ИТС 15–2025 Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)

В производстве полуфабрикатов и/или готовой продукции может быть использо-

вано сырье вторичное пластмассовое, такое как:

- вторичные полиэтилентерефталаты (ПЭТ);

- вторичные полистиролы (ПС);

- вторичные полипропилены (ПП);

- вторичные поливинилхлориды (ПВХ);

- вторичные полиэтилены (ПЭ).

Основной объем сырья вторичного полимерного используется для изготовления

пластмассовой тары и упаковки (38 %), производства деталей из пластмассы для быто-

вой техники (22 %), производства материалов, используемых в строительстве (трубы,

кровельные материалы и пр.) (18 %) (рисунок 6.2) [48].

Рисунок 6.2 - Структура применения вторичного полимерного сырья

Пластиковые изделия маркируются согласно Техническому регламенту Таможен-

ного союза «О безопасности упаковки» ТР ТС 005/2011 [49], что позволяет определить

тип материала.

Методы утилизации отходов полимеров зависят как от их происхождения, так и от

марки полимера. При этом наиболее просто утилизируются технологические отходы, то

есть отходы производства, которые не подверглись интенсивному световому воздей-

ствию в процессе эксплуатации.

В Российской Федерации действует ряд предприятий, утилизирующих отходы про-

дукции из полиэтилентерефталата в сырье для производства текстильных волокон,

стреп-ленты, а также других изделий.

Одно из немногих предприятий в России, осуществляющее полную утилизацию

отходов упаковки из полиэтилентерефталата (ПЭТ-бутылок) по технологии bottle-to-bot-

tle («новая бутылка - из б/у бутылки»), расположено в Московской области, г. Солнечно-

горске. Технология позволяет утилизировать бывшие в употреблении ПЭТ-бутылки в сы-

рье - гранулированный ПЭТ, который повторно используется для производства различ-

ной упаковки и изделий. Мощность объекта утилизации составляет 60 тыс. т ПЭТ-бу-

тылки в год [48, 50].

Сбором, сортировкой и утилизацией полимерных отходов в России занимается по

разным оценкам до 4000 мелких и крупных предприятий. Наиболее крупные утилиза-

торы полимерных отходов на российском рынке расположены в Москве и Московской

области, Пермском крае, Санкт-Петербурге (рисунок 6.3). Большая часть предприятий

по утилизации полимерных отходов ограничивается сортировкой, прессовкой и измель-

чением пластиковых отходов.

Рисунок 6.3 - Центры промышленной утилизации отходов изделий пластика

Основные направления промышленной утилизации полимерных отходов в России

[51, 52, 53] следующие:

- изготовление из отходов сырья вторичного пластмассового, в том числе для по-

ставки на экспорт (дробленки, агломерата, гранулята из ПЭ, ПВХ, ПС, ПП, ПЭТ, лавса-

нового волокна);

- изготовление из отходов (или с их частичным использованием) традиционной

разнообразной продукции производственно-технического и бытового назначения мето-

дами литья, прессования, экструзии;

- изготовление из полимерных отходов материалоемкой продукции, как правило,

не изготовляемой только из первичного сырья, в том числе из смешанных отходов или в

композиции с другими отходами (макулатурой, древесными и текстильными отходами).

В настоящее время утилизация отходов полимеров приобретает экономическую

целесообразность, поскольку позволяет существенно экономить первичное сырье и

электроэнергию [53].

Основные данные по методам и технологиям утилизации и обезвреживания

пластмассовых изделий, утративших потребительские свойства, в том числе упа-

ковки.

Способы утилизации и обезвреживания пластмассовых изделий, утративших по-

требительские свойства, можно разделить на три основные группы:

- физические (механические);

- физико-химические;

- термические.

В результате утилизации пластмассовых изделий образуется вторичное сырье. В

качестве вторичного сырья выступает полимерная крошка или порошкообразные мате-

риалы. Сырье вторичное пластмассовое используется для изготовления различного

рода изделий (тара, трубы и т. д.). Полученное в результате утилизации вторичное сы-

рье должно соответствовать документам в области стандартизации Российской Феде-

рации.

Все механические способы утилизации пластмассовых отходов с целью вторич-

ного использования полимеров заключены в измельчении различных пластиковых суб-

станций. Основные операции технологического процесса подготовки отходов пластмасс

к утилизации включают дробление, уплотнение, промывку, обогащение и гранулирова-

ние [52].

В результате механического дробления образуются различные фракции пласт-

масс (в том числе крошка и порошкообразные материалы), которые после промывки и

обогащения подвергаются литью под давлением. Данный способ, основанный на меха-

ническом измельчении, не приводит к изменению физико-химических свойств пластмасс

и их структуры.

Отходы пластмасс бытового потребления, выделенные из ТКО, обрабатывают с

использованием процессов измельчения, грохочения, рассева и смешения в сочетании

с различными видами сепарации. Прошедшие обработку отходы промывают и сушат.

Высушенные отходы перемалывают и направляют на устройства для гранулирования

или таблетирования [52, 53].

Утилизация пластмассовых изделий, утративших потребительские свойства, фи-

зико-химическими способами осуществляется с применением следующих методов:

Метод деструкции пластмассовых отходов. Данная технология позволяет по-

лучать олигомеры и мономеры, которые используются для получения волокна и пленки.

Метод повторного плавления. Данный способ утилизации пластмассовых отхо-

дов позволяет изготавливать гранулят, применяя технологию литья под давлением либо

экструзию.

Метод переосаждения из растворов. Данный способ утилизации позволяет про-

изводить композиционные материалы и получать порошки, используемые для нанесе-

ния полимерных покрытий.

Метод химической модификации. Данный способ позволяет изготавливать ма-

териалы с новыми физическими и химическими свойствами.

Наиболее распространенным из всех перечисленных выше способов утилизации

пластиковых отходов является метод повторного плавления (метод гранулирования или

таблетирования) [48].

Механизмы термической деструкции полимеров классифицируются по содержа-

нию кислорода на несколько видов: пиролиз, метанолиз, газификацию, сжигание. Тер-

мические методы обезвреживания описаны в справочнике НДТ ИТС 9-2025 «Утилизация

и обезвреживание отходов термическими способами» [3].

6.2

Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации

пластмассовых

изделий,

утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки

6.2.1

Методы сортировки пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки

Перед утилизацией пластмассовых изделий, утративших потребительские свой-

ства осуществляется процесс сортировки в зависимости от вида пластика.

Различают ручную и автоматизированную сортировку.

При ручной сортировке пластиковые отходы разделяют на группы по типам пла-

стика, используя специальные маркировки и обозначения на упаковке. В процессе руч-

ной сортировки распознавание нужных материалов производится персоналом визу-

ально, а отбор осуществляется вручную. После этого происходит упаковка каждого вида

пластика в отдельные мешки или специальные контейнеры для утилизации пластика.

Системы ручной сортировки обычно бывают двух типов: прямые и обратные. В

прямых системах сортировки нужные материалы удаляются из общего потока. В обрат-

ных системах сортировки, пластмассовые бутылки и упаковка остаются на конвейере, а

удаляются нежелательные материалы и загрязнения.

Когда пластиковые бутылки и упаковка удалены при прямой сортировке, они по-

падают непосредственно в измельчитель или во вторичную систему конвейеров, питаю-

щих измельчитель.

Системы обратной сортировки имеют риск большего загрязнения, особенно при

непосредственной подаче материала с конца конвейера в пресс или дробилку. Если уда-

ление нежелательных материалов не завершено, эти нежелательные материалы посту-

пают на следующий этап обработки и возможно загрязнят продукт. Тем не менее, обрат-

ные системы сортировки работают хорошо, если материалы были предварительно от-

сортированы. Системы обратной сортировки также хорошо работают при пакетировании

продукта. Некоторые обратные системы сортировки используют двусторонние сортиро-

вочные конвейеры, где операторы размещаются с двух сторон, чтобы повысить произ-

водительность.

При автоматической сортировке используется специализированное оборудова-

ние, распознающее вид пластика по его физическим свойствам и цветовому диапазону.

Материал попадает на конвейерную ленту, где происходит облучение ультрафиолетом

для определения прозрачности (непрозрачности). Далее необходимо прохождение че-

рез систему камер, которые анализируют цвет и форму поступившей пластмассы, и сор-

тировка по контейнерам в зависимости от типа пластика.

Различают следующие основные методы сортировки:

1) сортировка по цвету. Измельченный пластик проходит через кабину устройства.

По разности цвета (определяется коэффицентом отражения) происходит разделение;

2) сортировка спектрофотометрией. Это уже более наукоемкие технологии. Ис-

пользуются варианты Рамановской, УФ-, ИК-спектрометрии. Конвейерный поток прохо-

дит через рабочую часть сортировочной кабины, где разделение происходит при по-

мощи светового потока определенной длины волны. Здесь уже возможен вариант более

тонкой сортировки, которая может разделить не только чистые пластики, но и их смеси

и композиты;

3) воздушное разделение. В воздушном циклоне потоком воздуха происходит от-

деление частиц полимера в зависимости от их плотности. Более рационально разделять

таким способом значительно разные по плотности пластики, например ПВХ и полиэти-

лен;

4) флотационная сепарация. В основе лежит процесс разделения по плотности

частиц в жидкости. Чаще всего в воде. Оборудование - флотационная ванна. При раз-

личной гидростатической плотности одни пластики плывут по поверхности, а другие то-

нут и движутся по дну флотационной ванны;

5) другие методы. Сюда отнесем более технологичные и трудоемкие методики.

Они основаны на технологии с применением более высокотехнологичного оборудова-

ния. Например, при сепарации методом растворения, применяют реакторы и испари-

тели. Электротрибологические методики предполагают использование установок с вы-

работкой электроэнергии.

6.2.2 Технологии утилизации пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки, основанные на физических

методах

В основной массе методы направлены на утилизацию пластмассовых изделий с

целью получения сырья вторичного пластмассового (код ОКПД 2: 38.32.33) - нарезан-

ного или гранулированного легкосыпучего полимерного материала.

Существует два основных метода гранулирования пластмассовых отходов [54,

55]:

- холодное гранулирование - расплав полимера продавливается через перфори-

рованную пластину, в результате чего получаются стренги. Стренги охлаждают и наре-

зают на гранулы;

- горячее гранулирование - расплавленный материал продавливается через круг-

лые отверстия рабочей поверхности. Полученный материал имеет вид стренги, которая

в горячем виде нарезается на мелкие гранулы либо таблетки. Гранулы охлаждаются по-

током воздуха.

