Представляет интерес использование плазменной технологии для утилизации фреонов, являющихся озоноразрушающими веществами и представляющих серьезную опасность для озонового слоя Земли.

     Для плазмохимического разрушения фреонов целесообразно в качестве плазмообразующего газа использовать водород. В этом случае в результате взаимодействия плазмы с фреонами будут образовываться кислые газы HC1 и HF, а также хлор, фтор и диоксид углерода. Абсорбцию кислых газов необходимо проводить в скруббере с получением товарных продуктов -- соляной и плавиковой кислот. Удаление галогенов может быть осуществлено с помощью щелочи.

     4.2 Сжигание отходов

     Огневой способ обезвреживания и переработки отходов является наиболее универсальным, надежным и эффективным по сравнению с другими. Во многих случаях он является единственно возможным способом обезвреживания промышленных и бытовых отходов. Способ применяется для утилизации отходов в любом физическом состоянии: жидких, твердых, газообразных и пастообразных. Наряду с сжиганием горючих отходов огневую обработку используют и для утилизации негорючих отходов. В этом случае отходы подвергают воздействию высокотемпературных (более 1000 °С) продуктов сгорания топлива.

     Сжиганием называется контролируемый процесс окисления твердых, жидких или газообразных горючих отходов. При горении образуются диоксид углерода, вода и зола. Сера и азот, содержащиеся в отходах, образуют при сжигании различные оксиды, а хлор восстанавливается до HCl. Помимо упомянутых газообразных продуктов при сжигании отходов образуются и твердые частицы - металлы, стекло, шлаки и др., которые требуют дальнейшей утилизации или захоронения.

     Этот способ характеризуется высокой санитарно-гигиенической эффективностью. Область применения огневого способа и номенклатура отходов, подлежащих огневому обезвреживанию, постоянно расширяются. К ним относятся отходы хлорорганических производств, основного органического синтеза, производства пластических масс, резины и синтетических волокон, нефтеперерабатывающей промышленности, лесохимии, химико-фармацевтической и микробиологической промышленности, машиностроения, радиотехнической и приборостроительной промышленности, целлюлозно-бумажного производства и многих других отраслей промышленности.

     Способом сжигания можно обезвреживать и такие сложные с точки зрения утилизации отходы, как смесь органических и неорганических продуктов, а также галогенорганические отходы.

     Одним из наиболее опасных отходов, основным методом переработки которых служит сжигание, являются галогено-органические отходы. Фтористые и бромистые отходы менее распространены, но их обрабатывают тем же способом, что и хлорсодержащие материалы. Хлорированные органические материалы могут содержать водную фазу или определенное количество воды. Отходы с высоким содержанием хлора имеют низкую теплоту сгорания, так как хлор, аналогично брому и фтору, препятствует процессу горения.

     Оптимальное проведение процесса сжигания зависит от соблюдения технологических параметров: температуры в огневом реакторе, удельной нагрузки, рабочего объема реактора, дисперсности распыления, аэродинамической структуры и степени турбулентности газового потока в реакторе и др.

     Сжигание производят в печах различной конструкции, основным элементом которых является колосниковая решетка, на которой собственно и протекает процесс. Пространство внутри печи разделено на несколько зон, где последовательно протекают процессы, в результате которых происходит сжигание отходов.

     Процесс сжигания состоит из пяти стадий, которые, как правило, протекают последовательно, но могут проходить и одновременно. Это -- сушка, газификация, воспламенение, горение и дожигание.

     В зоне сушки влага, содержащаяся в отходах, превращается в пар. Общая потребность в энергии на этой стадии состоит из двух составляющих: энергии, необходимой для повышения температуры до 100°С при атмосферном давлении (для подъема температуры воды с 20 до 100 °С необходимо 334 кДж/кг), и энергии, необходимой для превращения воды в пар (2260 кДж/кг). Температура других компонентов отходов не может превышать 100°С до тех пор, пока вода не превратится в пар.

     На следующей стадии в зоне газификации происходит превращение горючих веществ в летучие компоненты.

     Летучие газы, проходя по топке, попадают в зону воспламенения и загораются при 250°С. Распространение горения увеличивается при росте плотности и объема газового потока. После воспламенения летучие компоненты сгорают, причем дополнительный подвод тепла уже не требуется. Важно, чтобы "постель" (слой) сжигаемого материала была равномерной и имела нужную высоту. Учитывая, что отходы обычно засыпают в устройство для сжигания слоями высотой 100--120 см и что их объем сразу же уменьшается, нужно так проводить засыпку, чтобы всегда обеспечивалась равномерная плотность и необходимая высота слоя отходов, предназначенных для сжигания.

     В зоне сгорания повышается температура отходов. Для полного их сгорания и охлаждения колосников в этой зоне необходим подвод достаточного количества воздуха, причем необходимо, чтобы отходы долго находились в зоне высоких температур. Если утилизируются сырые необработанные отходы, то период их полного сгорания составляет не менее 3 ч.

