CC BY
71
ступать связь Ni-C, формирующаяся в момент зарождения каталитического цикла в следствии п-о перегруппировки [15].
Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», контракт № П302 от 06 мая 2010 г.
Библиографический список
1. Изучение структуры полимеров норборнена методами колебательной спектроскопии / Г.Н. Бондаренко, К.Л. Маковецкий и др. // Высокомолекулярные соединения, серия А. 1996. Т. 38. № 3. С. 469-472.
2. Маковецкий К.Л., Быков В.И., Финкельштейн Е.Ш. Никелевые катализаторы аддитивной полимеризации норборнена и его производных и их сополимеризации с этиленом // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 2. С. 243-247.
3. Маковецкий К.Л. Координационная полимеризация циклоолефинов // Высокомолекулярные соединения, серия А. 1994. Т. 36. № 10. С. 1712-1730.
4. Маковецкий К.Л. Каталитическая аддитивная полимеризация норборнена и его производных и сополимеризация норборне-на с олефинами // Высокомолекулярные соединения, серия С. 2008. Т. 50. № 7. С. 1322-1343.
5. Патент № RU2400300 C2. Способ получения катионных комплексов одновалентного никеля / В.В.Сараев, П.Б. Крайкив-ский, Д.А. Матвеев, А.И. Вильмс. Опубл. 27.09.2010. Бюл. № 27.
6. ЭПР промежуточных комплексов одновалентного никеля в каталитических системах циглеровского типа / В.В. Сараев, Ф.К. Шмидт и др. // Координационная химия. 1979. Т. 5. № 6. С. 897-904.
7. A Reduced p-Diketiminato-Ligated Ni3H Unit Catalyzing H/D Exchange / S. Pfirrmann, R. Stosser et al. // J. Am. Chem. Soc., Article ASAP DOI: 10.1021/ja106266v.
8. Blank F., Janiak С. Metal catalysts for the vinil/addition polymerization of norbornene // Coord. Chem. Rev. 2009. V. 253. Р. 827-861.
9. Bogdanov^ B., Kroner М., Wilke G. Olefin-Komplexe des Nickels(0) // Liebigs Ann. Chem. 1966. V. 699. № 1. Р. 1-23.
10. Cycloisomerization and [2+2]cyclodimerization of 1,5-cyclooctadiene catalyzed with the Ni(COD)2/BF3-OEt2 system / V.V. Saraev, P.B. Kraikivskii et al. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2010. V. 315. Р. 231-238.
11. Effects of tris(pentafluorophenyl)borane on the activation of zerovalent-nickel complex in the addition polymerization of norbornene / Y. Jang, H.-K. Sung, Н. Kwag, S. Lee, В. Cheolbeom // Polymer. 2005. V. 46. Р. 11301 -11310.
12. Formation and Stabilization of Monovalent Nickel in the Ni(COD)2/BF3 ■ OEt2 Catalytic System / V. V. Saraev, P. B. Kraikivskii et al. // Russian Journal of Coordination Chemistry.2008. V. 34. № 9. Р.712-713.
13. Grubbs R.H. Comprehensive organometallic chemistry // Oxford: Pergamon. 1982. V. 8. Р. 499.
14. Highly effective catalysts for the addition polymerization of norbornene: zerovalent-nickel complex/H2O/BF3OEt2 / V.S. Tkach, D.S. Suslov et al. // Catalysis Communications. 2009. V. 10. Р. 1813-1815.
15. Hydrocarbon (п- and о-) complexes of nickel, palladium and platinum: Synthesis, reactivity and applications / A. Sivaramakrish-naa, J.R. Mossa et al. // Coordination Chemistry Reviews Article in Press, doi:10.1016/j.ccr.2010.05.021.
16. Jang Y., Sung Н.-К., Kwag Н. Effects of tris(pentafluorophenyl)borane on the activation of the Ni(II)-based catalyst in the addition polymerization of norbornene // European Polymer Journal. 2006. V. 42. № 6. Р. 1250-1258.
17. Kennedy J.P., Makowski H.S. Carbonium Ion Polymerization of Norbornene and Its Derivatives // J. Macromol. Sci. Chem. 1967. V. 1. Р. 345-370.
18. Maezawa H., Matsumoto J., Hideki A., Asahi S. Eur. Pat. Appl. 0445755, 1991. (IDEMITSU KOSAN CO).
19. Mehler C., Risse W. The Pd2+ -catalyzet polymerization of norbornene // Makromol. Chem., Rapid Commun. 1991. V. 12. № 5. Р. 255-259.
20. Myagmarsuren G., Jeong O.-Y., Ihm S.-K. Novel boron trifluoride cocatalyst for norbornene polymerization Tetra-kis(triphenylphosphine)nickel/boron trifluoride etherate system // Applied Catalysis A: General. 2003. V. 255. Р. 203-209.