В основу технологии утилизации положен механический рециклинг полимерных

отходов с целью их вторичного использования.

Сложность утилизации заключается в необходимости тщательной сортировки и

очистки отходов пластика. Утилизация во «флексы» или «дробленку» включает в себя

операции дробления, мойки, обезвоживания и сушки. При добавлении операции агломе-

рации получают агломерат, при добавлении процесса грануляции - гранулят, который

является готовым вторичным сырьём для производства пластиков.

Основное оборудование для механического рециклинга полимерных отходов

включает:

1 Дробилки (ударные, ротационные, конусные, щековые) и шредеры -аппараты

для измельчения, дробления отходов пластика с получением мелкофракционной дроб-

ленки (флексы).

2 Сепараторы (фотометрическое разделение, электростатическая сепарация,

флотационное разделение) - оборудование для разделения пластика по плотности и

другим свойствам, чтобы сгруппировать материалы с одинаковыми характеристиками.

3 Линии мойки (воздушные циклоны, гидроциклоны, центрифуги, флотационные

ванны) - мойка или продувка с удалением остатков грязи, пыли, а также следов продук-

тов и сред, с которыми контактировал пластик. В состав линии мойки (рисунок 6.4) вхо-

дит:

- отсев крупного мусора и инородных фракций на вибросите;

- промывка потоком горячей воды, на фрикционной мойке (за счет гидроудара про-

исходит окончательное отделение примесей от ПЭТ);

- сепарация во флотационной камере, разделяющей материалы по плотности;

- мойка полимера в душевой кабине;

- сушка полимера в центробежной сушилке и обработка пластика горячим возду-

хом до полного высыхания.

Продуктом измельчения/дробления является нарезанный полимерный материал

в легкосыпучей форме, который предназначен для использования [56].

Рисунок 6.4 - Линия мойки отходов пластика

При получении агломерата или гранулята используются:

- сушилки (конусного типа, центробежные) или система воздушных циклонов -

сушка производится после стадии отмывки «дробленки» с целью удаления следов влаги

перед подачей ее на грануляцию;

- агломераторы - повышение насыпной плотности пластика (для плёночных и тка-

ных материалов полотнистой структуры);

- мельницы и смесители - для приготовления смесей в экструдеры;

- грануляторы (экструдеры и эксрузионные линии) - аппараты для высокотемпе-

ратурного плавления обработанных отходов пластика. Расплав может охлаждаться как

воздухом, так и водой. Охлажденный пластик режется ножами на мелкие частички ци-

линдрической или сферической формы (регранулят).

Продуктом гранулирования является гранулированный полимерный материал в

легкосыпучей форме, который предназначен для использования [56].

Схема утилизации пластиковых отходов с получением гранулята «сухим» и «мок-

рым» методами приведена на рисунке 6.5.

Основные этапы утилизации «мокрым» методом включают:

- сортировку отходов по качеству, составу, цвету и степени загрязнения;

- предварительное измельчение отходов;

- повторную сортировку полученной субстанции;

- промывку и сушку пластиковых частиц;

- агломерацию отходов;

- пропускание агломерата через металлодетектор;

- экструдирование для получения однородного полимерного расплава;

- изготовление гранулята;

- затаривание сырья вторичного пластмассового и складирование.

Рисунок 6.5 - Схема утилизации пластиковых отходов с получением гранулята

(сухой и мокрый методы)

Основные этапы утилизации в «сухом» методе включают:

- сортировку отходов по качеству, составу;

- предварительное измельчение отходов (литники забракованные и литьевые из-

делия) или агломерация отходов (пленка);

- повторную сортировку полученной субстанции;

- агломерацию отходов;

- пропускание агломерата через металлодетектор;

- изготовление гранулята по заданным характеристикам вязкости, плотности и

размера;

- затаривание сырья вторичного пластмассового и складирование.

Высоким потенциалом для утилизации обладают использованные полимерные

пленки, генерируемые промышленными и торговыми предприятиями, это отделы от-

правки и получения грузов, склады, центры распределения продукции, оптовые рынки,

крупные торговые центры. Схема утилизации полимерной пленки представлена на ри-

сунке 6.6.

Резка кип

Получение сечки

Транспортировка

Флотация

пленки и

и сортировка на

Кип полимерной

мойка

виброситах

пленки

Расфасовка и

Агломерация

Сушка

Сортировка на

упаковка

виброситах

Рисунок 6.6 - Схема утилизации отходов полимерной пленки

Утилизация отходов полимерной пленки в агломерат включает следующие опера-

ции: резку кип пленки на части, мойку, получение сечки, сортировку на виброситах, фло-

тацию тяжелых загрязнений, сортировку на виброситах, сушку, агломерацию, расфа-

совку и упаковку. Агломератор предназначен для формования из отходов полимерных

пленок оплавленных частиц неправильной формы размером от 2 до 8 мм для обеспече-

ния условий загрузки и утилизации пленочных отходов в экструдерах и литьевых маши-

нах [55].

Линии для утилизации отходов полимерных пленок гранулированием применя-

ются в случае необходимости глубокой утилизации исходного сырья (пленка с печатью,

загрязненная пленка).

6.2.3 Технологии утилизации пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки, основанные на физических

методах с применением термоформирования

В основу технологии утилизации положен метод повторного плавления полимер-

ных отходов для получения изделий экструзией или литьем под давлением [57, 54].

Литье под давлением - процесс, включающий следующие операции:

- измельчение отходов пленок и листов;

- формование нового изделия методом литья под давлением.

Для утилизации отходов методом литья под давлением, как правило, применяют

машины с постоянно вращающимся шнеком, конструкция которого обеспечивает само-

произвольный захват и гомогенизацию отходов.

Метод экструзии заключается в непрерывном продавливании расплавленного по-

лимерного сырья через специальную формирующую головку. Благодаря выходному ка-

налу определяется профиль будущего изделия. Для осуществления экструзионного про-

цесса используют экструдер. В экструдере материал пластицируется, гомогенизируется

и при необходимости дегазируется [53]. Схема утилизации отходов полиэтиленовой

пленки с применением экструзионного прессования представлена на рисунке 6.7.

Отходы

полиэтиленовой

пленки

Сортировка

Хвосты

Дробление

- 9 мм

Промывка

Сточные воды

Центрифугирование

Сушка

Сточные воды

Экструзионное

прессование

Добавка первичного сырья

(гранулированный полиэтилен)

Смешивание

Экструзионное

прессование

(пленочный агрегат)

Полиэтиленовая

пленка

(толщина 80-200мкм)

Рисунок 6.7 - Схема утилизации отходов полиэтиленовой пленки с применением

экструзионного прессования

Наиболее распространенные виды оборудования для утилизации полимерных от-

ходов методом термоформования:

- червячные прессы;

- выдувные агрегаты;

- линии для производства рукавной пленки;

- трубные линии и оболочковые трубные линии;

- линии для производства гофрированных шлангов;

- термопластавтоматы;

- экструдеры.

6.2.4 Технологии утилизации бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ),

утративших потребительские свойства, основанные на физических методах с

применением термоформирования

Технологический процесс получения ПЭТ-флексов из ПЭТ-отходов

В качестве исходного сырья при получении ПЭТ-флексов используют отходы упа-

ковки из полиэтилентерефталата, извлеченные при сортировке твердых коммунальных

отходов, а также лом и отходы изделий из полиэтилентерефталата незагрязненные.

Технологический процесс утилизации ПЭТ-отходов состоит из следующих стадий:

подача кип с ПЭТ-отходами. Кипы с ПЭТ-бутылкой, прошедшие входной

контроль подаются в подразделение (цех) на ленточный транспортер автопогрузчиком,

откуда конвейер отправляет распакованную кипу в бункер рыхлителя, где происходит

разуплотнение спрессованной ПЭТ-бутылки;

ручная сортировка ПЭТ-бутылки. С бункера рыхлителя разуплотненная бу-

тылка валами подается на ленточный сортировочный конвейер, на котором, при необ-

ходимости, происходит ручная сортировка. Бутылка, двигаясь по ленточному конвейеру

проходит через магнитную ловушку, где происходит отделение металлических предме-

тов от бутылки;

предварительная мойка. Бутылка ленточным конвейером подается в

машину предварительной мойки, где происходит предварительная очистка ПЭТ-бутылки

водой, отделение крупных загрязнений, песка и этикетки;

дробление бутылки на ПЭТ-флексы. После предварительной мойки бу-

тылка транспортером подается в дробилки. Дробление ПЭТ-бутылки происходит между

неподвижными ножами статора и вращающимися ножами, закрепленными на роторе.

Под дробильной камерой расположен ситовой экран с ячейками, который определяют

размер частиц. Продукт дробления называется ПЭТ-флекс. Проходя через ситовой

экран ПЭТ-флексы, попадают в нижний бункер дробилки, оттуда выводятся шнековой

подачей и подаются в горизонтальную обезвоживающую центрифугу. Сырьевым венти-

лятором подается в накопительный силос;

мойка-флотации. Из накопительных силосов ПЭТ-флексы шнековой пода-

чей подаются в двухшнековую мойку-флотации. Мойка-флотации двухшнековая предна-

значена для промывки ПЭТ-флексов и отделения этикетки и рубленной ПП-пробки от

флексов;

центрифугирование. Горизонтальная обезвоживающая машина использу-

ется для обезвоживания очищенных ПЭТ-флексов. ПЭТ-флексы из ванны двухшнековой

мойки-флотации выводятся шнековой подачей в горизонтальную центрифугу, откуда да-

лее сырьевым вентилятором ПЭТ-флексы транспортируются в циклон горячей мойки;

горячая мойка. Используется для промывки ПЭТ-флексов и удаления с них

клея, масляных, различных минеральных и органических загрязнений;

центрифугирование. Далее промытые ПЭТ-флексы шнеком выводятся в го-

ризонтальную центрифугу, в которой осуществляется дальнейшее интенсивное отделе-

ние грязной воды и примесей и вентилятором перемещаются в циклон мойки-флотации.

