Липаев А. А., Дубовик Д. М., Липаев С. А.
Рассмотрено понятие об отходах производства и потребления, показано влияние отходов на окружающую среду, обоснована необходимость вовлечения их в качестве вторичного сырья в народное хозяйство. Проанализировано нормативно-правовое обеспечение обращения с отходами в РФ и за рубежом. Приведены современные технологии утилизации отходов природопользования при добыче и первичной переработке полезных ископаемых, в обрабатывающей промышленности, строительной индустрии, агропромышленном комплексе. Рассмотрены вопросы захоронения горнопромышленных, радиоактивных, производственных и коммунальных отходов. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Экология и природопользование», «Рациональное природопользование», «Техносферная безопасность». Может быть полезно преподавателям вузов, специалистам в области управления отходами, региональным операторам и широкому кругу инженерно-технических работников различных отраслей промышленности.
ПРЕДИСЛОВИЕ 10
РАЗДЕЛ I
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ 13
Глава 1. ПОНЯТИЕ ОБ ОТХОДАХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 13
1.1. Отходы производства и потребления. Опасные отходы 13
1.2. Проблемы классификации отходов 18
1.3. Недостижимость безотходных технологий 21
Контрольные вопросы и задания 23
Глава 2. ОТХОДЫ И АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 24
Контрольные вопросы и задания 29
Глава 3. КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ 30
Контрольные вопросы и задания 32
Глава 4. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ 33
4.1. Иерархия управления отходами в ЕС 33
4.1.1. Предотвращение (минимизация) образования отходов 33
4.1.2. Повторное использование 34
4.1.3. Recycling (утилизация отходов) 35
4.1.4. Иные способы использования 39
4.1.5. Полигонное захоронение 40
4.2. Структура обращения с отходами в РФ 40
Контрольные вопросы и задания 46
Глава 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛИ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ В РФ 47
5.1. Механизмы управления отходами 47
5.2. Нормативная правовая база РФ в области обращения с отходами 48
5.3. Лицензирование деятельности по обращению с отходами 52
5.4. Паспортизация отходов 53
5.5. Экологическое нормирование 56
5.6. Проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение 57
5.7. Принцип экономического регулирования в области обращения с отходами 59
5.8. Контроль и ответственность в области обращения с отходами 62
5.8.1. Виды контроля 62
5.8.2. Экологическая экспертиза62
5.8.3. Экологический аудит 63
5.8.4. Экологический менеджмент и экологический комплаенс 64
5.8.5. Ответственность за несоблюдение законодательства об обращении с отходами 66
5.9. Обращение с различными видами отходов 67
5.9.1. Деятельность Федерального оператора по обращению с отходами I и II классов опасности 67
5.9.2. Биологические отходы 68
5.9.3. Медицинские отходы 69
5.9.4. Пищевые отходы 70
5.9.5. Инертные отходы 70
5.10. Информационное управление отходами 71
5.11. Организация управления отходами в регионах 72
5.11.1. Региональная программа в области обращения с отходами, территориальная схема обращения с отходами и деятельность регионального оператора 72
5.11.2. Обращение с отходами на муниципальном уровне 75
5.11.3. Проблемы создания оптимальной структуры управления отходами в регионе 77
Контрольные вопросы и задания 81
РАЗДЕЛ II
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ 82
Глава 6. РАЗДЕЛЕНИЕ МУСОРА. МУСОРОСОРТИРОВОЧНЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ (КОМПЛЕКСЫ) 82
Контрольные вопросы и задания 88
Глава 7. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ОТХОДОВ 89
7.1. Трубопроводный транспорт для перемещения отходов 89
7.2. Подъемно-транспортное оборудование для перемещения отходов 92