УДК 658.567
ПУТИ УТИЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ БОЛЬШОГО ГОРОДА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
М.Э. Бутовский1
Рубцовский индустриальный институт,
658207, Алтайский край, г. Рубцовск, ул. Тракторная, 2/6.
Приведены данные о промышленных отходах города Рубцовска Алтайского края. Рассмотрены технологии утилизации древесных отходов, аккумуляторных батарей, минеральных шламов, шин, лома черных и цветных металлов, карбидного ила, золы, шлака и других. Табл. 1. Библиогр. 12 назв.
Ключевые слова: отходы промышленные; брикеты топливные; аккумуляторные батареи; утилизация; шины отработанные.
1 Бутовский Михаил Эфроимович, кандидат химических наук, доцент, профессор кафедры наземных транспортных систем, тел.: 83855729299, e-mail: butovm@mail.ru
Butovsky Mikhail, Candidate of Chemistry, Associate Professor, Professor of the Department of Ground-based Transport Systems, tel.: 83855729299, e-mail: butovm@mail.ru
METHODS TO RECYCLE INDUSTRIAL WASTE OF A BIG CITY AT THE PRESENT STAGE M.E. Butovsky
Rubtsovsk Industrial Institute,
2/6, Tractornaya St., Rubtsovsk, Altai Territory, 658207.
The article presents data on industrial waste of the city of Rubtsovsk of Altai Territory. It deals with recycling technologies for wood waste, storage batteries, mineral sludge, tires, ferrous and nonferrous scrap, carbide sludge, ash, slag, and others.
1 table. 12 sources.
Key words: industrial waste; fuel briquettes; storage batteries; recycling; waste tires.
Согласно Градостроительному кодексу РФ, города с численностью населения от 100 до 250 тыс. человек относятся к разряду больших. Таких городов в Российской Федерации 93 (общее число жителей в них -около 14 млн чел., что составляет 14,4% от общего количества жителей страны). К числу больших относится и город Рубцовск Алтайского края с населением 163 тыс. жителей (по данным Росстата за 2007 г.).
В Рубцовске насчитывается около 100 различных промышленных предприятий и организаций (крупные, средние, мелкие, микро-) следующих отраслей промышленности и транспорта:
- машиностроение;
- транспорт (автомобильный, троллейбусный, железнодорожный);
- пищевая и перерабатывающая отрасли;
- энергетика;
- деревообработка;
- строительно-дорожная отрасль;
- полиграфия.
От данных предприятий и организаций образуется более 20 видов твёрдых отходов от первого до пятого классов опасности (всего же их насчитывается более 900, согласно Федеральному классификационному каталогу отходов - ФККО).
В таблице приведены некоторые наиболее значительные виды (1-5 классов) отходов промышленных предприятий Рубцовска (всего их насчитывается в городе более 100 видов). Совокупность функционирующих предприятий города представляет собой геотехническую систему, характеризующуюся наличием опасных отходов.
Отходы основных промышленных предприятий г. Рубцовска __(по данным 2007 г.)__
Наименование опасного отхода (согласно ФККО) Код по ФККО Опасные Происхождение Физико-химические свойства
свойства Агрегатное состояние Наименование компонентов
Отходы первого класса опасности
Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки (отработанные и брак) 3533010013011 Токсичен Монтаж, ремонт систем освещения Готовое изделие, утратившее потребительские свойства Стекло 94,42%; ртуть 0,02%; люминофор 1,89%; сталь 0,05%; медь 0,16%; платинит 0,06%; вольфрам 0,15%; гетинакс 0,42%; латунь 0,35%
Отходы второго класса опасности
Кислота аккумуляторная серная отработанная 5210010102012 Токсичен Истечение срока годности АКБ Жидкое Вода 58%; сульфат свинца 6%; кислота серная 36%
Аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с неслитым электролитом 9211010113012 Токсичен Истечение срока годности АКБ Твёрдое Pb 70,2%; Sb 2,1%; S 3,7%; пластмасса 24%
Золы, шлаки , пыль от топочных установок и термической обработки отходов (древесная зола) 313000000800 Не установлены Производство пара и горячей воды Сыпучее БЮ2 51%; А1203 26%; Ре203 8%; СаО 8%; МдО 7%
Золы, шлаки и пыль от топочных установок и термической обработки отходов (зола мазутная) 313000000100 Не установлены Производство асфальтобетона Твёрдое Сажа 36,9%; мазутная зола 63,1%
Отходы третьего класса опасности
Масла автомобильные отработанные 5410020202033 Пожароопасен Истечение срока службы Жидкое Масло минеральное 94,2%; взвешенные вещества 1,8%; вода 4%
Масла компрессорные отработанные 541002112033 Пожароопаен Истечение срока службы Жидкое Масло 90%; взвешенные вещества 3%; вода 7%
