Примеры переработки различных отходов.
Физико-химическое выделение компонентов при участии жидкой фазы.
Термическая обработка.
В настоящее время используются следующие основные способы термической обработки отходов:
– сжигание органических веществ с рекуперацией тепла и получением относительно безвредных веществ (СО2, H2O);
– пиролиз органических веществ (пластмассы, резина, древесина, нефтешламы и др.) при температуре ~400оС и выше без доступа воздуха с получением горючих газов и дальнейшей переработкой твердых остатков;
– обжиг в окислительной среде с получением газообразных веществ и твердого остатка, например, из пирита (FeS2) получают SO2 и Fe2O3, которые далее могут использоваться в сернокислотном и металлургическом производствах;
– переплавка с целью получения отдельных металлов, например, из различных видов металлолома можно получать железо медь алюминий и др. металлы.
В переработке отходов наиболее часто используются следующие физико-химические процессы:
– выщелачивание (экстрагирование) - растворение целевого компонента смеси специфическим растворителем без протекания химических реакций или с таковыми за счет образования новых хорошо растворимых соединений;
– растворение - перевод отходов полностью в раствор с последующим извлечением из него отдельных компонентов;
– кристаллизация - выделение из насыщенных растворов отдельных компонентов в виде твердой фазы при изменении, например, температуры раствора.
Отходы производства и потребления резинотехнических изделий (РТИ):
Целью переработки отходов РТИ является извлечение каучука. Технологический процесс переработки отходов основан на их девулканизации при температуре 160-190оС с добавками специальных катализаторов, при этом образуется растворимый девулканизат, из которого, в свою очередь, получают так называемый „регенерат“, который может использоваться для получения товарных РТИ.
Отходы производства и потребления пластмассовых изделий и материалов:
Основной целью переработки отходов пластмасс является извлечение и повторное использование аккумулированного в них ценного органического сырья. Реализация этой цели достигается следующими технологическими процессами:
– недеструктивная утилизация - литье из расплавов других изделий, использование в качестве связующего вещества для производства, например, древесно-полимерных композитов (доски и т.п.);
– деструктивная утилизация за счет деполимеризации, гидролиза, термической деструкции, пиролиза и т.п. процессов с получением сырья для синтеза высокомолекулярных соединений (ВМС);
– биодеградация отходов - разрушение пластмасс до простых соединений за счет жизнедеятельности специфических бактерий, плесени и грибков при добавлении таких деструкторов, как крахмал, соединений двухвалентного железа и др.;
– сжигание - наиболее простой способ с получением тепловой энергии, однако, при этом теряется ценное органическое сырье, и кроме диоксида углерода и воды могут образоваться токсичные вещества (хлористый водород, оксиды азота, диоксид серы, аммиак, диоксины и др.), что порождает проблему обезвреживания газовых выбросов в атмосферу.
Сельскохозяйственные и бытовые отходы:
Рассматриваемые отходы являются многокомпонентными смесями веществ с различными физико-химическими свойствами, как правило, органического происхождения. При переработке этих отходов чаще всего применяются следующие технологические процессы:
– вермикультура - за счет жизнедеятельности красного калифорнийского гибрида (червь) бытовой и сельскохозяйственный органический мусор превращается в качественное органическое удобрение – биогумус (за сутки один червь перерабатывает массу мусора в несколько раз большую, чем его собственная);
– анаэробное сбраживание органических отходов в метантенках с образованием горючих газов (метан и аммиак) и твердого остатка, утилизируемого в качестве удобрения;
– пиролиз мусора при температуре ~400оC с образованием горючих веществ и органического удобрения;
– высокотемпературное сжигание (t > 1500оC) c получением тепловой энергии и образованием диоксида углерода, воды и других, часто токсичных газов.