     В зоне дожигания происходит охлаждение раскаленного шлака воздухом или водой до 250--350 °С.

     В процессе сгорания 1 т твердых отходов в среднем образуется до 4000 м³ газообразных продуктов (в пересчете на 0 °С), в которых содержится от 20 до 100 кг летучей золы.

     Промышленные отходы перед сжиганием должны пройти ряд подготовительных операций: дробление, гомогенизацию, дегидратацию и др.

     На рисунке 4 представлена промышленная установка сжигания токсичных отходов, предназначенная  для одновременного сжигания как жидких, так и твердых отходов предприятий машиностроения, химической и лакокрасочной промышленности, в технологических циклах которых используются различные токсичные вещества, эмульсии, растворители и нефтепродукты. А также очистка металлической тары и металлолома от остатков красок, смол и клеевых материалов.

Преимущества данной установки состоят в следующем:

• Сжигание различного вида отходов в четырехкамерной печи особой конструкции;
• Оптимальное ведение процесса путем регулирования параметров теплообразования и сжигания;
• Полное сжигание отходов с различной теплотворной способностью до стерильной золы;
• Сокращение объема отходов в 50-100 раз;
• Возможность переработки жидких негорючих отходов;
• Особенности технологического процесса и конструкция установки обеспечивают отсутствие в сбросных газах вредных веществ;
• Наличие эффективной системы газоочистки обеспечивает соблюдение предельно допустимых выбросов в атмосферу;
• Безопасная эксплуатация оборудования с помощью системы блокировок и контроля процессов сжигания и газоочистки;
• Использование тепла от сжигаемых отходов для нагрева воды или пара.

 

Рис 4. Установка для сжигания токсичных отходов

А1 - камера прокалки металлической тары; А2 - камера сжигания твердых отходов; A3 - камера сжигания жидких отходов; А4 - камера дожигания дымовых газов; Б1 - Б5 - баки; H1 - Н6 - насосы; С1 - скруббер; AT1 - АТ2 - теплообменники; В1 - вентилятор; К1 - узел загрузки; Т1 - тележка; Р1 - рекуператор; Ф1 - фильтр рукавный.

- сжатый воздух

- масла и нефтешламы

- техническая вода

- дымовые газы 

5 ПОЛИГОНЫ ДЛЯ ЗАХОРОНЕНИЯ ОТХОДОВ

     Централизованный сбор, транспортировка, обезвреживание   и   захоронение  неутилизируемых токсичных  промышленных  отходов обеспечивают эффективную санитарную очистку городов. Количество и разнообразие токсичных промышленных отходов в настоящее время так велико, что обезвреживание этих отходов на самих предприятиях экономически   нецелесообразно.  Все  эти  отходы из-за химических и физических свойств не могут быть обезврежены  и уничтожены с соблюдением мер   безопасности и охраны окружающей  среды совместно с бытовыми отходами методом сжигания или складирования на полигонах, поэтому появилась необходимость создания региональных полигонов по обезвреживанию и захоронению неутилизируемых   токсичных   промышленных  отходов

     Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов. Количество и мощность полигонов для каждого региона обосновывается технико-экономическими расчетами.

     5.1 Общие сведения

 

     При организации полигонов  для  захоронения отходов важное значение имеют:

• правильный выбор площадки;
• создание необходимых инженерных сооружений;
• порядок заполнения полигона отходами;
• глубина предварительной обработки отходов;
• проведение мониторинга окружающей среды;

     * контроль за образованием, сбором и транспортировкой биогаза;

     * контроль за образованием, сбором и удалением фильтрата.

В составе полигона следует предусматривать:

• завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов;
• участок захоронения токсичных промышленных отходов;
• гараж специализированного автотранспорта, предназначенного для перевозки токсичных промышленных отходов.

   Завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов с целью их обезвреживания или понижения токсичности (класса опасности), перевода их в нерастворимые формы обезвоживания и сокращения объема отходов, подлежащих захоронению.

Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудо-ванных карт(котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.

     В соответствии с современными требованиями захоронение отходов должно быть оборудовано следующими отдельными инженерными сооружениями:

• уплотненным основанием из минеральных слоев в комбинации с искусственными материалами;
• проездами;
• сооружениями по сбору просачивающейся воды и ее очистке;
• сооружениями по сбору и утилизации вьщеляющегося газа;
• * сооружениями по защите ландшафта с помощью рекультивации земель.

     Полигоны размещают в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.

     Полигон может располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов.

     Место захоронения должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей и быть связано с ними дорогой хорошего качества.

     Дефицит площади для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.

     Полигоны размещаются на участках со слабо фильтрующими фунтами (глина, суглинок, сланцы и т. д.), имеющими коэффициент фильтрации не более 0,00001 см/с. Уровень фунтовых вод при их наибольшем подъеме должен составлять не менее 2 м от нижнего уровня захороняемых отходов (как правило, заглубленного на 7--15 м).

     Главными конструктивными элементами участка захоронения отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.