Масла трансмиссионные отработанные 5410020602033 Пожароопасен Истечение срока службы автомобильных масел Жидкое Углеводороды предельные, углеводороды непредельные 94,2%; Взвешенные вещества 1,8%; вода 4%
Масла трансформаторные отработанные, не содержащие галогены, по-лихлорированные дифенилы и терфе-нилы 5410020702033 Пожароопасен Истечение срока службы трансформаторных масел Жидкое Углеводороды предельные; углеводороды непредельные 96,6%; взвешенные вещества 1,4%; вода 2%
Масла турбинные отработанные 5410021202033 Пожароопасен Истечение срока службы Жидкое Масла минеральные, песок, пыль
Масла индустриальные отработанные 5410020502033 Пожароопасен Истечение срока службы Жидкое Углеводороды предельные, углеводороды непредельные 94,3%; взвешенные вещества 1,74%; вода 2%
Всплывающая пленка из нефте-уловителей 5460020006033 Пожароопасен Отделение нефти от воды Жидкое Нефтепродукты 78%; вода 22%
Смазочно-охлаж-дающие масла для механической обработки отработанные 5410021502033 Пожароопасен Металлообработка Жидкое Нефтепродукты 7%; вода 0%; механические примеси 3%;
С 54%;
РеО 50%;
Рв2О3 25%
Шлам очистки трубопроводов и ёмкостей (бочек, контей- 5460150104033 Пожароопасен Очистка ёмкостей для Шлам Нефтепродукты 78%; вода 6%; взвешенные вещества 16%
неров, цистерн, гудронаторов) от нефти хранения нефтепродуктов
Шлам шлифовальный маслосодер- 5460100004033 Пожароопасен Шлифование Шлам
жащий
Шлам загрязнённого керосина 5490000004033 Пожароопасен Шлифование Шлам
Отходы твёрдых
производственных материалов, загрязнённые нефтяными и минеральными жировыми продуктами (отработанные промас- 5490300013033 Пожароопасен Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта Твёрдое Масло минеральное 15%; пластмасса 70%; искусственное волокно 15%
ленные фильтры)
Аккумуляторы свинцовые отработанные неразоб- 9211010213013 Токсичен Истечение срока годности аккуму- Твёрдое РЬ 70,2%; БЬ 2,1%; Б 3,7%;
ранные, со слитым ляторов свинцовых пластмассы
электролитом 24%
Углеводороды 0,1045%;
марганец 0,475%;
кремний 0,0285%;
хром 0,095%;
железо 4,297%;
масло подсол-
Отходы лакокрасочных материалов 5550000001073 Не установлены Производство окрасочного участка Твёрдое нечное 0,525%; диформаль пентаэритрита 0,126; фталевый ангидрид 0,217%; диметилбензол (ксилол) 0,21%; двуокись титана 3,1%; уайт-спирит 0,822%
Отходы четвёртого класса опасности
Отработанные формовочные и стержневые смеси 314 0010008004 Не установлены Литейное производ ство Твёрдое Земля горелая 100%
Известь, кир-
Шлаки металлургические 3120000000004 Не установлены Литейное производ ство Твёрдое пич, глина, зола от кокса, чугун, окислы металла
Бой от печей ме- 3111000001004 Не Литейное производ Твёрдое Огнеупорный
таллургических установлены ство кирпич, глина,
процессов известь
Пыль чугунная незагрязнённая (отходы дроби чугунной) 3511011611004 Не установлены Литейное производство Твёрдое Пыль чугунная, песок
Отходы песка очистных устройств (пыль из ГОУ) 3140020008004 Не установлены Литейное производство Твёрдое Песок, пыль, металлическая пыль
Отходы шлако-ваты 3140160101004 Не установлены Литейное производство Шлаковата 100%
Опилки древесностружечных и дре-весно-волокнистых плит, содержащих связующие смолы 171202101014 Не установлены Дерево-обработка Твёрдоей Древесная стружка, связующие смолы (от 0,2 до 2,5%)
Минеральные шламы (осадок от нейтрализации кислотного электро лита) 3160000004004 Не установлены Нейтрализация кислотного электролита Шлам Ангидрит Са804 31,8; оксиды железа 10%; свинец 7,25%; вода 50,95%
Шины пневматические отработанные 5750020013004 Не установлены Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта Твёрдое Синтетический каучук 96%; С 0,3%; Мп 1,2%; 81 0,05%; Ре 2,45%; полиэтилен 5%; кремния оксид 66,5%; растительные остатки 15,5%; оксид железа 2%
Лом и отходы, содержащие цветные металлы 3531000001000 Не установлены Ремонт автомобилей, прочих механизмов Твёрдое Алюминий 97%; медь 3%
Отходы, содержащие чёрные металлы (в том числе чугунную и/или стальную пыль), несортированные 3513110001004 Не установлены Ремонт автотранспорта, прочих механизмов Твёрдое Ре 96%; Ре203 4%
Золошлаки от сжигания углей 3130020201004 Не установлены Теплообеспечение от котельной Твёрдое 8102 66,9%; А№ 21,1%; Ре203 6,6%; СаО 4,3%; Мд02,2%
