Те, кто рос в СССР, наверняка помнят массовую сдачу макулатуры. Это простой пример ответственного обращения с отходами, а именно рециклинга – возвращения отходов для повторного использования по тому же назначению после переработки. Коллективный сбор макулатуры в стране, к сожалению, ушел в прошлое. При этом бумага сама по себе почти не вредит природе, даже не будучи переработанной. Но многие другие отходы, к примеру, ртуть из разбитого градусника или электролит из батарейки, способны наносить многолетний и даже непоправимый урон различным экосистемам.
Сопутствующий улучшению качества жизни рост количества мусора (особенно «технологичного») и неотлаженные механизмы обращения с ним – большая проблема как для всего мира, так и для нашей страны. Говоря прямо – давно пришло время убрать за собой на планете и отрегулировать дальнейшее обращение с отходами так, чтобы не усиливать, а уменьшать давление на Землю. В России разработкой и реализацией многих решений в этой области занимается «Росатом», что неудивительно: забота об экологии, особенно в части обращения с отходами разных классов – глобальный тренд ближайших десятилетий для энергетического сектора.
Два года назад госкорпорация получила статус Федерального оператора по обращению с отходами I-II классов опасности. Что означает этот статус, какие действия и процессы планируются, а какие уже запущены, что вообще эта программа даст нашей стране – разбиралась «Популярная механика».
По классовому признаку
При попадании в окружающую среду «первоклассных» отходов экосистеме наносится катастрофический урон, а период восстановления попросту отсутствует. В быту их можно встретить, например, в трансформаторах, конденсаторах и ртутьсодержащих изделиях. После урона, нанесенного отходами второго класса, период восстановления составляет не менее 30 лет, и это при условии устранения самого источника загрязнения. Понятно, что все это оказывает негативное влияние и на состояние планеты, и на здоровье людей.
Самые распространенные источники таких загрязнений – свинецсодержащие отходы (автомобильные и промышленные свинцово-кислотные аккумуляторы, отходы электрического кабеля); ртутьсодержащие отходы (различные виды люминесцентных ламп, приборы, шламы, шлаки, катализаторы, содержащие ртуть); отходы химических источников тока (батарейки, источники бесперебойного питания, аккумуляторы); органические горючие отходы (в основном отходы химического и нефтехимического производства); водные неорганические отходы (отработанные растворы кислот, щелочей, гальваношламы). К слову, к этим отходам не относят радиоактивные и взрывчатые вещества, медицинские отходы и газы, находящиеся в сосудах под давлением.
Что делать
Увы, по самым скромным подсчетам в России ежегодно образуется около 350 тысяч тонн отходов I и II класса. Как от них избавляться? Варианта два: их можно либо захоранивать, «махнув рукой» и оставляя эту проблему нашим потомкам, либо перерабатывать. Сейчас, по самым оптимистичным оценкам, перерабатывается не более 1,5%, остальное скапливается на специальных полигонах либо незаконно сбрасывается в овраги, леса, на берега рек, загрязняя окружающую среду. В Европе, где к решению проблемы приступили раньше, перерабатывается уже 89% отходов добывающих отраслей.
Решение существует: при переработке из отходов можно извлекать железо, алюминий, олово, свинец, медь, ртуть, серебро и даже золото. Органические отходы можно сжигать, получая энергию. Но все это требует высокоразвитых технологий переработки, в которых мы сильно отстаем по сравнению все с той же Европой. Наибольших успехов в этой области мы достигли в программе по уничтожению запасов химического оружия, в рамках которой и были построены современные безопасные заводы по утилизации. На базе этих предприятий (в Саратовской, Кировской, Курганской областях и Удмуртской Республике) «Росатом» и собирается создать специализированные экотехнопарки, добавив к ним три новых. Вся инфраструктура для переработки отходов должна быть готова к 2024 году.
Технологии
Условно отходы I и II классов можно разделить на три группы – ртутьсодержащие; смеси неорганических солей, оксидов, гидрооксидов и кислот; стоки предприятий, органические отходы, смешанные отходы.
