Под отходами понимают остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий которые образовались в процессе производства или потребления, а также материалы, утратившие свои потребительские свойства.
По происхождению различают:
Промышленные, сельскохозяйственные, бытовые отходы.
В настоящее время в России в отвалах и хранилищах накопилось более 94 млрд. т. твердых отходов. Свердловская область занимает первое место в России по количеству накопленного мусора (8 млрд. т). Это 15 % от отходов всей страны.
Образование отходов В России млн. т. (данные Росстата)
| Период | |||||||||
| Образо-вание отходов, млн т |
За последние 5 лет общий объем образующихся в России отходов вырос в 1,5 раза. 54 % образуется при добычи топливно-энергетических полезных ископаемых (в основном угольная промышленность), 17 % приходится на цветную промышленность, 17 % на черную, 12 % это остальные отходы, включая коммунальные.
Бытовые отходы. В 2010 г зафиксировано 7518 полигонов для размещения отходов, в том числе 1699 полигоны ТБО, 576 объекты размещения промышленных отходов, 5243 несанкционированные свалки.
Образование бытовых отходов оценивается в 50 млн. т, или 1-2 % от общего объема отходов. В среднем на человека приходится до 400 кг отходов в год
Способы переработки ТБО С учетом:
1. Предварительная сортировка имеет ряд преимуществ. Возврат вторичного сырья (нефтепродукты лом металла) сокращает расход природных ресурсов. Сокращается объем отходов, размещаемых на полигонах (сокращается количество свалок). Сокращаются земельные площади, отводимые под свалки.
2. Получения биогаза. Опыт получил распространение в Европе. С этой целью отходы засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Далее, происходит загнивание и образование биогаза. 1 т бытовых отходов выделяет 100 м3 биогаза. Продолжительность процесса 5-10 лет. Рентабельность появляется при объемах отходов более 1 млн. т.
3. Сжигание отходов. Применяется во многих странах: США и Великобритания 10 % из всей массы отходов подвергается сжиганию, Франция и Германия от 20-40 %, Бельгия и Швеция 50 %, Япония 70%, Швейцария 80 %. В нашей стране 2 %, а в Москве 10 %. Недостаток - загрязнение атмосферы. Также, достаточно дорогой способ переработки. Строительство завода занимает 5-8 лет. Капитальные затраты составляют 80-100 тыс долларов за тонну сжигаемых отходов в день. Эксплуатационные затраты составляют 20 долларов за тонну перерабатываемых отходов. В связи с тем, что отходящие газы необходимо чистить мусоросжигание является убыточным.
В России имеется 7 мусоросжигательных, 5 мусороперерабатывающих заводов и 39 мусоросортировочных комплексов. Средняя производительность мусоросортировочных комплексов 180 тыс. в год, что сопоставимо с образованием отходов в маленьком городе.
В декабре 2011 в Екатеринбурге открылся первый мусоросортировочный комплекс. Он открылся на широкореченском полигоне, где мусор складируется с 1963 г. Ежегодно мусорохранилище принимает 350 тыс. т. отходов. Завод будет отсортировывать стекло, пластик, металл и картон. Хвосты (оставшийся мусор) будут утилизироваться на полигоне. Мощности завода позволят перерабатывать до 100 тыс. т. отходов в год.
Средний объем утилизации отходов в РФ не превышает 35 % (из них ТБО – только 3-5 %), что приводит не только к устойчивому росту объемов накапливаемых отходов, но и к безвозвратной потери (до 90 %) полезной продукции.
Сбору и повторному использованию подвергаются «ликвидные отходы»: стекло, отходы черных и цветных металлов. Пластмасса, бумага, картон, составляющие более 40 % ТБО, оказываются на полигонах, загрязняя окружающую среду.
Промышленные отходы. Образуется более 3 млрд. тонн в год. 90 % возникает в процессе добычи и обогащения полезных ископаемых.
Средний коэффициент использования отходов в качестве вторичного сырья можно оценить примерно в 1/3, что в 2,5 раза ниже, чем в развитых странах. Некоторые отходы вообще не перерабатываются. Плохо перерабатываются золы и шлаки ТЭС, фосфогипс, изношенные шины, полимерные отходы. Столь слабое вовлечение отходов объясняется высокой стоимостью их сбора и переработки.