Отходы из жироот-делителей, содержащие животные жировые продукты 1250020000004 Не установлены Забой и переработка скота Данные не установлены Сухой протеин 20%; жир 60%; клетчатка 10%; зола 10%
Минеральиые шламы (шлам лабоми-да) 3160000004004 Не установлены Ремонт автотранспорта Шлам Диметилбензол (ксилол) 4,2%; масло минеральное 1,5%; вода 89,3%;, механические примеси 5%
Абразивно- 3515036611004 Не Ремонтное произ- Твёрдое Железо 60%;
металлическая пыль установлены водство. Заточные станки диоксид кремния 20%
Карбидный ил 3160000004004 Не установлены Сварочные посты Шлам Вода 25%; карбид75%
Осадок локальных очистных сооружений 9480000004004 Не установлены Мойка транспорта Данные не установлены Вода 95%; взвешенные вещества 5%
Отходы сложного комбинированного состава в виде изделий, оборудования, устройств, не вошедшие в другие пункты (отходы офисной техники) 9200000001004 Не установлены Торговля продовольственными и промышленными товарами Твёрдое Полимерные материалы 80%; алюминий 11%; медь 1%; олово 4,8%; никель 0,2%; сажа 3%
Прочие твёрдые минеральные отходы (земля формовочная горелая) 3140000008004 Не установлены Основное производство (переплав металла) Сыпучее Песок 80%; 8102 3,8%; А12О3 3,2%; СаО 4,3%; МдО 4,9%; Рв203 3,8%;
Прочие твёрдые минеральные отходы (лом футеро-вочных изделий) 3140000001004 Не установлены Основное производство (переплав металла) Твёрдое Песок 80%; 8Ю2 ,8%; А12О3 3,2%; СаО 4,3%; МдО 4,9%; Ре2О3 3,8
Металлургические шлаки, съемы и пыль (шлак литейный) 3120000001004 Не установлены Основное производство (переплав металла) Твёрдое 8Ю2 43,4%; А12О34 ,7%; Ре2О3 0,5%; СаО 9,2%; МдО 22%; РеО 12,6%; Ре 6,4%; МпО 1,2%
Отходы из выгребных ям, хозяйственно-бытовые стоки 9510000004004 Не установлены Промстоки, хозбытстоки Данные не установлены
Окалина 3515040001000 Не установлены Инструментальное производство, сборочно-сварочное производство Твёрдое Железо 90%; Оксид железа 10%
Медицинские отходы 9710000013995 Не установлены Медицинские учреждения Готовое изделие, утратившее потребительские свойства Никель (никель металлический) 2%; полиэтилен 55%; синтетический каучук 10%; хлопок 33%
Отходы пятого класса опасности
Бой шамотного кирпича 3140140101995 Опасные свойства отсутствуют Ремонт котельной Твёрдое 8Ю2 33%; А12О3 36%; Са8Ю3 7,5%; Мд8Ю3 5%; вода 9%; каолин 9,5%;
Отходы бумаги и
картона от канцелярской детельно-сти и делопроиз- 1871030001005 Не установлены Производство печатной бумаги Твёрдое Бумага (целлюлоза) 100%
водства
СаС03 17%;
СаБ^ 16,5%;
№Р04 15%;
Зола древесная и соломенная 3130060011995 Опасные свойства отсутствуют Копчение колбас Твёрдое СаБ04 14%; К3Р04 13%; СаС12 12%; МдС03 4%; МдБ13 4%; МдБ04 4%; №С! 0,5%
Клетчатка
(целлюлоза) 58%;
Отходы горбыля, вода 20%;
рейки из натуральной чистой древе- 1711020001005 Не установлены Деревообработка Твёрдое пентоза 11%; лигнин 9%;
сины воск (липиды) 1%; жир растительный 1%
Клетчатка
(целлюлоза) 63%;
Опилки натуральной чистой древесины 1711060101005 Не установлены Деревообработка Твёрдое вода 15%; пентоза 17%; лигнин 3%; воск (липиды) 1%; жир растительный 1%
Остатки и огарки стальных сварочных электродов 3512160101995 Опасные свойства отсутствуют Сварка металлов Твёрдое Мп 0,42%; Ре 93,48%; Ре203 1,5%; С 4,9%
Полиэтиленовая тара, повреждённая 5710290313995 Опасные свойства отсутствуют Забой и переработка скота Твердое Полиэтилен 100%
Стружка чёрных металлов незагрязненная 3513200001995 Опасные свойства отсутствуют Обработка металла Твёрдое Ре 84%; Ре203 6%; С 10%
Сыворотка 1280000002005 Опасные свойства Производство сыра Жидкое Сыворотка 100%
отсутствуют
Целлюлоза 8,2%;
Отходы упаковочного гофрокартона незагрязненные 1871020301005 Опасные свойства отсутствуют Упаковка готовой продукции Твёрдое полуцеллюлоза 7,1%; масса древесная бурая 84,69%; бура 0,01%
Накипь котельная 3140500001995 Опасные свойства отсутствуют Промывка котельного оборудования Твёрдое Кальций 17,3%; натрий 15,4%; калия оксид 14,8%;
оксид алюминия 5,6%; гидроксид магния 12,8%; вода 20%; оксид железа 5,2%; железо 8,5%; медь15%
Отходы полиэтилена в виде пленки 5710290201995 Опасные свойства отсутствуют Упаковка готовой продукции Твёрдое Полиэтилен 100%
Золошлаки от сжигания углей 3130020201004 Опасные свойства отсутствуют Производство тепла котельными Твёрдое 8Ю2 60,2%; А12О3 21%; Ре2О3 8,3%; РеО 1,1%; СаО 3,3%; МдО 1,5%; ТЮ2 0,8%; №2О 0,8%; 8О3 0,2%; Р2О3 0,4%; Мп О 0,3%
Рассмотрим основные отходы геотехнической системы Рубцовска и реальные пути их утилизации.
