Утилизация отходов функционирования автотранспорта.
Рост городов, агломераций, промышленных центров, населения, в процессе НТП
происходит и рост числа легковых автомобилей, а следовательно отходов их
эксплуатации, которые должны утилизироваться с наибольшей продуктивностью.
Утилизация может проходить различными способами, по различным технологиям.
Основными отходами автотранспорта являются аккумуляторы (свинец), обшивка
салона (пластмасса), автомобильные шины, кузов автомобиля (сталь).
В связи с накоплением в развитых странах огромного количества резиновых
отходов, в особенности изношенных автомобильных шин, одной из важных задач
является создание приемлемой, с точки зрения охраны окружающей среды,
технологии их утилизации. Анализ данных по количеству накапливаемых и
переработанных изношенных покрышек показывает, что перерабатывается всего
лишь около 20% покрышек, а остальные накапливаются. Необходимо отметить, что
резиновые отходы практически не подвержены разрушению под воздействием
климатических и временных факторов.
В ряде стран изношенные покрышки используются в качестве топлива, а так же в
цементной промышленности. Однако такое направление, как и переработка в
резиновую крошку, является малоэффективным, поскольку не позволяет в полной
мере реализовать ценные свойства материалов, содержащихся в покрышках.
Существующие в настоящее время технологии переработки резиновых отходов
(пиролиз, получение резиновой крошки, сжигание в цементных печах и др.)
отличается высокой энергоемкостью, необходимостью применения дорогостоящих
жаропрочных материалов, и самое главное, отрицательным воздействием на
В результате переработки автомобильных шин получаются следующие ценные продукты:
· Альтернативное жидкое топливо по своим техническим характеристикам
соответствующее топочному мазуту марки М40 – 40 – 50% от массы загрузки.
· Пирокарбон (техническая сажа) – 45 – 35 %.
· Газообразные углеводороды – 6 – 5%.
Перспективным представляется направление переработки резиновых отходов,
позволяющее не только решать проблему уничтожения отходов, но и получения
ценных сырьевых и энергетических ресурсов. Такое направление развивается и
основано на переработке на паро-термической деструкции резиновых отходов в
Сущность в следующем. В реактор одновременно подаются резиновые отходы, например
изношенные покрышки и перегретый водяной пар. При температуре в реакторе 400 –
500 ºC протекает деструкция резиновых отходов. Газы деструкции вместе с
водяным паром попадают в конденсатор, где происходит конденсация пара и части
газообразных продуктов. Неконденсирующиеся газы направляются на дожигание в
Сконденсированный пар и продукты деструкции отходов их конденсатора
направляются в накопительную ёмкость. Твёрдый остаток деструкции
направляется в мельницу, где осуществляется его размол и получается
альтернативное жидкое топливо по своим техническим характеристикам
соответствующее топочному мазуту марки М40.
Как показали предварительные исследования, жидкие углеводороды могут быть
использованы как топливо, связующие добавки к асфальту. А так же при
производстве битумных и гидроизоляционных мастик. Из углесодержащего остатка
(пирокарбона) при незначительной доработке может быть получен
В настоящее время на заводе “Моссантехпром” действует опытно – промышленная
установка по переработке резиновых отходов и изношенных автомобильных шин
производительностью 300 кг исходного сырья в час.
Главным направлением использования продуктов переработки резиновых отходов
является возможность использования их в качестве исходного сырья для
резиновой промышленности (маслосмягчители, техуглерод и т. д.),
промышленности нефтеоргсинтеза, в дорожном строительстве для производства
битумных эмульсий и мастик.
В ряде стран изношенные шины используются в качестве топлива для получения
энергии, а также в цементной промышленности, однако такие направления
использования являются низкоэффективными, поскольку не позволяют в полной
мере реализовать те ценные материалы, которые содержатся в шинах.
Резиновые отходы целесообразно перерабатывать таким образом, чтобы
одновременно с решением проблемы их уничтожения, получать ценные сырьевые и
Кузов автомобиля – чёрный лом, который используется в металлургическом,
литейном и других производствах. Основным потребителем является
сталеплавильное производство. Рациональное использование ресурсов лома
является важнейшим условием достижения высокой производительности
общественного труда, так как металлолом, применяемый при выплавке стали, даёт
большую экономию общественных затрат в народном хозяйстве. Практически каждая
тонна лома чёрных металлов, переработанная в сталеплавильном производстве,
заменяет тонну чугуна. Удельная капиталоёмкость производства 1 т чугуна из
железорудного сырья в 7 раз превышает удельные капитальные затраты на
На каждый миллион тонн вовлечённых в производство вторичных чёрных металлов
народнохозяйственная экономия капиталовложений составляет около 100 млн.