К первой группе относятся бытовые отходы: ртутные лампы и градусники, а также промышленные отходы, содержащие ртуть. Во вторую группу входят отходы металлургических, обрабатывающих, машиностроительных отраслей: это водные растворы, содержащие различные соли, шлаки, тяжелые металлы. Третью группу составляют в том числе отходы, образующиеся от переработки первых двух групп.
Самая малая по объему (около 4%), но самая опасная группа – ртутьсодержащие отходы, куда входят ртутные термометры и люминесцентные лампы. На словах технология извлечения из них ртути – демеркуризация – выглядит просто. Отходы измельчают, нагревают до температуры испарения ртути, пары охлаждают, конденсированную ртуть улавливают, а из очищенных от ртути отходов извлекают пластик, стекло и металлы. Однако сделать в промышленных масштабах подобное экономичное производство не так легко, и в этой области «Росатом» планирует использовать шведские технологии, широко применяемые во всем мире и реализованные на автоматизированных, экологически и технически безопасных установках полного производственного цикла. То есть при переработке получается готовый продукт, который сразу можно направить в промышленное производство. Все основные процессы оптимизированы и будут проходить в автоматическом режиме под контролем специальной электронной системы управления. Немаловажно, что энергетическая и экономическая эффективность шведских технологий высока.
ГК «Росатом»
Для переработки второй группы, на долю которой приходится 46% отходов, применяют физико-химические методы обработки химическими реагентами. Это окисление, нейтрализация, фильтрация, флотация, обессоливание, электролиз, выпарка растворов, высокотемпературная обработка осадков и еще множество разных способов. На выходе в идеале получают безопасные соли, которые тоже возвращаются в хозяйственный оборот. В этой области у нас есть определенные достижения, и «Росатом» собирается применить российские технологии, в частности, разработанные РХТУ им. Д. И. Менделеева.
ГК «Росатом»
На сегодняшний день нашим ученым удалось решить ряд важных задач. К примеру, технологии позволяют уменьшить количество получаемых жидких отходов, перевести растворимые соединения в нерастворимые осадки, перевести осадки II класса в IV, организовать замкнутую систему водозабора, а самое главное, переработать отходы I и II классов в ценные продукты: оксиды металлов, сульфат натрия, хлориды натрия, вода, медь, серебро, смесь металлов и другие соединения.
Вторичный продукт натрий хлористый (техническая соль) может применяться как антигололедный реагент.
Водный раствор хлористого натрия (вторичный продукт) может применяться при глушении нефтескважин на объектах региона или ближайших областей.
Технический хлорид аммония применяют при пайке и лужении стали; в качестве дымообразующего средства (благодаря своей летучести хлорид аммония обладает таким свойством); в гальванических процессах, в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в металлургии.
При экстракционно-электрохимической переработке медно-аммиачных растворов ионы меди извлекают из сернокислых реэкстрагирующих растворов. В результате электролиза на катоде выделяется чистая медь в виде компактного осадка или порошка. Результатом переработки становится товарный продукт, который поставляется на производства по получению меди.
Для третьей группы (около 50% отходов) применяется высокотемпературное обезвреживание. Казалось бы, самый простой процесс, но это не так. В этой области у Европы есть чему поучиться, и «Росатом» планирует использовать немецкие технологии. В немецкой установке можно перерабатывать твердые отходы, жидкие отходы, упаковочные материалы, которые загрязнены отходами I–II классов. На выходе получают востребованные в промышленности соли кальция и натрия, а также качественный пересыпной материал для полигонов ТКО. К термическому обезвреживанию отходов предъявляются жесточайшие требования по экологии. Система, которую разработали немецкие коллеги, по экологической безопасности самая эффективная и современная в мире. Скоро она появится и у нас.
К слову, существуют и вообще идеальные технологии по стопроцентному уничтожению органических отходов – например, плазменный реактор, разработанный академиком Михаилом Предтеческим, который «разбирает» химические соединения до атомарного уровня и уничтожает самые токсичные вещества, например ракетное топливо. К сожалению, пока такие реакторы из-за своей технической сложности используются только для синтеза графеновых нанотрубок, но вполне возможно, что в будущем их можно будет увидеть на заводах по переработке.
Благодарим Госкорпорацию «Росатом» за помощь в создании материала