Особый интерес вызывают отходы, имеющие энергетическую ценность (древесные отходы, бумага, картон и т. д.), так как Рубцовск - это город, не имеющий централизованного газоснабжения, в регионе ограниченные лесные ресурсы, а твёрдое топливо (уголь, древесина и др.) доставляются, в основном, из других регионов (например, из Кемеровской области).
Хорошо известна технология брикетирования топливных брикетов, в настоящее время существует несколько её вариантов.
Брикетирование опилок позволяет получить превосходный источник энергии без загрязнения окружающей среды, а зола как продукт их сжигания является прекрасным «энергетическим» удобрением для роста растений. Теплота сгорания брикетов из древесных отходов влажностью 6-17% составляет 18 ГДж. Ненамного превышает этот показатель лишь теплота сгорания брикетов из бурого угля. Теплоотдача от древесины лиственных и хвойных пород не превышает 6,5 ГДж. Уровень зольности брикетов из бурого угля составляет 4-10%, а при сгорании брикетов из древесных отходов - 1,5%. Технология получения брикетов такова, что их можно изготавливать из опилок и стружки влажностью до 12%.
Одним из вариантов брикетирования является получение топливных гранул (пеллет) из отходов деревообработки. Эта технология давно и успешно применяется в развитых европейских странах (Швеция, Финляндия, Италия, Испания и др.) и начинает активно проникать и на российский рынок.
Другой способ утилизации отходов деревообрабатывающих производств - изготовление арболитовой смеси, где вяжущим компонентом является портландцемент (либо гипс), а в качестве наполнителя исполь-
зуются опилки, деревянная щепа (либо другие органические заполнители). Как один из видов ячеистых бетонов арболит является высококачественным строительным материалом: он не гниёт, не горит, экологичен и прост в применении. Благодаря большой пористости арболит имеет высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. По теплозащитным качествам он в 23 раза превосходит керамзитобетон и в 4-5 раз - кирпич. Этот материал устойчив к механическим и ударным воздействиям, не боится падений, прочен на сжатие. Необходимо отметить и его низкую теплопроводность (например, стена из арболитового блока толщиной 30 см соответствует по теплопроводности толщине стены из кирпича в 75 см). Арболит соответствует всем требованиям государственных стандартов, по совокупности свойств не имеет аналогов на рынке стройматериалов. Применение блоков из арболита расширяет возможности малого и среднего бизнеса на рынке строительных услуг.
Одним из интересных и перспективных направлений по использованию отходов деревообработки является получение сертифицированного многофункционального удобрения - УОМДД (органоминераль-ное длительно действующее, ТУ 5386-0010121057054-2005). Применение УОМДД в сельском хозяйстве в виде мульчирующего слоя предполагает минимальную обработку почвы, что приводит: к созданию водоудерживающего слоя; биологизации земледелия; к снижению потребления минеральных удобрений на 40-60%; к подавлению однолетних сорняков на 50-70%; к улучшению агрономических свойств почвы; к понижению значимости стрессовых факторов земледелия и, как следствие, к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. Прибавка урожая сохраняется в течение 3-4 лет, а положительное влияние УОМДД на структуру почвы - в течение
5-7 лет. Это удобрение обладает высокой степенью санитарно-экологической безопасности: содержание тяжёлых металлов и нитритов в продукции, выращенной с применением УОМДД, в несколько раз ниже ПДК, т.е. пищевая продукция является экологически чистой [1].
Способ утилизации отходов деревообработки в древесный уголь основан на явлении селективного поглощения ими (отходами) СВЧ-энергии в специальной установке, которая предназначена для удаления влаги из различных сыпучих материалов. Процесс приводит к сохранению формы обрабатываемого материала и получению древесного угля с большой площадью поверхности, что особенно важно при использовании его в качестве адсорбента. При этом решается задача улучшения экологии окружающей среды за счёт утилизации древесных отходов. Непрерывность процесса делает его высокопроизводительным и экономичным. Возможные области его применения:
- утилизация древесных отходов;
- получение активированного угля для медицинских целей и пищевой промышленности;
- изготовление сорбентов для очистки газов, воды и т. п .