руб., а с учётом высвобождения мощностей машиностроения и транспорта – более
Не все ресурсы металла, закончившего срок службы, утилизируется. Частично они
остаются неизвлечёнными, несобранными и безвозвратно теряются.
В целом безвозвратные потери металла, закончившего срок службы из – за
неполного его сбора и извлечения составляют 12 – 15% по отношению к
образовавшимся ресурсам. Кроме того, значительная часть металла теряется в
процессе эксплуатации от истирания и коррозии. Общие потери от коррозии и
истирания металла за время его службы оцениваются в среднем примерно в 15%.
На металлообрабатывающих и машиностроительных заводах из – за неполного сбора
образующихся металлоотходов безвозвратно теряется около 5% кусковых
металлоотходов и около 15% стружки.
Полный сбор, надлежащая сортировка, сохранность от смешивания при перевозке и
подготовке к переплаву легированного вторичного сырья, обеспечивают большую
экономию в народном хозяйстве. Использование легированного металлолома
необходимо улучшить. Улучшение организации заготовки лома, значительное
расширение сети цехов и участков по переработке лома, оснащение их
современным ломоперерабатывающим оборудованием позволят значительно увеличить
уровень использования ресурсов лома, что окажет значительное влияние и
возрастание производительности общественного труда, эффективность
В изготовлении салона автомобиля в основном используется пластмассы –
материалы, на основе природных или синтетических полимеров. Способные под
влиянием нагревания и давления формоваться в изделия сложной конфигурации и
затем устойчиво сохранять приданную форму.
Пластмассы ещё относительно мало используются как вторичное сырьё. Это
объясняется, прежде всего, многообразием типов пластмасс и выпускаемых из них
изделий, а также сложностью состава, что затрудняет сортировку и переработку
пластмассовых отходов, особенно бытовых.
Американские специалисты условно установили для всех пластмассовых изделий
три срока службы: краткий, оптимальный и длительный. Для транспорта
предлагаемый срок службы: краткий – 7 лет, оптимальный – 10 лет, длительный –
Основные направления утилизации и ликвидации пластмассовых отходов следующие:
¨ Захоронение на полигонах и свалках
¨ Переработка пластмассовых отходов по заводской технологии
¨ Совместное сжигание отходов пластмасс с городским мусором
¨ Пиролиз и раздельное сжигание в специальных печах
¨ Использование отходов пластмасс как готового материала для других
Захоронение отходов пластмасс на полигонах и свалках, которое пока наиболее
широко распространенно у нас в стране, может рассматриваться лишь как
временная мера их утилизации, так как пластмассы подвергаются разложению
чрезвычайно медленно. При этом методе из сферы возможного полезного
использования изымаются тысячи тонн ценного вторичного сырья.
Первая стадия включает сортировку отходов по внешнему виду, отделение
непластмассовых компонентов, таких как ветошь, остатки бумажной или
деревянной тары, металлических предметов и т. д. Вторая стадия – одна из
наиболее ответственных в процессе. В результате одно — или двустадийного
измельчения материал приобретает размеры, достаточные для того, чтобы можно
было осуществлять его дальнейшую переработку.
На третьем этапе дроблёный материал подвергают отмывке от загрязнений
органического и неорганического характера различными растворами, моющими
средствами и водой, а также отделяют его от неметаллических примесей.
Четвёртая стадия зависит от выбранного способа разделения отходов по видам
пластмасс. В случае если предпочтение отдаётся мокрому способу, сначала
производят разделение отходов, а затем их сушку. При использовании сухих
способов вначале дроблёные отходы сушат, а затем классифицируют.
Пятая и шестая стадии состоят в том, что высушенные дроблёные отходы
смешивают при необходимости со стабилизаторами, красителями, наполнителями и
другими ингредиентами и гранулируют. Часто на этой же стадии отходы смешивают
с товарным продуктом. Седьмой, заключительной стадией процесса является
переработка гранулянта в изделия. Эта стадия практически мало, чем отличается
от процессов переработки товарного продукта с точки зрения применяемого
оборудования, но часто требует специфического подхода к выбору режимов
Полная реализация описанной схемы на практике является дорогостоящим и
трудоёмким процессом, поэтому внедрение её довольно ограничено.
Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 732 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Тема 5.7. Утилизация отходов автотранспортного комплекса
1. Автотранспортные средства, запчасти и агрегаты, пришедшие в негодность, лом черных и цветных металлов
2. Утилизация и вторичное использование отходов и отбросов (отработанные аккумуляторы, шины, неытепродукты)
3. Шламы очистных сооружениий, загрязненные нефтепродуктами материалы
4. Рекомендации по утилизации отходов АТК
5.7.1. Автотранспортные средства, запчасти и агрегаты, пришедшие в негодность, лом черных и цветных металлов.
Экологическая опасность этой группы отходов заключается в том, что они, в частности, выбывшие из использования автотранспортные средства, содержат в себе все ранее упомянутые виды отходов, а также детали из металла, стекла, пластмасс и текстиля. Поэтому решение проблемы этого вида отходов становится возможным и экологически приемлемым только при условии решения проблем ранее упомянутых отходов. Кроме того очевидна необходимость разборки транспортных средств на компоненты, пригодные для последующей переработки в товарную продукцию или для компактного размещения на полигонах промышленных отходов. Обязательными являются:
слив отработанных моторного и трансмиссионного масел;
слив охлаждающей и тормозной жидкостей;
Разборка кузова и салона, демонтаж двигателя, коробки передач и осей, демонтаж оставшихся частей, разборка агрегатов, электрооборудования и приборов целесообразно проводить только для извлечения деталей для их повторного использования.
Один из возможных организационных вариантов решения этой задачи представлен на рис. 8.
Объемы образования этого вида отходов можно ориентировочно рассчитать исходя из среднего амортизационного срока службы автомобиля — 15 лет. Следовательно ежегодно необходимо утилизировать примерно 1/15 часть автомобилей, стоящих на учете. Примерный объем комплектующих частей, вторичного сырья и отходов, образующихся при разборке укомплектованного и разукомплектованного автомобиля представлен на рисунках 9 и 10. Таким образом в результате разборки автомобиля от 75% до 85% его веса посредством рециклинга возвращается в хозяйственный оборот и только 15—25% требуют уничтожения или размещения на полигонах для промышленных отходов.
На сертифицированных площадках разбора производится «осушка» автотранспортных средств в соответствии с технологическим регламентом. Продукты «осушки» в установленном технологическом порядке отправляются на производства по переработке и утилизации отдельных видов отходов потребления транспортных средств.
Осушенное транспортное средство отправляется на шредерную площадку для переработки и последующей утилизации.
Площадки разбора и все перерабатывающие предприятия подлежат обязательному лицензированию в соответствии с нормативно-правовыми актами.
5.8.2. Утилизация и вторичное использование отходов и отбросов (отработанные аккумуляторы, шины, неытепродукты)
Автомобили и спецтехника на базе автомобильных шасси существенно облегчают решение целого ряда задач. Вместе с тем они создают комплекс экологических проблем, требующих адекватных действий, направленных на минимизацию вреда, наносимого природной среде и здоровью человека. Экологическую опасность представляют не только отработавшие газы двигателя, но и жидкие и твердые отходы эксплуатации автотранспортных средств, которые включают:
отработанные масла и нефтепродукты и отработанные технические жидкости;
автотранспортные средства, запчасти и агрегаты, пришедшие в негодность, лом черных и цветных металлов;
шламы очистных сооружений;
промасляная ветошь, почва и песок, загрязненные нефтепродуктами, отработанные фильтры и фильтроэлементы.
Ни один из вышеперечисленных отходов не относится к разряду особо опасных. Тем не менее при современных масштабах использования автотранспорта, отходы его эксплуатации наносят существенный ущерб окружающей природной среде и здоровью человека.
Решение экологических проблем на федеральном уровне регулируют около 20 законов Российской Федерации (приложение 1). Применительно к экологическим проблемам, связанным с отходами эксплуатации автотранспортных средств, наиболее важными являются Законы Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», «Об охране атмосферного воздуха» и «Об отходах производства и потребления». В соответствии с этими законами организация переработки и утилизации отходов эксплуатации автотранспортных средств возложена на субъекты Федерации. Субъекты Российской Федерации создают собственные долговременные программы решения проблем, связанных с отходами. Эти программы объединяют экологические, административные, правовые, финансовые, организационные и технологические аспекты проблемы отходов и разрабатываются в соответствии с приоритетами каждого субъекта Федерации.