Мойка-флотация двухшнековая. Мойка-флотация двухшнековая использу-

ется для промывки ПЭТ-флексов и отделения этикетки и примесей. Промытые ПЭТ-

флексы загружаются в флотационную мойку для окончательного интенсивного ополас-

кивания. Из мойки-флотации ПЭТ-флексы выводятся шнеком и подаются в горизонталь-

ную центрифугу;

10)

центрифугирование. Горизонтальная обезвоживающая машина использу-

ется для предварительного обезвоживания до влажности 8-10%. Далее, на выходе из

центрифуги, флексы подхватываются потоком горячего воздуха и подаются в трубную

сушку;

11)

трубная сушка. ПЭТ-флексы, подаваемые потоком горячего воздуха, прохо-

дят трубную сушку, где идет подсушивание ПЭТ-флексы до влажности 1,5-1,0%. Далее

ПЭТ-флексы поступают в циклон сепаратора этикетки;

12)

сепаратор этикетки и циклон. Назначение - удаление остатков этикетки и

мелкой фракции полимерной пыли, образовавшейся после дробления. ПЭТ-флексы вы-

сыпаются из циклона сепаратора под действием силы тяжести движутся вдоль зигзаго-

образных стенок сепаратора дутьевыми вентиляторами отделяется потоком воздуха

легкая фракция, остаточная этикетка, бумага. Далее тягой вентилятора ПЭТ-флексы

направляются в циклон-накопитель;

13)

загрузка ПЭТ-флексов в емкости для дальнейшего использования и хране-

ния. Полученные в результате утилизации ПЭТ-флексы загружаются в емкости для хра-

нения (МКР). Загрузка мягких контейнеров производится весовым дозированием.

Технологический процесс получения ПЭТ-флексов представлен на рисунке 6.8.

Рисунок - 6.8 - Технологический процесс получения ПЭТ-флексов

Технологический процесс производства полиэфирного волокна из ПЭТ-

флексов

Технологический процесс производства полиэфирного волокна включает

следующие стадии:

сушка ПЭТ-флексов (флексов) и формование из расплава (процесс прядения);

ориентационное вытягивание (процесс вытягивания) и формирование

готового волокна в кипах.

1.1 Процесс прядения включает следующие стадии:

Кристаллизация и Сушка ПЭТ-флексов

→ расплав ПЭТ-флексов при

экструдировании→ фильтрация расплава →формирование волокна в виде жгута →

охлаждение нитей жгута → замасливание нитей жгута→ первичная вытяжка нитей жгута

→ укладка нитей жгута в кэны.

1.2 Процесс вытягивания проходит следующие стадии:

Сбор жгута из кэнов (комплектование невытянутого жгута) → ориентационная

вытяжка жгута → гофрирование жгута → термофиксация жгута → резка жгута и

упаковка готового волокна в кипы.

Технологический процесс производства полиэфирного волокна из ПЭТ-флексов

представлен на рисунке 6.9.

Рисунок 6.9 - Технологический процесс производства полиэфирного волокна из ПЭТ-флексов

Технологический процесс получения гранул (гранулята) из ПЭТ- отходов

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) - один из наиболее распространенных термопла-

стов, используемых для производства бутылок, упаковки и текстиля. С развитием инду-

стрии вторичной утилизации все большее значение приобретает эффективная утилиза-

ция отходов ПЭТ в гранулы - полимерное сырье, пригодное для повторного использо-

вания в производстве.

Грануляция ПЭТ - это технологический процесс преобразования ПЭТ-отходов (в

том числе бутылок, преформ, пленок) в однородные гранулы (пеллеты), которые можно

снова использовать как вторичное сырье в производстве изделий. Гранулы должны об-

ладать стабильным размером, высокой чистотой и заданными характеристиками вязко-

сти.

Технологический процесс грануляции ПЭТ состоит из следующих основных эта-

пов [58]:

1 этап. Сортировка и подготовка сырья

На начальной стадии отходы ПЭТ проходят стадию сортировки. В процессе сор-

тировки входящий материал разделяется по цветам, из потока удаляются примеси,

включая любые виды пластмасс кроме ПЭТ. Основная цель - исключить попадание дру-

гих видов пластика (например, ПВХ, поликарбонат), которые могут ухудшить качество

гранулята или вызвать технические проблемы при утилизации. В качестве оборудования

используют сортировочные линии с ручной или автоматической сортировкой, оптиче-

ские сепараторы (камера определяет цвет продукции, дополнительные NIR-датчики поз-

воляют идентифицировать полимер). С помощью магнитных сепараторов производится

выбраковка из потока металлических примесей.

2 этап. Предварительная отмывка и дробление (измельчение)

Отсортированный ПЭТ поступает на стадию предварительной отмывки. В специ-

альных устройствах барабанного типа поверхность материала омывается холодной и

горячей водой, происходит удаление песка и части этикеток. При прохождении через

металлосепараторы удаляются металлические примеси. Предварительно отмытый ПЭТ

поступает в дробилку, где измельчается до фракции размером 5-15 мм. Основная цель

процесса - увеличить площадь поверхности материала для эффективной последующей

мойки. В качестве оборудования используют роторные или ножевые дробилки, шре-

деры. После измельчения материал подвергается центрифугированию для отделения

песка и пылевидных примесей.

3 этап. Мойка и очистка

Измельченный материал проходит этапы:

отмывки в горячем моющем растворе для удаления загрязнений, клея,

остатков этикеток и органических веществ;

отделения этикетки и рубленной ПП/ПЭ-пробки от хлопьев ПЭТ в раздели-

тельном бункере за счет разности плотностей материалов;

ополаскивания ПЭТ-хлопьев в теплой воде в реакторах полоскания.

В качестве оборудования используются моечные и полоскающие реакторы, цен-

трифуги, циклонные и центробежные сепараторы

4 этап. Сушка и сепарация

Отмытый материал поступает на стадию осушки. Высушивание хлопьев произво-

дится в термической вибросушке, где происходит удаление влаги за счет подачи горя-

чего воздуха в псевдосжиженный слой хлопьев. Измельченный и отмытый ПЭТ проходит

следующие стадии сепарации:

отделение частиц черных и цветных металлов на металлосепараторах;

удаление пыли и легковесных примесей на устройствах аэрофлотации за

счет потока воздуха, направленного в направлении обратном потоку хлопьев;

удаление примесей несоответствующих цветов и материалов устройством

фотосепарации.

5 этап. Экструзия

Материал подаётся в специальный реактор-каттер, где производится предвари-

тельный разогрев и доосушка хлопьев за счет трения. Разогретая масса подается в экс-

трудер, где происходит плавление и гомогенизация материала. В процессе экструзии

производится дегазация - удаление остатков влаги, продуктов деструкции ПЭТ и лету-

чих веществ вакуумными насосами. Расплавленный материал проходит через фильтр

расплава полимера, где удаляются нерасплавляющиеся механические примеси. Рас-

плав ПЭТ проходит через фильеру, на выходе из которой образуются нити полимера -

стренги. В качестве оборудования могут использоваться одношнековые или двухшнеко-

вые экструдеры, вакуумные дегазаторы, фильтры расплава (сменные и непрерывного

действия), фильеры.

6 этап. Гранулирование

Нити полимера охлаждаются в специальной ванне для затвердения, после чего

ПЭТ подаётся на гранулятор, где вследствие нарезки стренг образуются гранулы. Наре-

занный материал проходит стадию сушки в центробежной сушилке и стадию классифи-

кации на вибростоле, где происходит отделение гранул нестандартного размера. В ка-

честве оборудования используются головки подводного гранулирования, стренговые

грануляторы (резка нитей), центробежные сушки гранул. Продуктом этой стадии перера-

ботки является аморфный гранулят.

Для улучшения свойств вторичных ПЭТ-гранул может быть использована твердо-

фазная поликонденсация (ТФПК). Аморфные гранулы проходят стадию кристаллизации.

Производится их нагрев в псевдосжиженном слое, и гранула становится непрозрачной

(приобретает насыщенный цвет). Этот процесс предотвращает слипание (агломерацию)

гранул в дальнейшем в реакторе ТФПК при более высоких температурах.

Кристаллизованный материал попадает в реактор ТФПК непрерывного действия

колонного типа. В реакторе гранулы медленно движутся сверху вниз под действием

силы тяжести, а встречным потоком снизу вверх подается горячий азот. В этих условиях

активируется процесс твердофазной поликонденсации, происходит увеличение молеку-

лярной массы полимеров, что увеличивает вязкость ПЭТ гранул.

После прохождения реактора ТФПК производится охлаждение гранул потоком

воздуха. Готовая продукция затаривается в мешки.

Применяемое оборудование: кристаллизатор, реактор ТФПК, холодильник, си-

стема очистки циркуляционного азота.

На рисунке 6.10 приведена технологическая схема утилизации ПЭТ в гранулы:

сортировка, дробление, мойка, сушка, экструзия, гранулирование (без стадии ТФПК).

Рисунок 6.10 - Технологическая схема утилизации ПЭТ в гранулы

(без стадии твердофазной поликонденсации)

Полученный гранулят может использоваться в следующих целях [58]:

для производства новых бутылок (в том числе пищевого назначения);

для литья под давлением (контейнеры, футляры);

для изготовления волокон и нетканых материалов;

для изготовления пленки и листов.

Качество готового продукта (гранул из ПЭТ) регламентируется, например, стан-

дартом ПНСТ 833-2023 «Пластмассы. Полиэтилентерефталат рециклированный. Об-

щие технические условия».

6.2.5 Технологии утилизации пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки, основанные на физико-

химических методах

В основу технологии утилизации положен метод гидролиза полимерных отходов,

основанный на расщеплении пластмасс водными растворами кислот при действии вы-

соких температур [55, 57]. Процесс гидролиза имеет множество модификаций. Их отли-

чие заключается в применяемых катализаторах и количестве этапов гидрирования.

Продуктом утилизации является полностью очищенные от токсичных веществ гра-

нулы пластика.

Утилизация пластика осуществляется в следующем порядке:

- промывка и измельчение отходов;

- охрупчивание полученных хлопьев;

- измельчение до частиц размером в несколько сотен микрон;

- гидролизация субстанции водой в реакторе при температурах до 200 °C и не-

большом вакууме;

- нейтрализация полученных растворов;

- фильтрация твердых фракций;

- дистилляция полученного водного раствора;

- полимеризация образовавшейся олигомерной смеси.