- изготовление экологически чистого топлива.
Угольную мелочь, угольную пыль, а также отработанный активированный уголь (БАУ) целесообразно подвергнуть брикетированию в топливные брикеты. Так, например, автором была сделана попытка получения топливных брикетов из отходов литейного производства (отсев кокса) совместно с древесными отходами. В качестве связующего использовалась сульфитно-спиртовая барда (ССБ). Полученные брикеты показали высокие теплотехнические и механические свойства, что позволит использовать их в качестве бытового топлива [4].
Демеркуризация ртутьсодержащих отходов (первый класс опасности), которая проводится в настоящее время в краевом центре (г. Барнаул), находящемся на расстоянии 280 км, вряд ли представляется целесообразной и экономически оправданной из-за отдалённости. Такая технология будет предпочтительной при её внедрении на месте, в городе. Технологии демеркуризации давно известны и подробно описаны [5, 11].
По одному из вариантов утилизации отработанных аккумуляторных батарей (АКБ) в технологический процесс включены следующие операции:
- приём отработанных АКБ, погрузка их на поддоны, подача на площадку сортировки;
- сортировка АКБ;
- слив отработанного электролита с очисткой от грубых примесей;
- загрузка слитых АКБ на поддоны и подача на площадку временного хранения и накопления;
- подача электролита со стола-приёмника на стол первичной фильтрации;
- первичная фильтрация электролита на столе первичной фильтрации;
- просушивание отфильтрованного осадка и складирование вместе со слитыми АКБ; подача электролита
после первичной фильтрации в ёмкости-отстойники; перекачивание осветлённого электролита в ёмкости-накопители; подача подсушенного осадка на площадку хранения слитых АКБ;
- временное складирование пластмассовых корпусов с сульфатированными пластинами и осадком;
- реализация обезвреженного электролита для использования в качестве кислотного реагента;
- передача пластмассовых корпусов АКБ (с пластинами и осадком) на предприятия по переработке вторичного свинца [6].
Исследования по утилизации минеральных шла-мов (IV класс опасности), выполненные Пензенским госуниверситетом архитектуры и строительства, показали, что существует возможность применения активных минеральных добавок на основе шламов на процессы гидратации твердения, прочность и долговечность цементных строительных материалов. Установлено, что рациональным является количество шлама от 3 до 10%. В этом случае достигается оптимальное соотношение между частицами вяжущего компонента и наполнителей, прочность цементных растворов стабильно повышается в среднем на 10-12%, в зависимости от вида используемого цемента.
Добавки нейтрализованных гипсосодержащих и карбонатных шламов рекомендуется использовать в цементно-песчаных композитах с низким отношением цемент:песок, например, в штукатурных смесях. В этом случае в составах с добавкой возможно снижение расхода цемента на 10-15% без снижения прочностных показателей растворов.
Полученные результаты, а также производственные испытания и промышленное использование добавок шламов показали их высокую эффективность в качестве активаторов твердения, добавок, повышающих пластичность и улучшающих технологические свойства штукатурных и кладочных растворов.
Строительные растворы и бетоны, приготовленные с добавками шламов, обладают лучшими технологическими свойствами, легко перекачиваются и имеют хорошую удобоукладываемость. Штукатурные растворы с добавками шламов, особенно с повышенным содержанием (более 15%), обладают высокими технологическими свойствами и легко затираются. Это объясняется тем, что адсорбционная вода, удерживаемая на поверхности дисперсных частиц шлама, предотвращает агрегатирование и обеспечивает скольжение частиц относительно друг друга.
Вывоз отработанных абразивных кругов, абразивного лома, абразивно-металлической пыли (V класс опасности) на свалку твёрдо-бытовых отходов (ТБО) недопустим. Современные технологии позволяют использовать их в машиностроительном производстве, например, при гидроабразивной обработке [12].
Шины (V класс опасности) в настоящее время частично собираются и отвозятся на утилизацию в краевой центр. Целесообразно организовать их переработку на месте, причём, предпочтительней будет технология пиролитической переработки [7], так как получение резиновой крошки (альтернативная технология)
невозможно из-за того, что в городе отсутствуют криогенные установки.
Лом чёрных и цветных металлов (V класс опасности) отправляется на утилизацию в другие города. В то же время в Рубцовске имеются предприятия, где существуют литейные производства (ОАО «Алтайва-гон», ТД «Вера», ТД «Авега», «Литком» и др.), которым по технологическим условиям производства необходим лом чёрных и цветных металлов.
