Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Оптимизация обращения с отходами производства и потребления"-2000
(Ярославль, 6 – 7 декабря 2000 г.):

Обезвреживание бытовых и производственных отходов

В.Г. Глушков, Е.Н. Гришин, Г.М. Заборцев, Б.И. Лунюшкин, Ю.В. Островский, А.Д. Рябцев, А.А. Шпак - Государственный проектно-изыскательский институт "ВНИПИЭТ", Новосибирск
Г.И. Багрянцев, В.М. Малахов - АООТ НПФ "Техэнергопром", Бердск
С.В. Алексеенко, А.С. Басин, А.В. Попов - Институт теплофизики СО РАН, Новосибирск
З.Р. Исмагилов, М.А. Керженцев - Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Обезвреживание твердых бытовых и промышленных отходов
Анализ социальных, экологических и экономических аспектов различных способов переработки и обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО) и горючих промышленных отходов (ГПО) показывает, что сжигание следует считать одним из наиболее эффективных и универсальных методов.

Специалистами АООТ НПФ "Техэнергохимпром" (АООТ НПФ "ТЭХП"), НГПИИ "ВНИПИЭТ" и института теплофизики СО РАН (ИТ СО РАН) разработана технология термической переработки и обезвреживания различных видов отходов всех классов опасности за исключением радиоактивных отходов, и отходов содержащих ртуть, свинец, мышьяк, селен и теллур. Разработанная технология термической переработки отходов с глубокой утилизацией тепла предусматривает следующие основные процессы:

• сжигание отходов во вращающихся печах при температуре 850–950°С;
• дожигание дымовых газов в вихревом дожигателе при температуре 1100–1300°С;
• утилизацию высокопотенциального тепла в котле-утилизаторе;
• многоступенчатую очистку дымовых газов методом щелочной абсорбции;
• утилизацию низкопотенциального тепла тепловыми насосами.

Выдержка дымовых газов не менее 3 секунд в высокотемпературной зоне вкупе с подачей нейтрализующего агента в дожигатель позволяет не только полностью разрушить диоксины, но и избежать их вторичного образования.

Образующиеся производственные стоки подвергаются очистке. Очищенные стоки возвращаются в производственный цикл, а шламы очистных сооружений направляются на термообезвреживание.

По данной технологии НГПИИ "ВНИПИЭТ" разработаны технико-экономическое обоснование и проект строительства опытного мусороперерабатывающего завода (МПЗ) в г. Бердске Новосибирской области производительностью 40 тыс.т/год.

В проекте опытного МПЗ предусматривается переработка золошлаковой смеси и кека системы очистки дымовых газов в строительные материалы, переработка промышленных древесных отходов в плитные материалы и извлечение лома черных и цветных металлов.

Стоимость завода составит 13 млн.долл. США.

Технология обезвреживания ТБО и ГПО во вращающихся печах с дожиганием дымовых газов положена в основу разработанной в 1996 году учеными Института теплофизики СО РАН и АООТ НПФ "Техэнергохимпром" концепции создания комплексных районных тепловых станций. Концепция одобрена Межрегиональной ассоциацией "Сибирское соглашение".

В состав комплексных районных тепловых станций должны входить два теплогенераторных цеха, один из которых будет работать на природном топливе и обеспечивать полную зимнюю тепловую мощность потребителя, а второй теплогенераторный цех, назовем его мусоросжигательным цехом (МСЦ), должен работать на ТБО близлежащего жилого района, горючих отходах жизнедеятельности и жизнеобеспечения района, отходах предприятий и организаций, расположенных на его территории.

Создание комплексных районных тепловых станций обеспечит:

• выработку тепла для систем теплоснабжения;
• уничтожение бытовых и промышленных отходов и, как следствие, улучшение экологической обстановки;
• производство строительных материалов из золы и шлама системы газоочистки;
• ликвидацию свалок и высвобождение земли.

Использование отходов в виде топлива позволит экономить природные энергетические ресурсы.

НГПИИ "ВНИПИЭТ" сделана экономическая оценка создания мусоросжигательного цеха КРТС, который может быть расположен на территории действующей тепловой станции (котельной) или запроектирован совместно с таким теплоисточником.

Для оценки эффективности создания МСЦ приняты следующие показатели:

• численность населения в районе 100 тысяч человек;
• количество образующихся отходов до 120 тонн в сутки.

Для обслуживания города (района города) с таким количеством жителей может быть создана КРТС с МСЦ производительностью 120 т/сутки (36–40 тыс.т/год) по сжигаемым отходам.

Стоимость мусоросжигательного цеха КРТС составит 4,5 млн.долл. США. Выработка тепла составит 82 тыс. Гкал/год, в том числе для сторонних потребителей 70 тыс. Гкал/год.

