменти деталей радіоелектронної апаратури, що вийшла з ладу, і інших виробів на основі металів і сплавів: деяких паливних зол, сумішей пластмас, шлаків кольорової металургії і ряду інших BMP) використовують різні методи збагачення матеріалів для подальшого їх перероблення. Збагачення звичайно є підготовчою операцією між основними технологіями переробки твердих матеріалів і відходів і їх глибокою механічною, хімічною і фізико-хімічною переробкою з отриманням кінцевої товарної продукції. З метою поліпшення якості твердих відходів як початкової сировини і показників його подальшої глибокої переробки застосовують їх збагачення. Воно дозволяє відокремити значну частину порожньої породи і домішок, підвищивши в сировині і відходах концентрацію цінних компонентів.

Хімічний склад мінеральної частини при цьому зазвичай не змінюється на відміну від подальших процесів переробки, в яких мінеральні компоненти відходів зазнають хімічних та фізичних перетворень.

Вміст цінних компонентів у сировині і відходах у ряді випадків може значно збільшитися. Тому збагачення твердих відходів істотно підвищує технічну і економічну ефективність їх використання, покращує якість готової продукції, веде до скорочення транспортних витрат і в цілому підвищує ефективність природоохоронних технологій.

В результаті збагачення твердих відходів отримують концентрати і хвости збагачення.

Концентрати – продукти збагачення, в яких вміст корисних компо-нентів вищий, а шкідливих домішок нижчий, ніж у початковій сировині. Концентрати отримують назву по переважаючому в них цінному компоненту, наприклад: залізорудні, вугільні, піритові і т.д.

Хвости – це продукти збагачення, в які переходять порожня порода, шкідливі домішки і частина корисних компонентів відходів. Хвости як відходи конкретного технологічного циклу можуть бути у ряді випадків використані в інших галузях виробництва як початкова сировина. Так, хвости збагачення руд чорних і кольорових металів, залежно від хімічного і гранулометричного складу, можуть бути використані як щебінь, пісок, дрібні і крупні заповнювачі при виробництві бетону, для отримання кераміки, інших будівельних матеріалів.

Найбільшого поширення набули гравітаційні, магнітні, електричні і флотаційні способи збагачення корисних копалини.

Фізико-хімічне виділення компонентів за участю рідкої фази. Багато процесів утилізації твердих відходів у промисловості засноване на використанні методів флотації, вилуговування (екстрагування), розчинення і кристалізації матеріалів, що переробляються.

Дата добавления: 2014-12-16