Определение объема образования перечисленных отходов является первоочередной задачей региональных властей, без решения которой проблема сбора и переработки отходов автотранспортного комплекса решена быть не может. Надежной и исчерпывающей статистической информации об объемах образования и дальнейшей судьбе отходов автотранспортного комплекса нет ни в одном регионе России. Тем не менее в соответствии с Законом РСФСР «Об охране окружающей природной среды» и «Временными правилами охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в Россйской Федерации», утвержденных Министерством охраны окружающей среды 15.07.94 каждое юридическое лицо — природопользователь, в том числе автотранспортные и обслуживающие организации, которые обязаны получить от регионального органа Госкомэкологии «Разрешение на размещение отходов производства и потребления». В этом документе на основании «Лимита размещения отходов» утверждаются объемы отходов, ежегодно образующиеся у природопользователя. Образец этого документа приведен в приложении 2. Обобщение всех выданных разрешений может дать ориентировочное представление о ежегодном образовании отходов в регионе.
Экологическую опасность в отработанных аккумуляторах представляют свинец (55—68% от веса аккумулятора), сурьма (1—3%), серная кислота (10—15%), эбонит, насыщенный свинцом и полихлорвинил (15—20%).
Сбор аккумуляторного лома на территории России в 1985-90 гг. в среднем составлял 102 тыс. тонн (примерно 40% от ресурса), в 1993 году — 35 тыс. тонн (менее 20%). В эти же годы по официальной статистике страны ЕС довели уровень сбора отработанных аккумуляторов в среднем до 88%, а США — до 96%.
На сегодняшний день известны два основных варианта переработки отработанных аккумуляторов: прямое сжигание и утилизация с предварительной разборкой. Оба варианта реализованы в промышленных масштабах.
По первому варианту аккумулятор, освобожденный от серной кислоты просто сжигается в плавильной печи. В результате получается черновой свинцово-сурьмяный сплав и газообразные продукты. При очевидной технологической простоте такой вариант требует применения высокоэффективного газоочистного оборудования, поскольку образующиеся при этом дымовые газы содержат свободный хлор, диоксины, пары свинца и сурьмы, окислы серы, а также значительное количество сажи.
По второму варианту из отработанных аккумуляторов производится слив электролита и его нейтрализация. Затем производится дробление осушенного аккумулятора до частиц размером не более 150 мм с последующим измельчением до размера частиц не более 30 мм. Затем производится сепарация полученного продукта на фракции:
металлическую (свинцово-сурьмяный сплав);
оксидно-сульфатную (окислы и сульфат свинца);
органическую (эбонит, полипропилен, полихлорвинил).
Органическая фракция отмывается от свинца и разделяется для повторного использования и для захоронения.
Оксидно-сульфатная фракция вместе с раствором от промывки органической фракции подвергается выщелачиванию. Полученная твердая фаза посредством восстановительной плавки превращается в черновой свинец, а жидкая посредством выпаривания и очистки превращается в товарный сульфат натрия
Из металлической фракции посредством низкотемпературной плавки получают свинцово-сурьмяный сплав.
Существует несколько вариантов утилизации изношенных шин. Наиболее простой и распространенный — это их сжигание. Этот вариант при всей его простоте далеко не рационален по двум причинам:
сжигание изношенных покрышек сопровождается выделением в атмосферу диоксина, окислов серы и азота, тяжелых металлов и сажи;
энергия, получаемая при сжигании изношенных покрышек, меньше затраченной на их производство.
Наиболее рациональным вариантом является механическое дробление шин и повторное использование полученной крошки для комплексов, кровельных листов, уплотнителей, подрельсовых прокладок и т.д.
Технология получения резиновой крошки из изношенных шин, как правило, двух- или трехстадийная и предусматривает предварительную резку шин (отделение протектора), измельчение в крошку и сепарацию крошки с отделением металлического и текстильного корда. В результате такой переработки изношенных шин получается резиновая крошка с размерами частиц от 2 мм до 0,1 мм и содержанием металлического корда не более 0,1%, и не более 0,5—0,1% текстильного корда.
Для получения резиновой крошки используется несколько альтернативных технологий измельчения изношенных шин: дробление вальцами или каландрами, криогенное дробление, озонная деформационная технология и высокотемпературная сдвиговая технология тонкого измельчения. Первые две технологии внедрены в промышленных масштабам, а три последние находятся на стадии разработки.