Обезвреживание илов очистных сооружений канализационных стоков.
Специалистами АООТ НПФ "ТЭХП" и НГПИИ "ВНИПИЭТ" предложена технология по термической переработке илов, предусматривающая следующие основные процессы:

• сушка обезвоженного осадка во вращающихся сушилках дымовыми газами, образующимися при сжигании осадка;
• двухступенчатое сжигание предварительно подсушенного осадка;
• комбинированная многоступенчатая очистка дымовых газов;
• утилизация низкопотенциального тепла тепловыми насосами.

Предусматривается переработка золошлаковой смеси в строительные материалы.

Обезвреживание промышленных ртутьсодержащих отходов
НГПИИ "ВНИПИЭТ" разработан проект переработки промышленных ртутьсодержащих отходов для ОАО "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК").

Технология переработки предусматривает следующие основные процессы:

• термодистилляционный обжиг ртутьсодержащих отходов при температуре 650–700°С;
• обеспыливание высокотемпературных газов;
• конденсация паров ртути;
• газофазное йодирование паров ртути;
• санитарная очистка газов на активированном угле.

Применение данной технологии позволяет получать ртуть металлическую марки Р2 и достигать остаточной концентрации ртути в отходах на уровне 2,1 х 10-4 масс.%, а в очищенном воздухе 0,0003 мг/м3.

Обезвреживание жидких органических отходов
Институтом катализа СО РАН (ИК СО РАН) совместно с НГПИИ "ВНИПИИЭТ" разработан процесс экологически безопасного обезвреживания жидких органических отходов, в том числе содержащих радионуклиды. Процесс основан на беспламенном низкотемпературном каталитическом сжигании органической составляющей отходов в псевдоожиженном слое катализатора с последующей многоступенчатой очисткой отходящих газов. Обезвреживание осуществляется на алюмомеднохромовом катализаторе при температуре 700-760°С.
Технология защищена тремя патентами РФ.

НГПИИ "ВНИПИЭТ" разработана проектно-конструкторская документация на опытно-промышленную установку обезвреживания жидких органических радиоактивных отходов для ОАО "НЗХК" (Новосибирск) производительностью 12 кг/час и комплекс производительностью 100 кг/ч по обезвреживанию нефтешлама — густого малоподвижного осадка, накапливающегося на днищах емкостей резервуарного парка магистральных нефтепроводов. Комплекс разработан для резервуарного парка ОАО "Сибнефтепровод" в п. Торгили (Тюменская область). Возможно применение этой технологии для обезвреживания пестицидов и других токсичных веществ.

Обезвреживание сточных вод
НГПИИ "ВНИПИЭТ" предлагает уникальную технологию очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов, нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ. В основу технологии очистки заложен метод гальванохимической обработки растворов путем пропускания их через подвижную насадку из смеси токопроводящих материалов: железо-кокс, железо-медь, алюминий- железо-кокс и др., образующих множество гальванопар.

Без наложения тока от внешнего источника железо и алюминий растворяясь образуют гидроксиды, которые извлекают примеси из раствора благодаря высокоразвитой поверхности и протеканию ряда параллельных реакций. От примесей цветных и тяжёлых металлов происходит практически полная очистка с переводом их в осадок, который в дальнейшем может послужить основой для производства пигмента.

Образующийся осадок легко фильтруется и отделяется в тонкослойном отстойнике.

Гальванохимическая обработка осуществляется в проточном аппарате, установленном на подпружиненном основании. За счет контактирования гальванонасадки, очищаемого раствора и сжатого воздуха создаются оптимальные условия для образования гидрокси- и оксисоединений железа и алюминия.

При очистке сточных вод гальванических производств шлам, отделяющийся в тонкослойном отстойнике, может служить исходным сырьем для производства железооксидного пигмента — сурика (разработано ТУ).

Процесс был испытан для очистки сточных вод гальванического производства на ПО "Сибстанкопривод" (Новосибирск), на Сибирском химическом комбинате (Северск), Ангарском электролизном химическом комбинате и других предприятий. Разработана проектная документация на участок очистки сточных вод производительностью 10 м3/час.

Достоинствами процесса гальванохимической очистки являются:

• простота в эксплуатации оборудования и возможность полной автоматизации
• использование в качестве гальванонасадки отходов металлообработки (стальная и алюминиевая стружка, чугун)
• низкие энергозатраты на очистку - 0,1-0,6 кВт*ч/м3
• применимость к очистке как кислых, так и щелочных вод в широком диапазоне концентраций примесей при температуре от +5 до +70°С.

Стоимость очистки 1 м3 стоков составляет 20–30 руб. в ценах 2000 г. в зависимости от производительности установки.