За рубежом значительная часть промышленных отходов подвергается повторному использованию. Так, например использование зол электростанции в 15 странах ЕС достигает 90 %. Зола применяется при строительстве дорог, в производстве строительных материалов, для укрепления грунта.
В России показатель использования золы не превышает 10 %. Более высокий показатель в европейских странах обусловлен проводимой государственной политикой. Так, в частности, в Европе повышены штрафы за использование земель под свалки и хранилища. Предприятия, использующие в своих производствах отходы, имеют налоговые поблажки и т.п. В России, на сегодняшний день механизмов экономического стимулирования переработки отходов нет. Есть дешевые природные материалы, есть земли. Проще содержать свалки.
Показатели образования и использования промышленных отходов
| Наименование отхода | Образование (в млн т) | Уровень использования (в %) |
| Отходы добычи и обогащения | 2 700–3 200 | 35,2 |
| Лом черных металлов | 33,5 | 82,9 |
| Золы и шлаки ТЭС | 29,8 | 10,3 |
| Галитовые отходы | 29,4 | 14,0 |
| Шлаки доменные | 17,7 | 72,8 |
| Древесные отходы | 14,4 | 52,5 |
| Фосфогипс | 14,0 | 1-6 |
| Шлаки сталеплавильные | 7,4 | 41,8 |
| Макулатура | 3,8 | 31,7 |
| Пиритные огарки | 1,50 | 40,5 |
| Щелоки сульфитные | 0,95 | 68,4 |
| Шины изношенные | 1,1 | 10,0 |
| Полимерные отходы | 0,7 | 11,4 |
| Текстильные отходы | 0,37 | 50,4 |
| Отработанная серная кислота | 0,29 | 82,8 |
| Стеклобой | 0,6 | 34,2 |
| Ртутьсодержащие отходы | 0,004 | 40,5 |
При этом, имеются ряд технологий, позволяющих эффективно использовать отходы.
Производство газозолобетона. Активно развито в Свердловской области. Есть производства в Омске, Иркутске, Рязане. По данной технологии кварцевый песок заменяется кислой золой унос, содержащей большое количество SiO2 и Al2O3. Газозолобетон, произведенный по автоклавной технологии, отличается от традиционного автоклавного газобетона, более высокой прочностью, морозостойкостью, но в тоже время он подвержен большей усадки при высыхании (из-за повышенной водопотребности золы). В Екатеринбурге производство газозолобетона началось в 50-е гг прошлого столетия. Сегодня три завода выпускают в общей сложности 650 тыс. м3 газозолоблоков, перерабатывая 250 тыс т. Золы-унос Рефтинской ГРЭС. Ежегодный объем образования золы на Рефтинской ГРЭС составляет 4,5 млн. т.
Шлаки, остающиеся в ходе доменного процесса, используют для производства портландцемента. Шлак характеризуется схожим с клинкером минералогическим составом, благодаря этому его концентрация в шлакопортландцементе может достигать от 21-80%.
Основную золу ТЭС (содержащую большое количество СаО) эффективно используют в бетонах, замещая портландцемент. В данном случае, зола сама по себе является вяжущим – при её затворении водой прочность композиции через 28 сут составляет 25 МПа. Так, в частности эстонскую сланцевую золу, реализуют как добавка к бетону до 30 %. Отмечается, что с введением данной золы за счет цемента снижается плотность бетона на 15 %, сокращается расход пластификатора (за счет шарикоподшипникового эффекта).
Также, основные золы применяют для стабилизации мягких и заболоченных грунтов. Родоначальники технологии финны, которые укрепили торфяные провалы, достигающие 30 м, создав 6 м плотный слой. В этот слой забили сваи, на которые затем установили мост. Для укрепления была использована зола, поданная в смеси с другими компонентами по особой технологии. Преимущества золы перед традиционными вяжущими, в данном случае является то, что зола лучше твердеет в грунте (нежели портландцемент).
Стеклобой можно использовать для производства пеностекла. Стеклобой измельчается с пенообразователем, далее отправляется в печь, где происходит вспенивание. После этого получается пеностекло в виде плит. Применяется для теплоизоляции.