Ранее нами были проанализированы особенности эксплуатации контактных вставок троллейбусов в 36 городах России и установлено, что срок службы вставок составляет от 40 км до 1200 км, в зависимости от вида вставки, организации-изготовителя и климатических условий эксплуатации [3]. В настоящее время в троллейбусных предприятиях эксплуатируются контактные вставки из следующих материалов:
- уголь + графит;
- алюминий;
- медь + графит;
- железо + графит;
Только по Рубцовскому троллейбусному управлению годовой расход угольно-графитовых вставок составляет около 2 тонн. Однако вопрос об утилизации отработанных контактных вставок пока не решён: водители троллейбусов просто выбрасывают их прямо на улицу. При этом происходит загрязнение окружающей среды токсичными компонентами (тяжёлые металлы Си, Ре, А1, угольная пыль). Кроме того, это потери ценных компонентов - порошкообразных угля, смесей (медь + графит, железо + графит), а также алюминия.
Мы предлагаем следующие способы переработки отработанных контактных вставок троллейбусов [8].
Отработанные контактные вставки из угольно-графитовых, медно-графитовых и железо-графитовых (твёрдые и хрупкие материалы) наиболее целесообразно подвергнуть измельчению в шаровых или вибрационных мельницах. При этом получаются соответствующие порошковые материалы, которые можно использовать для производства новых вставок.
Полученные порошки также могут быть использованы в порошковой металлургии как антифрикционные металлокерамические материалы.
Отработанные контактные вставки из алюминия можно переплавить в печах разнообразных типов -как в электрических, так и в пламенных.
Таким образом, совершенно очевидно, что необходимо организовать централизованный сбор, хранение и переработку отработанных контактных вставок на региональном уровне в городах, где имеются троллейбусные предприятия.
Карбидный ил относится к отходам V класса опасности и, в основном, вывозится на свалку ТБО. В минеральную часть карбидного ила входят: оксид кремния - 32,53%; оксид железа - 0,07%; оксид алюминия - 0,13%; оксид кальция - 48,1%; оксид магния - 3,55%; оксид меди - 0,002%; оксид никеля - 0,002%; оксид хрома - 0,0004%; оксид натрия - 0,54%; оксид свинца - 0,006%. Состав органической
части (по потерям при прокаливании) 15,0%, влажность 54,5%.
Например, на автотранспортных предприятиях, применяющих карбид кальция, для получения ацетилена должны быть организованы сбор, хранение и утилизация отходов ацетиленовых генераторов. Хранение этих отходов осуществляется в закрывающихся металлических ящиках, конструкция которых позволяет производить погрузку в транспортное средство без потерь. Отходы ацетиленовых генераторов могут применяться в строительстве при производстве штукатурных и побелочных работ. Применение этих отходов не даёт большой экономии строительных материалов, но таким путём достигается их рациональная утилизация, предотвращается попадание этого вредного вещества в почву и водные бассейны в случае вывоза отхода в отвалы [7].
Наиболее целесообразно применение карбидного ила (ТУ6-16-44-04-86) в растворах для кладки вместо извести. Свежий и недостаточно выдержанный карбидный ил часто содержит частицы карбида, который разлагается с выделением ацетилена. Присутствие неразложившегося карбида кальция и ацетилена в карбидном иле при его применении в строительных растворах вместо извести не допускается. Карбидный ил до его применения должен выдерживаться в отвалах 1-2 месяца. При наличии отвалов карбидного ила с разными сроками выдержки следует разрабатывать в первую очередь отвалы, выдержанные более продолжительное время. Свежий карбидный ил для более быстрого обезвреживания следует прогреть паром с одновременным его перемешиванием. Количество карбидного ила при замене им извести по содержанию СаО + МдО должно соответствовать известковому тесту II сорта [9].
Кроме указанного применения карбидного ила для приготовления строительных известковых растворов, а также в качестве компонента для изготовления строительных блоков, бетона, цемента и силикатного кирпича известно его применение в сельском хозяйстве, где он используется:
- для раскисления почвы;
- в качестве удобрения под косточковые деревья (вишня, слива);
- для обеззараживания земли в теплицах и парниках;
- для побелки стволов деревьев.
Помимо указанных сфер применения известна разработка по утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов с использованием карбидного ила. Эколого-экономический анализ утилизации таких отходов показал высокую эффективность с точки зрения ресурсосбережения и экологической безопасности.
Особый интерес вызывает использование карбидного ила в качестве добавки к составу для получения топливных брикетов [10].
Отечественные предприятия имеют опыт использования золошлаковых отходов ТЭЦ в производстве строительных материалов: различных разновидностей бетонов, искусственных пористых заполнителей для
лёгких бетонов (керамзит, аглопорит и др.), строительных растворов, кирпича и т. д.
Объём золоотвала Руцбовской ТЭЦ оценивается в 1 млн тонн, способ золошлакоудаления - «мокрый», обусловлен неоднородностью по зерновому составу и некоторой неоднородностью по химическому составу, что ухудшает свойства золошлаковых отходов как сырья для производства стройматериалов. Эффективным способом усреднения гидроудаляемых зол считается их многократная перевалка при транспортировании золы.