Добавление различных катализаторов на основе гликолей и метанола дали раз-

витие способам на основе процесса гликолиза и метанолиза.

Гликолиз - способ утилизации пластика основан на процессе гидролиза, где для

деполимеризации отходов используются гликоли. Процесс проводится при температу-

рах порядка 210-250 °C и при атмосферном давлении. Время реакции и ее скорость за-

висят от количества добавляемых трансэтерификационных катализаторов [57, 58].

Продукты, получаемые при таком способе утилизации пластмасс, зависят от типа

используемого гликоля и его концентрации в получаемом расплаве. Это могут быть

смеси олигомеров или бис-(-оксиэтил) терефталата (БОЭТ). Дальнейшее применение

они находят в получении с их использованием полиэфиров и полимеров, а также высо-

комолекулярных спиртов.

В основу метанолиза положен процесс глубокой полимеризации (расщепления)

пластмасс с помощью метанола. Процесс метанолиза осуществляется в специальных

реакторах (автоклавах) при температуре свыше 150 °C и давлении 1,5 МПа. Для ускоре-

ния протекания химических реакций используются катализаторы переэтерификации. В

результате получают готовое химическое соединение, например, при утилизации ПТЭФ

получают диметилтерефталат [58].

6.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружаю-

щую среду при утилизации пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки

В ходе процессов утилизации полимерных отходов, основанных на физических

методах, происходит потребление энергоресурсов, водных ресурсов (для охлаждения

расплавленной массы), сжатого воздуха (дегазация оборудования и обрабатываемого

материала).

Физические методы утилизации полимерных отходов сопровождаются образова-

нием выбросов пыли и загрязненных сточных вод. В процессе измельчения или дробле-

ния отходов с получением мелкофракционных хлопьев производится выброс полимер-

ной пыли, взвешенных веществ. В процессе работы экструдеров, термопластавтоматов

в атмосферный воздух выделяются углерода оксид, смесь углеводородов предельных.

Сточные воды в процессе утилизации образуются от мойки измельченных отходов

при «мокром» методе при эксплуатации гидроциклонов, центрифуг, флотационных ванн.

Это воды промывки, фугат центрифуг и загрязненные воды процесса флотации.

В ходе утилизации изделий из пластмасс образуются отходы на этапах сорти-

ровки, сепарации и мойки полимерных отходов. К отходам, которые могут быть образо-

ваны, относятся отходы (остатки) сортировки отходов пластмасс, не пригодные для ути-

лизации.

В процессе утилизации бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ), утративших по-

требительские свойства, механическим методом образуются выбросы полиэтилентере-

фталата.

Физическими факторами воздействия являются шум, вибрация и тепловое воз-

действие.

Раздел

7 Утилизация и обезвреживание электрического и

электронного оборудования, утратившего потребительские

свойства; осветительного электрического оборудования,

утратившего потребительские свойства; отходов оборудования,

содержащего озоноразрушающие вещества

7.1 Общая информация о деятельности по утилизации и

обезвреживанию электрического и электронного оборудования,

утратившего потребительские свойства; осветительного

электрического оборудования, утратившего потребительские

свойства;

отходов

оборудования,

содержащего

озоноразрушающие вещества

В настоящем подразделе рассматриваются:

1) электрическое и электронное оборудование, утратившее потребительские

свойства, в том числе:

а) компьютерное, серверное, периферийное и офисное оборудование, утратив-

шее потребительские свойства;

б) коммуникационное оборудование, утратившее потребительские свойства;

в) мониторы, приемники телевизионные;

г) электронная бытовая и промышленная техника, утратившая потребительские

свойства;

д) оптические приборы и фотографическое оборудование, утратившие потреби-

тельские свойства;

е) электрические бытовые и промышленные приборы, утратившие потребитель-

ские свойства;

ж) неэлектрические бытовые и промышленные приборы, утратившие потреби-

тельские свойства;

2) холодильное и вентиляционное бытовое и промышленное оборудование, утра-

тившее потребительские свойства; осветительное электрическое оборудование, утра-

тившее потребительские свойства;

3) отходы оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества. В том

числе к вышеперечисленным электрическим приборам и оборудованию относятся элек-

тронное и электрическое оборудование из состава медицинских отходов класса Г.

На рынок России ежегодно поступает до 70 млн единиц электронного и электро-

технического бытового оборудования. Суммарная масса электронного лома в России

приближается к 1 млн т [59].

Отходы электронного и электрического оборудования (ОЭЭО) - один из возмож-

ных источников загрязнения окружающей среды, обладающий высокой ресурсной цен-

ностью: ОЭЭО, являясь поликомпонентным отходом, содержат большое количество

фракций, которые возможно вернуть в экономический оборот на производственные

предприятия. ОЭЭО содержат черные, цветные и драгоценные металлы, различные

виды пластмасс и т. д. [60].

Утилизация ОЭЭО, содержащих озоноразрушающие вещества, входит в число

обязательств, принятых Россией при подтверждении своего участия в Монреальском

протоколе, вступившем в силу в 1989 году.

Профессиональной утилизацией отходов оборудования сегодня занимаются за-

воды по утилизации ОЭЭО, расположенные в разных регионах страны. Наибольший

объем ОЭЭО утилизируется в центральном регионе. Утилизаторы данных отходов в

первую очередь извлекают из отходов электронного и электрического оборудования

фрагменты, содержащие драгоценные металлы [61], которые затем продаются аффи-

нажным заводам. Кроме этого, извлекаются лом черных и цветных металлов и различ-

ные виды стекла и пластиков.

Схема расположения наиболее крупных утилизирующих ОЭЭО компаний пред-

ставлена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема расположения наиболее крупных утилизирующих

ОЭЭО компаний

7.2 Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации и обезвреживания электрического и электронного

оборудования,

утратившего

потребительские

свойства;

осветительного электрического оборудования, утратившего

потребительские свойства; отходов оборудования, содержащего

озоноразрушающие вещества

Основным направлением утилизации электрического и электронного оборудова-

ния, утратившего потребительские свойства, является их полная утилизация с извлече-

нием полезных компонентов для их повторного применения.

В рамках проведения утилизации ОЭЭО на заводах производятся:

лом черного металла;

лом алюминия;

медный лом;

лом нержавеющей стали;

лом корпусного пластика;

лом печатных плат.

7.2.1 Утилизация

электрического

электронного

оборудования,

утратившего потребительские свойства

На объекты утилизации и обезвреживания электрического и электронного обору-

дования, утратившего потребительские свойства, поступают различные виды оборудо-

вания, которые сортируют на товарные группы в соответствии со своими особенностями

(крупная техника, мелкая бытовая техника, электронный лом и т. д.).

В ходе обработки и утилизации электронного и электробытового оборудования,

утратившего потребительские свойства, осуществляются извлечение полезных компо-

нентов для их повторного применения (рекуперация) и получение продукции в соответ-

ствии с ГОСТ и/или технических условий (ТУ) предприятия.

В процессе утилизации производятся следующие операции:

- приемка ОЭЭО (идентификация, проверка на комплектацию и наличие повре-

ждений, взвешивание, радиационный контроль);

- сортировка изделий на товарные группы в соответствии со своими особенно-

стями (крупная техника, мелкая бытовая техника, электронный лом и т. д.);

- механический способ утилизации ОЭЭО с использованием систем для утилиза-

ции и разделения, гидравлических шредеров (разделение, сортировка и механическая

утилизация).

Разделение состоит в демонтаже составных частей оборудования, под которым

подразумевается ручная разборка с использованием гидравлического и электрического

инструмента. Последовательность разборки определяется типом изделия, его конструк-

тивными особенностями и комплектацией. Процесс разборки выполняется в последова-

тельности, обратному процессу сборки изделия. Демонтированные компоненты сорти-

руются на пластик, металл, стекло и другие материалы, в том числе целые однородные

части, которые могут быть повторно использованы (детали, части и материалы, исправ-

ные и пригодные для вторичного потребления без дополнительной утилизации).

Механическая утилизация включает в себя утилизацию отсортированного сырья:

рубку, резку, пакетирование и брикетирование.

Участок по обращению с ОЭЭО укомплектован следующим оборудованием:

- пре-шредер, предназначенный для утилизации лома цветных металлов, кабеля,

резины, пластичных материалов, композиционных материалов. Шредер оснащен маг-

нитным сепаратором и имеет автоматический режим работы, что позволяет упростить

работу оператора;

- система для утилизации и разделения неоднородного кабеля с включениями

чёрного металла, предназначенная для утилизации электрических кабелей. Установка

оснащена гранулятором с тремя подвижными и двумя неподвижными лезвиями, пнев-

матическим конвейером, предназначенным для транспортировки измельченного мате-

риала к сепаратору, сухой сепаратор вибрационного типа;

- линия разборки электродвигателей (оборудование для разделки электродвига-

телей), предназначенная для утилизации электродвигателей. Установка состоит из мас-

лостанции; станка для разборки стартеров; станка для извлечения обмоток).

В результате механической утилизации отходов электронного и электробытового

оборудования получается следующая продукция:

сырье вторичное стекла;

сырье вторичное, содержащее черные металлы;

сырье вторичное, содержащее алюминий;

сырье вторичное, содержащее медь;

лом и отходы прочих цветных металлов;

сырье вторичное пластмассовое.

7.2.2 Утилизация компьютерной техники, утратившей потребительские

свойства

Утилизация компьютерной техники, утратившей потребительские свойства,

проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего

использования.

Описание метода. Комплектующие компьютерной техники сортируют по своей

ценности: материнские платы, процессоры, блоки питания, провода. Самое ценное в

компьютере - материнская плата.

Платы состоят, как правило, из двух частей: элементов монтажа (микросхем), со-

держащих драгоценные металлы, и не содержащей драгоценные металлы основы с

наклеенной на нее входящей частью в виде проводников из медной фольги [61].

Драгоценные металлы для повторного использования извлекаются преимуще-

ственно из лома печатных плат. Общее содержание драгоценных металлов в печатных

платах составляет от 25 граммов на тонну. Для извлечения драгоценных металлов из

печатных плат требуются специализированные технологические линии.

Среднее содержание драгоценных металлов в печатных платах:

- золото - от 25 до 1000 граммов на тонну;

- серебро - от 250 до 5000 граммов на тонну;

- платина - от 5 до 40 граммов на тонну;

- палладий - от 5 до 100 граммов на тонну.