7.3. Использование автомобильного, железнодорожного и водного транспорта. Контейнерные перевозки отходов 96
7.4. Требования к транспортированию опасных отходов 100
Контрольные вопросы и задания 101
Глава 8. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ 102
Контрольные вопросы и задания 104
Глава 9. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ 105
9.1. Измельчение отходов 105
9.1.1. Дробление отходов 106
9.1.2. Помол отходов 111
9.1.3. Фрагментирование крупногабаритных отходов 114
9.2. Сортировка отходов по крупности 118
9.3. Компактирование отходов 119
9.4. Смешение материалов 121
Контрольные вопросы и задания 122
Глава 10. ПРОЦЕССЫ ВИДОВОЙ СЕПАРАЦИИ ОТХОДОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ 123
10.1. Магнитная видовая сепарация отходов 123
10.2. Электродинамическая сепарация отходов 124
10.3. Электрическая сепарация отходов 125
10.4. Рентгенорадиометрическая сепарация отходов 128
Контрольные вопросы и задания 129
Глава 11. ГИДРО- И АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ СЕПАРАЦИЯ ОТХОДОВ 130
11.1. Гравитационное отстаивание 130
11.2. Флотационные процессы. Пенная сепарация 133
11.3. Центробежная сепарация 136
11.4. Фильтрация жидкостей 139
11.5. Аэродинамическая сепарация 140
Контрольные вопросы и задания 143
Глава 12. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ 144
12.1. Общие сведения о явлениях тепло- и массопереноса 144
12.2. Теплообменные процессы и аппараты, используемые при переработке отходов 145
12.3. Массообменные процессы 148
12.3.1. Сорбционные процессы 148
12.3.1(1). Абсорбция 149
12.3.1(2). Адсорбция 151
12.3.2. Растворение 157
12.3.3. Экстракция 158
12.4. Тепломассообменные процессы 160
12.4.1. Перегонка жидкостей 160
12.4.2. Сушка 162
12.4.3. Кристаллизация 165
Контрольные вопросы и задания 167
Глава 13. ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ 168
13.1. Химические процессы очистки сточных вод 169
13.2. Методы осаждения, комплексообразования и окисления 171
13.3. Термические методы переработки отходов 171
13.3.1. Сжигание отходов 172
13.3.2. Пиролиз отходов 188
13.3.3. Технология термоудара 194
13.3.4. Газификация отходов 195
13.3.5. Плазменный способ утилизации отходов 196
Контрольные вопросы и задания 198
Глава 14. ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ 199
Контрольные вопросы и задания 202
Глава 15. БИОЛОГИЧЕСКИЕ (БИОХИМИЧЕСКИЕ) МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ 203
Контрольные вопросы и задания 209
Глава 16. РАЗМЕЩЕНИЕ ОТХОДОВ 210
16.1. Общие понятия 210
16.2. Классификация объектов размещения отходов 210
16.3. Хранение отходов 217
16.4. Захоронение отходов 218
16.5. Полигоны – накопители отходов 219
16.5.1. Общая характеристика полигонов 219
16.5.2. Устройство поверхностных полигонов 220
16.5.3. Эксплуатация полигонов 222
16.5.4. Использование полигонного биогаза 225
16.5.5. Санация старых полигонов 226
16.5.6. Подземные хранилища жидких и твердых отходов 228
16.6. Захоронение отходов в водоемах 229
Контрольные вопросы и задания 230
Глава 17. ОБРАЩЕНИЕ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ 232
Контрольные вопросы и задания 235
Раздел III
ПЕРЕРАБОТКА ОСНОВНЫХ ОТХОДОВ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ 236
Глава 18. ОТХОДЫ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 236
18.1. Горнопромышленные отходы и их классификация 236
18.2. Различные аспекты обращения с отходами горного производства 246
18.3. Направления переработки основных отходов добычи и обогащения полезных ископаемых 247
18.3.1. Рудные отходы (черная и цветная металлургия) 247
18.3.2. Горно-химические отходы 250
18.3.3. Нерудные отходы 252
18.3.4. Топливные отходы 253
18.3.4(1). Отходы добычи и обогащения угля 253
18.3.4(2). Нефтеотходы 256
