КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ
Шелехов В.И. Клименко А. А.
В настоящей статье рассматриваются основные
направления переработки и использования крупнотоннажных твёрдых отходов, которые
собираются или могут быть собраны в городах и других населённых пунктах. К
таким отходам можно отнести:
• волокнистые отходы (ВО), включающие макулатуру,
текстиль и древесные отходы, образуемые на деревообрабатывающих заводах,
мебельных фабриках и при обрезке деревьев;
• полимерные отходы (ПО), представляющие собой смесь
термопластов (ПЭ, ПП, ПС и др.);
• резиносодержащие отходы (РСО), включающие изношенные
автошины и отходы резинотехнических изделий;
• минеральные отходы (МО), например, камни и бетон от
разборки зданий, отходы камнедробления и т.п.;
• стеклобой (СБ).
На рисунке приведена блок-схема комплексной
переработки и утилизации вышеуказанных отходов. Схема построена следующим
образом. В левой колонке перечислены используемые отходы, а в правой —
продукция, получаемая из этих отходов. В средней колонке приведено наименование
производств, необходимых для переработки отходов в указанную продукцию, а также
наименование промежуточных продуктов, используемых в смежных производствах.
Волокнистые отходы могут быть подвергнуты мокрой или
сухой переработке.
При мокрой переработке предварительно измельчённые ВО
смешивают с водой, после чего размалывают в специальных аппаратах. Полученная
волокнистая масса может быть использована для изготовления картона (кровельного
или тарного), туалетной бумаги или волокнистых плит. В связи с тем, что
современные бумаго- и картоноделательные машины являются
высокопроизводительными машинами, организовывать производство бумаги или
картона имеет смысл только при наличии не менее 200 т ВО в сутки и
гарантированного сбыта готовой продукции.
При сухой переработке ВО измельчённые на волокна
макулатуру или древесину смешивают с ПО (например, с полиэтиленом) и из
полученной смеси получают полимерволокнистые плиты (по вальцекаландровой
технологии). Из текстильных волокон иглопрошивным способом изготавливают
нетканные материалы. Неиспользуемые в процессах переработки макулатуру и тряпьё
прессуют в кипы и реализуют потребителям как товарную продукцию.
Вышеперечисленные технологии переработки ВО
общеизвестны, их широко используются на предприятиях целлюлозно-бумажной
промышленности и промышленности строительных материалов.
Полимерные отходы (например, полиэтилен или
полипропилен), применяют для производства полиэтиленовой или полипропиленовой
плёнки (ПЭП или ПНП), полиэтиленовых труб и других полимерных материалов.
Технологии и оборудование для переработки ПО разрабатывают в ГКП
“Харьковкоммутточиствод”.
Неиспользуемые в производстве полимерных материалов ПО
сортируют по видам, гранулируют и реализуют потребителям как вторичное
полимерное сырьё.
Из резиносодержащих отходов наибольший интерес
представляют изношенные автошины. Высокоэффективная технология переработки
автошин разработана и внедрена в НПФ «Вторкомпозит» (г. Одесса).
В результате переработки автошин по этой технологии
образуются следующие продукты:
• резиновая крошка (РК)
фракцией до 1 мм (используется для модификации кровельных и дорожных битумов);
• крупная РК фракцией 1...
10 мм и куски резины размером до 100 мм (используются в процессах пиролиза
РСО);
• металлокорд (реализуется в
качестве металлолома);
• кордные отходы —
текстильные волокна с прилипшей к ним РК (используются в качестве сорбентов в
нефтеловушках, а также для сбора пролитых нефтепродуктов с поверхности водоёмов);
• полиамидные волокна после отделения кордных отходов
от РК (используются для получения вторичного полиамида).
Неиспользуемые в вышеописанных производствах РСО и ВО
направляют в
пиролизные
установки, в которых при высокой температуре без доступа воздуха
происходит
разложение органических соединений с образованием следующих
продуктов:
• газ (используется в
качестве топлива на собственные нужды предприятия);
• легкая фракция жидкого пиролизата
(является ценным химическим сырьём и может использоваться в качестве жидкого
топлива);
• пиролизная смола
(используется в качестве пластификатора в битумных смесях);
• техуглерод (используется в
качестве наполнителя в битумных смесях).
Исследование
процессов пиролиза органических отходов, в том числе РСО и ВО,
ведутся
в Одесском отделении Инженерной Академии Украины.
Минеральные отходы после предварительного измельчения
и сортировки направляют на производство горячих и холодных асфальтобетонных смесей
(АБС), либо используют в производстве стеновых материалов.
Стеклобой целесообразно затаривать и направлять на
стеклозаводы.
Из приведенной на рисунке блок-схемы видно, что
основными потребителями продуктов переработки отходов являются производства
битуминозных кровельных, гидроизоляционных и дорожных материалов. Использование
в составе битумного вяжущего РК фракцией до 1 мм, продуктов пиролиза РСО и
некоторых полимерных отходов (например, термопластов) существенно улучшает
качество производимых из него материалов (рубероид, мастики, герметики). Замена
в дорожном строительстве стандартных дорожных битумов на битумы,
модифицированные продуктами переработки отходов, увеличивает срок службы
дорожных покрытий в два-три раза.
Модифицированные битумы могут применяться не только
при производстве традиционных горячих асфальтобетонных смесей, но и при
изготовлении битумных эмульсий (БЭ). Использование холодных БЭ взамен горячих
битумов при ремонте битуминозных кровель и дорожных покрытий снижает материальные,
энергетические и
трудовые
затраты на производство ремонтных работ, резко сокращая при этом количество
газовых выбросов в атмосферу. За рубежом применение БЭ позволило поменять
концепцию ремонта дорог: вместо ямочного ремонта, производимого после значительного
разрушения покрытия, там перешли на устройство тонкослойных покрытий,
выполняемых сразу же после появления трещин на дороге. При этом затраты на
ремонт покрытия снижаются, а дорога всё время находится в хорошем состоянии.
Технологиями производства битуминозных материалов с использованием отходов
владеет ОП «Стромпроект».
Таким образом, практически все крупнотоннажные
городские отходы могут быть использованы для производства различных полезных
продуктов, в основном строительных материалов.
Предложенная блок-схема комплексной переработки и
утилизации промышленных и бытовых отходов вовсе не означает, что все указанные
в схеме производства должны размещаться на одной площадке. В единый
производственный комплекс желательно объединить переработку РСО с пиролизом
кусков резины и крупной РК, а также производства битуминозных строительных
материалов (мягкая кровля, битумные мастики, БЭ, горячие и холодные
асфальтобетонные смеси) — основных потребителей продуктов переработки отходов.