По своим физическим и химическим свойствам многокомпонентный электронный

лом не может направляться в металлургическую плавку без механической разделки с

целью выделения отдельных компонентов или групп.

Технологические процессы современной утилизации радиоэлектронного лома,

как правило, включают в себя ручную дифференцированную разделку, механическое

измельчение (дробление), обогащение полученных концентратов и последующие виды

утилизации.

Дифференцированная ручная разделка предусматривает разборку блоков и узлов

изделий с максимальным использованием инструмента для извлечения навесного мон-

тажа и получения различных концентратов. Производительность таких работ до 150 ÷

200 кг/(чел. смену), что является основным сдерживающим фактором производительно-

сти. Только после ручной разделки отдельные виды концентратов лома подвергаются

измельчению в ножевых или в молотковых дробилках (мельницах). При этом текстоли-

товую (стеклотекстолитовую) подложку, содержащую цветные металлы с остатками дра-

гоценных материалов, направляют на обжиг в обжиговую печь с системой дожигания и

газоочистки [62].

Известна схема утилизации печатных плат, она представлена на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 - Схема утилизации отходов печатных плат

В станке для отделения компонентов электронных карт используется контролиру-

емое тепло с тем, чтобы сохранить не только компоненты карты, но и паяльное олово;

таким образом, минимизируется выброс паров и токсичных веществ в атмосферу. Тепло

производится при помощи воздуховодов и электросопротивлений с управлением термо-

парами. Компоненты платы разделяются при помощи контролируемых вибраций.

В большинстве случаев после отделения компонентов сами печатные платы, со-

стоящие в основном из меди и текстолита, реализуются как вторичное сырье.

Следующим шагом является ручная сортировка отделенных компонентов печат-

ных плат [63].

Однородность измельченных частиц радиоэлектронного лома по геометрическим

размерам могут обеспечить ножевые измельчители и шредерные установки.

Имеется комплекс для утилизации радиоэлектронного лома без предварительной

ручной разделки радиоэлектронных блоков с корпусными элементами для выделения

металлического концентрата.

В комплексе используются две молотковые дробилки. Первая дробилка обеспе-

чивает первичное дробление радиоэлектронного лома, вторая - окончательное его

дробление. Дробилки технологически соединены с грохотом посредством ленточного

транспортера с подвесным магнитным сепаратором. Для исключения запыления произ-

водственного помещения приемные бункеры и подрешетные пространства дробилок со-

единены с всасывающими патрубками циклонов, в которых оседают пылевидные фрак-

ции разрушаемых материалов. Извлечение ферромагнитных материалов (стальная и

чугунная крошка, крошка ферромагнитных сердечников) из раздробленного лома произ-

водится подвесными магнитными сепараторами. Грохот, входящий в состав комплекса,

разделяет раздробленную массу радиоэлектронного лома без ферромагнитной состав-

ляющей на две фракции: крупную и мелкую. Для сепарации измельченного радиоэлек-

тронного лома по крупности и плотности в комплексе применен многопродуктовый пнев-

матический каскадно-гравитационный классификатор [62].

В дальнейшем компоненты, содержащие металлы, в том числе драгоценные ме-

таллы, поступают на переплавку.

На современных автоматизированных производствах технологические процессы

утилизации радиоэлектронного лома и печатных монтажных плат включают в себя пред-

варительную обработку (измельчение, дробление) и обогащение сырьевых концентра-

тов, пирометаллургические и гидрометаллургические процессы. Схема технологиче-

ского процесса утилизации печатных монтажных плат представлена на рисунке 7.3.

К основным этапам современного высокотехнологичного способа утилизации ра-

диоэлектронного лома печатных монтажных плат относятся:

1 этап. Подготовка сырья

Основные технологические операции: разделка, разборка, прессование, измель-

чение и сепарация сырьевых материалов с применением специального оборудования,

станков и ручного инструмента, сортировка и подготовка сырья для дальнейшей утили-

зации в соответствии с технологическим процессом.

Установки утилизации печатных плат оснащены газоочистными (пылеулавливаю-

щими) установками, все отходы (пыль) газоочистки направляются на дальнейшую ути-

лизацию вместе с сырьевыми материалами в соответствии с технологическим процес-

сом.

В результате этапа подготовки сырья для дальнейшей утилизации и использова-

ния в технологическом процессе осуществляется получение обогащенного сырьевого

концентрата, содержащего медь и благородные металлы, лома черных металлов и алю-

миния.

2 этап. Пирометаллургическая утилизация

Основные технологические операции: плавка сырьевого концентрата, содержа-

щего медь и благородные металлы, для получения черновой меди (в конвертере); огне-

вое рафинирование черновой меди для получения анодной меди (в анодной печи) и из-

готовления медных анодов для их дальнейшей утилизации. Образующиеся в пироме-

таллургическом процессе оборотные шлаки повторно утилизируются в конвертере до

максимального извлечения из них ценных компонентов, после чего образующийся шлак

утилизируется в печи восстановления шлака с целью получения свинцово-оловянного

сплава и конечного шлака.

Из конечного шлака по достижении необходимого качественного состава изготав-

ливается щебень. Технологический процесс представляет из себя следующий процесс:

конечный шлак остывает, и далее осуществляется дробление охлажденного шлака до

необходимой фракции с помощью щековой дробилки.

В качестве флюсов при плавке сырья в пирометаллургическом оборудовании для

получения необходимых качественных показателей расплава металла и шлака исполь-

зуются песок кварцевый (SiO2), стекло, известь строительная (CaO), лом и стружка

стальные, чугунные (Fe).

Пирометаллургическое оборудование оснащено общей газоочистной системой,

все отходы (пыль) газоочистки в соответствии с технологическим процессом возвраща-

ются в производственный процесс для утилизации.

В результате этапа пирометаллургической утилизации для дальнейшей утилиза-

ции и использования в технологическом процессе осуществляется получение анодной

меди, в качестве готовой продукции получение свинцово-оловянного сплава и щебня из

металлургического шлака.

3 этап. Электролитическое рафинирование меди

Основные технологические операции: подготовка анодов; электролитическое ра-

финирование меди (анодов) для получения катодной меди; регенерация электролита;

обработка (снятие катодов с основы, промывка) медных катодов.

Процесс электролиза ведется с применением укрытия ванн специальным рулон-

ным материалом.

Поверхность пола внутри цеха электролиза меди имеет химически стойкое водо-

непроницаемое бетонное основание с приямками для сбора аварийных проливов техно-

логических жидкостей.

Электролитическое рафинирование анодной меди производится путем электро-

лиза с растворимым анодом в водном растворе H2SO4. При этом медные аноды раство-

ряются, а на матрице катодов осаждается очищенная от примесей медь. Менее благо-

родные элементы остаются в электролите, а благородные металлы переходят в анод-

ный шлам. Электролит постоянно циркулирует между промежуточной емкостью и элек-

тролизными ваннами, часть электролита выводится на регенерацию для удаления из

него меди и никеля. Не растворившиеся в процессе электролиза остатки медных анодов

(скрап) возвращаются в производственный процесс на утилизацию.

Образованный в процессе электролиза анодный шлам извлекается из электролиз-

ных ванн и направляется на дальнейшую утилизацию для извлечения из него благород-

ных металлов.

В результате этапа электролитического рафинирования меди для дальнейшей

утилизации и использования в технологическом процессе осуществляется получение

анодного шлама, в качестве готовой продукции - получение катодной меди.

4 этап. Производство драгоценных металлов

Основным сырьевым материалом для получения драгоценных металлов является

анодный шлам электролитического рафинирования меди.

Производство драгоценных металлов осуществляется по технологии, являю-

щейся комбинацией пирометаллургических, гидрометаллургических, электрохимиче-

ских и сорбционных процессов.

Технологический процесс извлечения и рафинирования драгоценных металлов

включает в себя:

- обезмеживание анодного шлама электролитического рафинирования меди (рас-

творение Cu в H2SO4; возврат раствора на электролиз меди с предварительным осажде-

нием Ag с помощью NaCl);

- плавку обезмеженного анодного шлама в конвертере с получением сплава Доре.

Сплав Доре разливается в слитки для последующей переплавки в аноды или реализа-

ции;

- переплавку в аноды в индукционной печи серебра, восстановленного на стадии

обезмеживания анодного шлама электролитического рафинирования меди, и из оборот-

ных растворов;

- электролиз в водном растворе HNO3 анодов из серебра или из сплава Доре с

получением катодного серебра в виде кристаллов и анодного шлама, содержащего зо-

лото и металлы платиновой группы;

- растворение анодного шлама в «царской водке» для перевода в раствор золота

и металлов платиновой группы. Образующийся осадок возвращается в производствен-

ный процесс на извлечение серебра;

- осаждение из полученного раствора чернового золота;

- переплав чернового золота в индукционной печи в аноды;

- электролиз анодов золота в водном растворе HAuCl4 методом Вольвиля;

- переплавку полученных золотых катодов в слитки или в гранулы.

Извлечение платины:

- окисление оставшегося после осаждения золота раствора с помощью H2O2, оса-

ждение комплексной соли платины;

- получение черновой платины в виде кека путем восстановления ее соли.

Извлечение палладия из раствора, остающегося после извлечения Pt:

- осаждение соли палладия добавлением K2CO3 и промывкой осадка раствором

NH4Cl;

- растворение соли палладия с образованием палладиево-аммиачного комплекса;

- осаждение соли палладия путем добавления HCl;

- повторное растворение соли палладия с образованием палладиево-аммиачного

комплекса;

- повторное осаждение соли палладия добавлением HCl;

- получение чернового палладия в виде кека путем его восстановления (с доиз-

влечением палладия из остающихся растворов по той же схеме).

Полное извлечение драгоценных металлов из солянокислых растворов до содер-

жания менее 1 мг/л проводят методом сорбционной очистки.

Используемое оборудование для электрохимических и гидрометаллургических

процессов имеет герметичное исполнение с местными отсосами и очисткой в мокрых

скрубберах; технологические газы конвертера проходят очистку в газоочистной уста-

новке с циклоном и рукавными фильтрами; аспирационные газы индукционных печей и

сушильных шкафов очищаются в сухом фильтре.