Соотношение шлака и золы в золошлаковой смеси около 1:5 (вес, %). Был определён химический состав смеси: двуокись кремния - 35,0-57,5%; окись кальция - 0,1-2,8%; окись алюминия - 14,0-22,4%; окись железа - 2,8-9,2%; окись магния - 1,0-5,6%; сера - 0,25-0,31%; углерод - 7,6-9,5%. Активность золы - 51,8-89%, модуль активности - 0,02-0,105.
Анализ приведённых данных показывает, что состав золошлаковой смеси, в основном, соответствует техническим требованиям при использовании её для получения бетона, при этом низкое содержание окиси кальция отвечает требованиям по сульфатостойкости, а низкое содержание окиси магния и окиси кальция определяет целесообразность использования смеси в качестве активных заполнителей в ячеистых бетонах, активных минеральных добавок к цементам, в производстве кирпича методом полусухого прессования. Для приготовления смеси использовалась глина из Рубцовского района (сырьевая смесь в экспериментах состояла из 70% глины и 30% золошлаковой смеси). Смесь подсушивалась, добавлялась в необходимой пропорции, и затем производился совместный помол с одновременным перемешиванием в шаровой мельнице.
Полученные результаты испытаний позволяют сделать вывод о возможности использования золош-лаковых отходов ТЭЦ для изготовления кирпичей методом полусухого прессования, а также в производстве бетонов [2].
Медицинские отходы («больничный мусор»)значительно отличаются от остальных отходов и требуют особого внимания, так как в них кроется опасность для человека, обусловленная, прежде всего, постоянным наличием в их составе возбудителей различных инфекционных заболеваний, токсических, а нередко и радиоактивных веществ. К тому же длительность выживания в таких отходах патогенных микроорганизмов достаточно велика.
В Рубцовске отходы от учреждений здравоохранения вряд ли могут быть подвергнуты утилизации по многим причинам и поэтому подлежат обезвреживанию по технологии термодеструкции. На сегодняшний день в городе отсутствует муниципальная программа «Отходы», а также её паспорт, в отличие от таких городов, как например Владивосток, Челябинск.
Перспективным является создание специализированного предприятия по утилизации (на первой стадии) твёрдых промышленных отходов, которое должно быть оснащено оборудованием и технологиями по обезвреживанию и утилизации отходов, типичных для большого города. Ориентировочные затраты на создание такого предприятия составят от 5 до 8 млн долл. Товарной продукции за год будет получаться на сумму, ориентировочно, 1 млн долл. Экологический эффект может достигнуть порядка 10 млн долл. в год. При этом будет решена социальная проблема - будут созданы дополнительные рабочие места (около 100), что весьма существенно для города с высоким уровнем безработицы (20%). С пуском второй очереди завода станет возможной переработка ТБО.
Библиографический список
1. Барарайкин В.П. Использование отходов деревообработки и производства фанеры в качестве многофункционального удобрения органоминерального длительно действующего. [Электронный ресурс]. 1^1.: http://bararw.narod.ru/0thody.htm
2. Бутовский М. Э., Ясногородская С. В. Исследование возможности использования золы ТЭЦ для изготовления кирпичей // Строительство и реконструкция в современных условиях: тезисы докл. междунар. науч.-техн. конф. Рубцовск: Изд-во Рубцовского индустриального ин-та, 1997. С. 61-62.
3. Бутовский М.Э., Гетманов В.Т. Особенности эксплуатации контактных вставок троллейбусов // Грузовик&. 1998. № 1. С. 17-21.
4. Бутовский М. Э., Сторожук А. П. Утилизация отходов газогенераторного производства // Кокс и химия. 1999. № 1. С. 38-39.
5. Бутовский М. Э., Харевич О. А. Металлические пломбировочные материалы. Рубцовск: Изд-во Рубцовского индустриального ин-та, 2001. 213 с.
6. Бутовский М. Э. Артёменко М. И. Аккумуляторы для автомобилей: учеб. пособие для студентов вузов. Рубцовск: Изд-во Рубцовского индустриального ин-та, 2008. 194 с.
7. Бутовский М. Э. Пиролиз отработанных шин - перспективное направление утилизации композитов // Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства (промышленность, транспорт, сельское хозяйство): сб. ст. VIII Междунар. науч.-практ. конф. Пенза, 2008. С. 97-98.
8. Бутовский М.Э., Гетманов В.Т. Утилизация отработанных контактных вставок троллейбусов // Рециклинг отходов. 2008. № 6. С. 20.
9. Бутовский М.Э. Утилизация карбидного ила // Строительные материалы. 2008. № 11. С. 52-53.
10. Патент № 22205204 РФ. Топливный брикет / Н.И. Бурав-чук, О.В. Гурьянова, Е.П. Окороков, Л.Н. Павлова, В.Л. Бу-равчук 27.05.2003.
11. Пугачевич П. П. Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях. М.: Химия. 1972. 320 с.
12. Никулин Ф. Е. Утилизация и очистка промышленных отходов. Л.: Судостроение, 1980. 232 с.