Криогенная технология дробления использует свойство резины становиться хрупкой в жидком азоте. Благодаря этому криогенная технология позволяет получать резиновые порошки со средним размером 0,3—1,0 мм с низкой удельной поверхностью и высокой плотностью сшивки.
Озонная деформационная технология использует свойство озона девулканизировать резину, что существенно снижает затраты энергии и времени на процесс дробления. Расход озона составляет примерно 1г на килограмм резины. Озонная деформационная технология позволяет при комнатной температуре получать резиновую крошку с частицами 2—10 мм. Этот процесс экологически чистый и безотходный. Недостатком этой технологии является ядовитость озона, предельно допустимая концентрация которого в воздухе составляет 10″5%.
Высокотемпературная сдвиговая технология тонкого измельчения основана на том, что при температурах 80— 140°С происходит разрушение структуры резины по слабым молекулярным связям. В сочетании со сдвиговыми напряжениями это приводит к объемному разрушению резины на частицы размером 0,25—0,5 мм с развитой поверхностью и минимальным изменением физических свойств резины.
В результате описанных технологий из исходных покрышек получается 60—77% резиновой крошки, 11 —22% металлокорда и 12—15% отходов текстиля и других включений.
ОТРАБОТАННЫЕ МАСЛА, НЕФТЕПРОДУКТЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ
Попадание нефтепродуктов в окружающую природную среду происходит на всех этапах их жизненного цикла:
на этапе добычи нефти и при ее переработке;
в сфере торговли в результате халатного хранения,проливов и протечек;
при использовании нефтепродуктов в технике или вкачестве топлива;
в процессе сбора и переработки отработанных масел и нефтеотходов;
при переработке и повторном использовании отработанных масел и уничтожении нефтеотходов.
С позиций экологии наиболее приемлемым является использование нефтепродуктов в качестве смазочных материалов с последующим сбором образующихся отработанных продуктов и их переработки с целью повторного использования. Этот вариант обеспечивает наименьшее воздействие на окружающую среду.
Менее приемлемым с позиций экологии является использование нефтепродуктов и, в частности, отработанных масел в качестве топлива. Однако поскольку этот вариант пока экономически выгоден, он вполне допустим при использовании совершенного газоочистного оборудования.
Поскольку объемы образования отработанных технических жидкостей не значительны по сравнению с другими отходами и их промышленная переработка и повторное использование, как правило, экономически нецелесообразны. Для предотвращения попадания отработанных технических жидкостей в окружающую среду наиболее приемлемо их термическое уничтожение на установках для сжигания нефтешламов.
Сбор и использование отработанных нефтепродуктов (ОНП) в России осуществляется по трем группам (ГОСТ 21046-86):
ММО — масла моторные отработанные;
МИО — масла индустриальные отработанные;
СНО — смесь нефтепродуктов отработанных.
Применительно к автотранспортному комплексу наибольший интерес представляют группы ММО и СНО.
Отработанные нефтепродукты группы ММО состоят только из отработанных моторных масел. По своему компонентному составу содержат присадки и продукты их разложения (4—8%), смолы и другие продукты окисления масла (до 3%), органические соединения цинка, бария, кальция, серы, фосфора (до 2%), а также канцерогенные продукты неполного сгорания топлива и продукты износа деталей двигателя.
Отработанные нефтепродукты группы СНО предполагают менее квалифицированные условия сбора, т.е. допускается наличие в их составе не только отработанных моторных масел, но и отработанных трансмиссионных масел, нефтяных промывочных жидкостей, а также жидких нефтепродуктов из очистных сооружений и нефтесодержащих вод (предварительно отделенных от воды и механических примесей). Как следствие, помимо экологически опасных компонентов, присутствующих в ММО, в отработанных нефтепродуктах группы СНО содержатся органические соединения хлора и не регламентированные количества легких нефтяных компонентов. Последнее обусловливает их высокую пожароопасность. Кроме того наличие в составе этой группы верхнего слоя из очистных сооружений фактически предопределяет присутствие в них органических и неорганических соединений, непредсказуемых как по составу, так и по количеству.
Признаки отнесения отработанных нефтепродуктов к этим группам по ГОСТ 21046-86 приведены в таблице 3.
Таблица 3- Показатели для разделения отработанных масел по группам
1. Вязкость кинематическая при температуре 50°С, сСт