Сброс стоков технологических жидкостей в канализацию не осуществляется. Об-

разующиеся в производственном процессе стоки подвергаются очистке и нейтрализа-

ции. Для очистки технологических стоков используется установка очистки и нейтрализа-

ции технологических стоков. Очищенные технологические стоки поступают в накопи-

тельный резервуар, из которого далее подаются на подпитку водооборотных технологи-

ческих циклов, а образующийся шлам возвращается в производственный процесс на

утилизацию.

Поверхность пола внутри производственных участков цеха производства драго-

ценных металлов имеет химически стойкое водонепроницаемое бетонное основание с

приямками для сбора аварийных проливов технологических жидкостей.

Отходы (пыль) газоочистки конвертера в соответствии с технологическим процес-

сом возвращаются в производственный процесс для утилизации.

В результате этапа производства драгоценных металлов для дальнейшей повтор-

ной утилизации и использования в технологическом процессе осуществляется получе-

ние оборотных шлаков и шламов, в качестве готовой продукции - получение сплава

Доре, серебра, золота, металлов платиновой группы.

7.2.3 Утилизация

жидкокристаллических

мониторов,

утративших

потребительские свойства

Утилизация жидкокристаллических мониторов, утративших потребитель-

ские свойства, проводится с целью извлечения ценных компонентов для даль-

нейшего использования.

Описание метода. Процесс утилизации мониторов начинается с ручного демон-

тажа составных частей. Демонтированные компоненты, как правило, сортируются на

пластик, металл, печатные платы, провода, люминесцентные лампы, ЖК-дисплеи для

дальнейшей утилизации. На демонтаж 3-4 единиц техники уходит примерно один час.

Фракционный состав ЖК-телевизора: металл - 44 %; пластик - 18,5 %; стекло -

14 %; печатная плата - 11 %; ЖК-дисплей - 6 %; провода - 1,5 %; подсветка - 1 %; про-

чее - 4 %.

Особую опасность для окружающей среды представляют ЖК-дисплеи с CCFL-

подсветкой (люминесцентная лампа с холодным катодом). В зависимости от характери-

стик люминесцентной лампы в ней может содержаться до 3,5 мг ртути. Поэтому транс-

портировка, прием и хранение электронной техники проводятся таким образом, чтобы

избежать повреждения люминесцентных ламп. Однако очень часто телевизоры и мони-

торы поступают на участок по утилизации с уже разбитыми лампами. На участке, в связи

с этим проводятся постоянный контроль и мероприятия по непревышению предельно-

допустимой концентрации ртути в воздухе рабочей зоны.

Демонтированные лампы, как правило, утилизируются по той же технологии, что

и обычные энергосберегающие люминесцентные лампы. ЖК-дисплеи с LED- или OLED-

подсветками считаются безопасными для окружающей среды, поскольку не содержат

токсичные вещества в каких-либо значительных количествах.

Между подсветкой и ЖК-дисплеем находится пакет из различных полимерных оп-

тических пленок. Это увеличитель яркости, светорассеивающая пленка, призматическая

пленка, светонаправляющая и светоотражающая пленки. Как правило, эти пленки под-

лежат утилизации ввиду их разнообразного состава и низкой стоимости.

Составные слои ЖК-дисплея:

- поляризационный фильтр;

- стеклянная подложка;

- электроды;

- жидкие кристаллы;

- цветовой фильтр, TFT-слой, ориентационная пленка.

Поляризационный фильтр представляет собой многослойную композицию из по-

лимеров органического и неорганического происхождения. Он считается экологически

безопасным, но при высоких температурах горения может выделять токсичные веще-

ства [64].

Стеклянная подложка имеет толщину 0,4-1,1 мм и изготавливается из натриевого

или из более дорогих боросиликатных и алюмосиликатных стекол. Является экологиче-

ски безопасной.

Электроды покрыты оксидами индия и олова. Толщина слоя может составлять до

125 нм. Оксид индия является ценным ресурсом, и его получение представляет интерес.

Известны технологии выделения оксида индия из ЖК-дисплеев гидрометаллургическим

методом. Однако экономическая эффективность данного метода все еще под вопросом

по причине малой концентрации оксида индия в сырье.

Жидкие кристаллы имеют сложный состав и представляют собой смесь из 10-25

различных компонентов на основе ароматических полимеров. Количество жидких кри-

сталлов на 1 см² примерно составляет 0,6 мг. Основным производителем жидких кри-

сталлов является немецкая компания Merck, которая выполнила ряд токсикологических

и экотоксикологических исследований. Согласно полученным результатам, жидкие кри-

сталлы не являются остротоксичными, канцерогенными, мутагенными, не вредны для

водных организмов и имеют низкий потенциал биоаккумуляции.

Цветовой фильтр, TFT-слой, ориентационная пленка не нуждаются в обезврежи-

вании, поскольку не содержат какие-либо токсичные вещества.

Таким образом, материалы, которые используются в ЖК-дисплеях, не представ-

ляют опасности для окружающей среды. Имеющиеся технологии утилизации ЖК-дис-

плеев в основном направлены на извлечение и повторное использование основного со-

ставляющего компонента - стекла. Качество переработанного стекла зачастую очень

низкое, и его крошка может использоваться как добавка в асфальт, бетон и другие стро-

ительные материалы. Более качественные стекла могут быть получены при удалении

поляризационного фильтра, но это значительно усложняет и удорожает технологию [64].

Компания Merck предложила использовать стекло ЖК-дисплеев для защиты фу-

теровки мусоросжигательных ротационных печей от агрессивных веществ или частично

заменить песок в составе шихты для металлургического процесса выделения благород-

ных металлов.

7.2.4 Утилизация

телевизоров

плазменными

панелями

жидкокристаллических мониторов, утративших потребительские свойства

Утилизация телевизоров с плазменными панелями жидкокристаллических

мониторов, утративших потребительские свойства, проводится с целью

извлечения ценных компонентов для дальнейшего использования.

Описание метода. Телевизоры с плазменными дисплеями составляют относи-

тельно небольшую часть среди остальных типов телевизоров. Процесс утилизации те-

левизоров с плазменными дисплеями начинается с демонтажа и сортировки его различ-

ных компонентов для дальнейшей утилизации. В отличие от техники с жидкокристалли-

ческим дисплеем, значительную массовую долю телевизора, кроме металла и электро-

ники, составляет стекло.

Плазменные дисплеи бывают AC- и DC-типа. Плазменные дисплеи DC-типа со-

держат ртуть, количество которой может составлять до 30 мг на один дисплей.

Плазменный дисплей не содержит полимерные материалы, а основная его часть

выполнена из стекла. Стекло на основе оксида свинца, из которого сделаны диэлектрик

и перегородка, относится к токсичным материалам.

На сегодня ввиду отсутствия более эффективных технологий утилизации, плазмен-

ные дисплеи утилизируются путем их размола на дробилках. Полученная стеклянная

крошка может использоваться в производстве строительных материалов [65].

7.2.5 Утилизация мониторов и телевизоров с электронно-лучевой трубкой

(ЭЛТ-мониторов и телевизоров), утративших потребительские свойства

Основными компонентами компьютерного монитора или телевизора являются ки-

нескоп, пластиковый корпус, печатные платы, провода, отклоняющая система, защит-

ные элементы. Кинескоп составляет примерно две трети массовой доли всего монитора

или телевизора. Фракционный состав кинескопа, следующий: экран, конус, металл, элек-

тронно-лучевая трубка (ЭЛТ), стеклоцемент.

Внутренняя поверхность экрана покрыта четырьмя слоями. Первый слой пред-

ставляет собой углеродное покрытие с различными добавками поверхностно-активных

веществ. Второй слой образует покрытие из люминофоров, на который нанесен воско-

подобный слой для выравнивания и защиты поверхности. Покрытие из алюминия обра-

зует четвертый слой, наносимый для повышения яркости. В случае конуса кинескопа его

внутренняя сторона покрыта слоем оксида железа, а внешняя - графитом. Экран и конус

кинескопа соединены между собой с помощью стеклоцемента.

Кинескоп изготовлен из стекла, химический состав которого изменяется в зависи-

мости от выполняемых функций элементов кинескопа. Одной из основных функций

стекла является защита от рентгеновского излучения. Для этого в стекло электронной

пушки обычно вводят около 34 масс. % оксида свинца. Несколько меньшее количество

оксида свинца содержит конус кинескопа (22 масс.%). В случае же экрана кинескопа его

стекло специально сделано большей толщины для поглощения опасного рентгеновского

излучения. Кроме того, данное стекло должно обладать хорошими оптическими свой-

ствами, поэтому его изготавливают из бариево-стронциевого стекла (поглощает рентге-

новское излучение примерно в полтора раза хуже, чем свинцовое стекло).

Способы утилизации кинескопов

Процесс утилизации начинается с ручного демонтажа телевизоров или компью-

терных мониторов. На этой операции демонтируются корпус, печатные платы, динамики,

провода, защитный металлический кожух, отклоняющая система и электронная пушка.

Также в целях безопасности на этой операции из кинескопа стравливается вакуум путем

проделывания отверстия на месте высоковольтного вывода или через горловину элек-

трической пушки. Защитный железный хомут поверх соединения конуса кинескопа с

экраном также срезается. Все эти компоненты отправляются на дальнейшую утилиза-

цию. В итоге остается лишь кинескоп, который необходимо разделить на конус и экран

ввиду их различного химического состава, что важно при их последующей утилизации.

Разделение конуса и экрана наиболее часто выполняется с помощью алмазной

пилы, раскаленной нихромовой проволоки или лазера. После этого из разрезанного ки-

нескопа извлекается внутренний магнитный экран с маской, а сам экран отправляется в

камеру, в которой с помощью пылесоса собирается люминофор. Таким образом, на вы-

ходе получают два вида стекла - свинцовое и бариево-стронциевое.

Далее осуществляются следующие технологические операции:

- дробление кинескопов;

- выделение магнитной фракции;

- механическое удаление покрытий;

- промывка стекла водой;

- сушка;

- сепарация на свинцовое, бариево-стронциевое и смешанное стекла с помощью

специальных анализаторов (рентгенофлуоресцентного или ультрафиолетового) и пнев-

мопушек.

В данной технологии вода используется в замкнутом цикле, а количество отходов

составляет 0,5 % (стеклянная пыль, люминофор, покрытия).