18.4. О рациональном природопользовании и возможных направлениях использования отходов горного производства в смежных областях 259
Контрольные вопросы и задания 262
Глава 19. ОТХОДЫ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ 263
19.1. Отходы металлургической промышленности 263
19.1.1. Общие представления о металлургии 263
19.1.2. Использование в металлургии вторичных материалов (металлолома) 265
19.1.2(1). Значение использования металлолома 265
19.1.2(2). Классификация металлических отходов 267
19.1.3. Утилизация производственных отходов черной и цветной металлургии 268
19.1.3(1). Железосодержащие пыли и шламы черной металлургии 269
19.1.3(2). Отходы обработки черных металлов 270
19.1.3(3). Металлосодержащие отходы цветной металлургии 275
19.1.3(4). Металлургические шлаки 277
19.1.4. Проблемы использования металлургических отходов 280
19.2. Отходы машиностроения и металлообработки 281
19.3. Отходы химического производства 284
19.3.1. Серная кислота 285
19.3.2. Фосфорная кислота 286
19.3.3. Отходы содового производства 286
19.3.4. Отходы переработки соединений органического синтеза 288
19.3.5. Промышленные отходы высокомолекулярных соединений (полимеров) 293
19.3.6. Утилизация резины и резинотехнических изделий 298
19.4. Отходы лесной, деревообрабатывающей, лесохимической и целлюлозно-бумажной промышленностей 306
19.4.1. Отрасли лесной промышленности 306
19.4.2. Лесопиление и деревообработка 306
19.4.3. Лесохимическое производство 309
19.4.4. Целлюлозно-бумажная промышленность 310
19.5. Отходы стекольной промышленности 313
19.5.1. Основные понятия 313
19.5.2. Утилизация стеклобоя 314
19.5.2(1). Использование отходов стекла в стекольной промышленности 314
19.5.2(2). Использование стеклобоя в производстве изоляционных и строительных материалов 315
19.5.2(3). Другие области применения стеклобоя 317
Контрольные вопросы и задания 318
Глава 20. ОТХОДЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ 320
20.1. Строительные отходы и их классификация 320
20.2. Утилизация строительных отходов 321
20.3. Вторичное использование строительных отходов, образованных при поэлементном сносе старого жилья 323
Контрольные вопросы и задания 324
Глава 21. ОТХОДЫ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА 325
21.1. Образование отходов в АПК 325
21.2. Классификация отходов АПК 326
21.3. Рециклинг отходов животноводства 329
21.3.1. Технологии переработки подстилочного и полужидкого навоза 331
21.3.2. Технологии переработки жидкого навоза 332
21.4. Утилизация отходов растениеводства 334
Контрольные вопросы и задания 339
Глава 22. ОТХОДЫ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ 340
22.1. Твердые коммунальные отходы 340
22.1.1. Состав ТКО 340
22.1.2. Комплексная переработка ТКО 343
22.2. Канализационные стоки и осадки 346
22.2.1. Осадки 346
22.2.2. Сточные коммунальные воды 350
22.3. Уменьшение газовых и энергетических выбросов в атмосферу и их использование 351
22.3.1. Уменьшение вредного влияния отходов эксплуатации автомобильного транспорта на атмосферный воздух 352
22.3.2. Переработка сернистых и сероводородных газов 353
22.3.2(1). Сернистые газы 353
22.3.2(2). Сероводородные газы 355
22.3.3. Использование и утилизация попутного нефтяного газа 357
22.3.4. Вторичные энергетические ресурсы 360
Контрольные вопросы и задания 363
Глава 23. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С ОТХОДАМИ 365
23.1. Охрана окружающей среды 365
23.2. Техника безопасности при обращении с отходами 367
Контрольные вопросы и задания 373
Управление отходами как часть стратегии устойчивого развития
(вместо заключения) 374
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 379
Приложение I 386
Приложение II 388
Приложение III 389
Приложение IV 391
Приложение V 393
Приложение VI 395
Приложение VII 402
Приложение VIII 403