Бариево-стронциевое стекло нашло применение в производстве строительных

материалов в связи с низкой выщелачиваемостью ионов бария и стронция, концентра-

ция которых не превышает допустимые нормы [65].

7.2.6 Утилизация холодильников и морозильников, утративших

потребительские свойства

Утилизация холодильников и морозильников, утративших потребительские

свойства, проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего

использования

Описание метода. Основные этапы утилизации холодильного оборудования (ри-

сунок 7.4):

1. Освобождение контура охлаждения. Сначала отделяется кабель и удаляется

содержимое холодильника: выдвижные ящики, стеклянные вставки и т. п.

2. Удаление и утилизация смеси масла и хладагента, которой заполнен контур

охлаждения. Для этого контур охлаждения прокалывают специальной цангой, а затем за

счет создаваемого разрежения воздуха отсасывается смесь масла и хладагента. С по-

мощью дополнительного устройства осуществляется отделение хладагента от масла,

что позволяет оптимальным образом утилизировать фторхлоруглеводороды, содержа-

щиеся в хладагенте. Компрессорное масло может быть подвергнуто утилизации для вто-

ричного использования.

3. Отделение компрессора, состоящего в основном из сплава железа и меди.

4. Механическая утилизация. На этой стадии удаляются содержащиеся во вспе-

ненной изоляции холодильника вспенивающие агенты (фторхлоруглеводороды). Холо-

дильник измельчается в закрытой установке в атмосфере азота и при небольшом раз-

режении. В результате такой обработки происходит контролируемое выделение находя-

щихся в пеноматериале вспенивающих агентов. Образующиеся газы отсасываются из

измельчающей установки, отфильтровываются путем пропускания через батареи с ак-

тивированным углем и накапливаются в специальном резервуаре. Измельченные мате-

риалы подвергаются дальнейшей рассортировке и концентрируются (рисунок 7.4). В ре-

зультате происходит деление на железо, другие металлы и полистирол. Пенополиуре-

тан подвергается размалыванию и нагреву. При этом удаляются и выделяются путем

пропускания через батареи с активированным углем оставшиеся в нем вспенивающие

вещества [66].

Рисунок 7.4 - Основные этапы утилизации холодильного оборудования

В процессе утилизации холодильного оборудования в первую очередь использу-

ется ручная дифференцированная разделка, с применением ручного, автоматического

и/или пневматического инструмента в качестве подготовительного этапа перед подачей

на Шредер.

После ручной дифференцированной разделки, с применением ручного, автомати-

ческого и/или пневматического инструмента отходы холодильного оборудования

направляют в Шредер.

Отходы холодильного оборудования измельчаются до размеров от 10х10 мм до

50х50 мм, в зависимости от настройки оборудования. Сортируется пенополиуретан, по-

листирол и лом стальной.

Пенополиуретан кусками до 50х50 мм. Далее подготавливается для добавления

в RDF-топливо и к реализации на цементные заводы.

Сбор холодильного агента

Эта операция заключается в удалении холодильного агента, в каком бы состоянии

он ни находился, с накоплением его в соответствующем внешнем контейнере. Ее можно

проводить без обязательного анализа состава или обработки холодильного агента. В хо-

лодильном агенте могут находиться воздух, кислоты, вода, примеси других холодильных

агентов или твердые частицы, появившиеся в результате сгорания двигателя. Такой хо-

лодильный агент не должен ни при каких условиях использоваться в другом контуре,

если не будет утилизирован или очищен в соответствии с нормативом стандарта ARI

700. В то же время он может быть снова использован в том же холодильном контуре,

если его состояние делает такое использование возможным. Для сбора холодильного

агента используют два основных метода:

1) сбор в состоянии пара;

2) сбор в состоянии жидкости.

Второй способ позволяет производить сбор за меньшее время. Оба способа тре-

буют использования соответствующих устройств для сбора. Для агрегатов малой и сред-

ней мощности могут использоваться переносные устройства.

Сбор в состоянии пара. Сбор холодильного агента производится примерно так

же, как и удаление его из контура с использованием вакуумного насоса. Отдельные опе-

рации выполняются в зависимости от конструкции устройства для сбора. По существу,

речь идет о соединении посредством гибкой трубки всасывающего штуцера устройства

с клапаном Шредера со стороны низкого давления установки и соединении выпускного

штуцера с контейнером для сбора. На входе установлен фильтр-осушитель, который

должен заменяться через определенные промежутки времени при каждой смене холо-

дильного агента.

Сбор в состоянии жидкости. Для сбора холодильного агента в жидком состоянии

требуется специальное устройство по сбору и специальная схема подсоединения. Бал-

лон для сбора холодильного агента должен иметь два штуцера, один для жидкости, дру-

гой для пара. Устройством для сбора обеспечивается накачивание парообразного холо-

дильного агента через верхнюю часть баллона на участке низкого давления агрегата,

создавая вакуум в его контуре. В результате разницы давлений между баллоном и агре-

гатом происходит перекачивание жидкого холодильного агента в баллон. После того, как

вся жидкость удалена, производится удаление остающегося пара путем изменения

схемы подсоединений.

Баллон может быть заполнен холодильным агентом только на 77-80 % своего

объема, необходимо, чтобы при проведении операции по сбору специалист следил за

этим показателем.

Регенерация холодильного агента

При регенерации холодильного агента производится его очистка от загрязнений.

Очистка проводится путем отделения масла и фильтрации самого холодильного агента

через фильтры-осушители. Устройства для регенерации оснащены системами управле-

ния, позволяющими задавать тип утилизируемого холодильного агента. В зависимости

от модели некоторые устройства для регенерации могут производить операции по отде-

лению масла или выделению кислот из холодильного агента. Эти устройства обычно

оснащены гильзовыми фильтрами-осушителями, обеспечивающими удержание влаги,

загрязнений, металлической стружки и кислот. Отделение масла производится посред-

ством одного или нескольких прохождений его через устройство для регенерации. С этой

точки зрения, функционирование устройств по регенерации может быть рассчитано на

один или несколько циклов прогона масла.

Утилизация холодильного агента может позволить восстановить его рабочие по-

казатели на уровне заданных при изготовлении, что подтверждается путем проведения

химического анализа. Для обеспечения восстановления характеристик холодильного

агента устройство по регенерации должно обеспечивать удержание 100 % содержа-

щихся в нем влаги и масла. На практике для восстановления начальных параметров

чистоты холодильного агента устройство по утилизации должно обеспечивать отделе-

ние масла, выделение кислот, частиц твердых засорений, влаги и воздуха. Во время

функционирования контура холодильный агент загружается и попадает в устройство в

виде пара или жидкости, подвергаясь, следовательно, кипению при высокой темпера-

туре и воздействию давления. Затем холодильный агент поступает в сепаратор, где ско-

рость его движения заметно снижается: это приводит к поднятию вверх сильно разогре-

того пара, в то время как частицы загрязнений падают на дно сепаратора, откуда удаля-

ются на определенном этапе процесса. Очищенный пар поступает в конденсатор с воз-

душным охлаждением и переходит в состояние жидкости; затем он попадает в одну или

несколько камер охлаждения, где происходит его переохлаждение со снижением темпе-

ратуры до 3-4 °C. Остаточная влажность и микроскопические частицы загрязнений уда-

ляются фильтром. Охлаждение холодильного агента облегчает его перелив во внешний

баллон [67].

7.2.7 Утилизация мобильных телефонов, утративших потребительские

свойства

Утилизация мобильных телефонов, утративших потребительские свойства,

проводится с целью извлечения ценных компонентов для дальнейшего

использования.

Описание метода. Утилизация мобильного телефона начинается с сортировки

телефонов по производителям и иным критериям.

На втором этапе осуществляется разборка телефонов на составные части. Далее

три самые важные составляющие - аккумулятор, пластиковый корпус и печатная плата -

идут на утилизацию. Аккумуляторы из-за большого содержания токсичных веществ (мы-

шьяк, свинец, ртуть) поступают, как правило, на специальные заводы по утилизации ак-

кумуляторных батарей.

Печатная плата отсоединяется от элементов корпуса и направляется на извлече-

ние драгоценных металлов.

Далее корпусы и печатные платы дробятся и в достаточно измельченном виде -

практически в состоянии пыли - поступают в сортировочную камеру, где путем механи-

ческих и химических процессов происходит окончательная разделение материалов. До-

рогостоящие металлы экстрагируются, обрабатываются, дополнительно очищаются и

поступают на соответствующие предприятия. Пластик чаще всего поступает на дорожно-

строительные заводы и добавляется в дорожное покрытие.

7.2.8

Комплексная

утилизация

электрического

электронного

оборудования, утратившего потребительские свойства

Комплексная утилизация электронного и электрического оборудования, утратив-

ших потребительские свойства, проводится с целью извлечения ценных компонентов

для дальнейшего использования.

Описание метода. Сущность метода заключается в отсутствии предварительной

сортировки электрического и электронного оборудования, утратившего потребительские

свойства. Оборудование подвергается утилизации путем дробления и измельчения. Да-

лее методом магнитной сепарации из общей массы отделяются металлы (металлосо-

держащие составляющие), которые используются в дальнейшем как вторичное сырье

[68,69].

Схема утилизации отходов электрического и электронного оборудования (далее -

ОЭЭО) представлена на рисунке 7.5. Процесс утилизации осуществляется в 4 этапа.

Этап I - подготовка ОЭЭО к предварительному измельчению производится от-

дельно по следующим группам:

- А - телевизоры и мониторы с жидкокристаллическим экраном: из ОЭЭО удаля-

ются люминесцентные лампы, матричное стекло, световые фильтры, полиметилметак-

рилат (оргстекло);

- Б - крупная бытовая техника (стиральные машины, газовые и электрические

плиты): из ОЭЭО удаляются стекло, силовые электродвигатели, дерево;

- В - остальная мелкая бытовая техника: из ОЭЭО удаляются керамика, дерево,

аккумуляторные батареи, отходы бумаги и картона.

Этап II - предварительное измельчение и ручная сортировка ОЭЭО: отходы под-

вергаются утилизации путем дробления.

Подготовленные на этапе I отдельные компоненты ОЭЭО поступают в цепную

дробилку, где происходит предварительное измельчение материалов за счет непрерыв-

ного механического воздействия путем ударов о звенья цепи.

Далее методом магнитной сепарации раздробленный материал разделяется на

два потока: магнитная фракция и немагнитная фракция. Фракции поступают на ручную

сортировку, в процессе которой из раздробленного материала удаляются и сортируются

цветные металлы, печатные платы, черные металлы.

Этап III - доизмельчение ОЭЭО. Оно производится в шредере. Измельченные до

размера 0-30 мм черные, цветные металлы и пластмассы поступают на следующий

этап.

7.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружаю-

щую среду при утилизации и обезвреживании электрического и

электронного оборудования, утратившего потребительские свой-

ства; осветительного электрического оборудования, утратив-

шего потребительские свойства; отходов оборудования, содер-

жащего озоноразрушающие вещества

При утилизации или обезвреживании ЖК-дисплеев с CCFL-подсветкой следует

учитывать, что одной из составных их частей является ртутьсодержащая люминесцент-

ная лампа. Основную опасность представляют разбитые лампы, так как может происхо-

дить испарение ртути.

При утилизации или обезвреживании ЭЛТ-мониторов и телевизоров основную

опасность для окружающей среды представляет оксид свинца, который входит в состав

стекол кинескопа. Количество оксида свинца в одном кинескопе зависит от его размера

и может варьироваться от 0,5 до 2,9 кг с увеличением его замеров от 13 до 32 дюймов,

соответственно.

При утилизации или обезвреживании хладагентов основным фактором воздей-

ствия на окружающую среду будет являться утечка хладагента в случае разгерметиза-

ции оборудования по утилизации данного вида отходов.

При утилизации или обезвреживании ОЭЭО эмиссии загрязняющих веществ в

окружающую среду могут быть связаны с проливами (и возможным последующим испа-

рением) реагентов на этапах экстракции и обогащения драгоценных металлов.

При утилизации электрического оборудования могут образовываться отходы

(остатки) демонтажа бытовой техники, компьютерного, телевизионного и прочего обору-

дования, непригодные для получения вторичного сырья.

В том числе лом кинескопного стекла, содержащего люминофор, при демонтаже

отходов компьютерного, телевизионного и прочего оборудования, а также бой стекла.

При механической утилизации электронного и электрического оборудования

(ОЭЭО) и полимерных изделий с помощью шредера могут образовываться выбросы за-

грязняющих веществ.

100

Раздел 8 Обеззараживание и (или) обезвреживание медицинских

отходов

8.1 Общая информация о деятельности по обеззараживанию и

(или) обезвреживанию медицинских отходов

Согласно Федеральному закону от 21.11.2011 № 323-ФЗ (ред. от 08.08.2024) «Об

основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» [70] к медицинским отхо-

дам относятся анатомические, патолого-анатомические, биохимические, микробиологи-

ческие, физиологические и иные отходы, образующиеся в процессе осуществления ме-

дицинской деятельности, фармацевтической деятельности, деятельности по производ-

ству лекарственных средств, деятельности в области использования возбудителей ин-

фекционных заболеваний и генно-инженерно-модифицированных организмов в меди-

цинских целях, а также при производстве, хранении биомедицинских клеточных продук-

тов.

Медицинские отходы разделяются по степени их эпидемиологической, токсиколо-

гической, радиационной опасности, а также негативного воздействия на среду обитания

на следующие классы:

1) класс «А» - эпидемиологически безопасные отходы, приближенные по составу

к твердым бытовым отходам;

2) класс «Б» - эпидемиологически опасные отходы;

3) класс «В» - чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы;

4) класс «Г» - токсикологические опасные отходы, приближенные по составу к

промышленным;

5) класс «Д» - радиоактивные отходы.

В настоящем справочнике НДТ рассмотрено обеззараживание и (или) обезврежи-

вание медицинских отходов классов Б и В.

Согласно постановлению главного государственного санитарного врача Российской

Федерации от 28.01.2021 № 3 «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН

2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий го-

родских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водо-

снабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации произ-

водственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-проти-

воэпидемических (профилактических) мероприятий» (с изменениями на 25.06.2025) [71]

к медицинским отходам классов Б и В относят:

- отходы, инфицированные и потенциально инфицированные микроорганизмами

3-4 групп патогенности (эпидемиологически опасные отходы, далее - класс Б), в том

числе: материалы и инструменты, предметы, загрязненные кровью и (или) другими био-

логическими жидкостями; патологоанатомические отходы; органические операционные

отходы (органы, ткани); пищевые отходы и материалы, контактировавшие с больными

инфекционными болезнями, вызванными микроорганизмами 3-4 групп патогенности;

- отходы от деятельности в области использования возбудителей инфекционных

заболеваний 3-4 групп патогенности, а также в области использования генно-инженерно-

модифицированных организмов в медицинских целях (эпидемиологически опасные от-

101

ходы, далее - класс В), в том числе: отходы микробиологических, клинико-диагностиче-

ских лабораторий; отходы, инфицированные и потенциально инфицированные микроор-

ганизмами 3-4 групп патогенности; отходы сырья и продукции от деятельности по произ-

водству лекарственных средств и медицинских изделий, от производства и хранения

биомедицинских клеточных продуктов; биологические отходы вивариев; живые вакцины,

непригодные к использованию.

В настоящем справочнике НДТ не рассматриваются методы обеззараживания и

(или) обезвреживания медицинских отходов классов Б и В для следующих отходов: па-

тологоанатомические отходы; органические операционные отходы (органы, ткани); пи-

щевые отходы и материалы, контактировавшие с больными инфекционными болезнями,

вызванными микроорганизмами 3-4 групп патогенности.

Медицинские отходы опасны в эпидемиологическом отношении, так как помимо

токсичных химических веществ в них присутствуют патогенные бактерии и вирусы. Все-

мирная организация здравоохранения указывает, что 15 % отходов медико-санитарной

деятельности считаются чрезвычайно опасными материалами [72]. При неправильной

организации системы обращения медицинские отходы могут загрязнять атмосферный

воздух, почву, грунтовые воды, способствовать размножению грызунов и переносу ими

возбудителей инфекций.

В мегаполисах и крупных городах, где сосредоточены медицинские учреждения,

размещены клинические базы институтов, медицинские организации, сети частных ме-

дицинских клиник, решение проблемы ежегодного роста количества образования эпиде-

миологически опасных медицинских отходов представляет особую актуальность [73].

Особенности обращения с медицинскими отходами установлены статьей 22.1 Фе-

дерального закона от 30.03.1999 № 52-ФЗ (ред. от 26.12.2024) «О санитарно-эпидемио-

логическом благополучии населения» [74].

Основные данные по методам и технологиям обеззараживания и (или)

обезвреживания медицинских отходов

Обеззараживание и (или) обезвреживание медицинских отходов заключается в

уничтожении патогенных и условно патогенных микроорганизмов, содержащихся в отхо-

дах, в целях устранения их эпидемиологической опасности. Обеззараживание и (или)

обезвреживание медицинских отходов осуществляется соответствующим физическим

и/или химическим методами обработки отходов (в том числе аппаратным методом - на

специализированных установках) [71].

К основным методам обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских от-

ходов относятся:

- физические методы (стерилизация под давлением водяным паром; микроволно-

вая обработка; стерилизация ионизирующим и инфракрасным излучением);

- химическая дезинфекция [71, 75, 76];

- сжигание в специальных печах - инсинераторах.

Термические методы обеззараживания и (или) обезвреживания описаны в спра-

вочнике НДТ ИТС 9-2025 «Утилизация и обезвреживание отходов термическими спосо-

бами» [3].

Физические методы обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отхо-

дов классов Б и В, включающие воздействие водяным насыщенным паром под избыточ-

102

ным давлением, радиационным, электромагнитным излучением, применяются при нали-

чии специального оборудования - установок для обеззараживания медицинских отходов

[71, 75, 76].

Химический метод обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отхо-

дов классов Б и В включает воздействие растворами дезинфицирующих средств, обла-

дающих бактерицидным (включая туберкулоцидное), вирулицидным, фунгицидным (спо-

роцидным - по мере необходимости) действием в соответствующих режимах, применя-

ется с помощью специальных установок или способом погружения отходов в промарки-

рованные емкости с дезинфицирующим раствором в местах их образования. Комбина-

ция метода химической дезинфекции медицинских отходов с механическим измельче-

нием способствует более полному проникновению дезинфектанта в толщу отходов, по-

вышая надежность и эффективность дезинфекции и существенно уменьшая объемы по-

требляемого дезинфектанта и удаляемых обработанных отходов [71, 76].

Автоклавирование (обработка паром под давлением). Из всех имеющихся мето-

дов стерилизации наиболее надежным и широко применяемым является метод, осно-

ванный на действии влажного тепла в виде насыщенного пара под давлением. Этот

стандартный процесс, применяемый в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ)

для стерилизации повторно используемых инструментов, был адаптирован для обра-

ботки потенциально инфицированных и инфицированных медицинских отходов.

Преимущество технологии обработки паром заключается в ее эффективности, из-

вестности и отработанности, низких капитальных затрат, отсутствие вредных выбросов

в атмосферу (при соблюдении мер предосторожности) [77].

Обработка с помощью микроволн - это сравнительно новый способ дезинфекции,

который основывается на излучении, которому подвергаются обеззараживаемые объ-

екты. В результате этого процесса уничтожаются микроорганизмы на потенциально ин-

фицированных и инфицированных опасных медицинских отходах. Данный метод, кроме

обезвреживания отходов, дает уменьшение их веса [75].

Микроволновую обработку может осуществлять как крупный стационарный завод

по утилизации медицинских отходов, так и небольшие передвижные установки.

Для данного типа дезинфекции отходы предварительно измельчаются, затем они

смешиваются с обычной водой и подвергаются воздействию микроволнового излучения.

В ходе обработки образуются тепло и пар, которые равномерно нагревают все отходы и

эффективно нейтрализуют все биологически активные вещества [78].

Экологические проблемы, возникающие при обеззараживании и (или) обез-

вреживании медицинских отходов

При обеззараживании и (или) обезвреживании медицинских отходов химическим

методом (химическая дезинфекция) потенциальную опасность представляют химиче-

ские реагенты, поскольку сами они являются токсичными веществами.

Одним из недостатков химического обеззараживания является относительно

ограниченный ассортимент официально разрешенных в России дезинфектантов для

обеззараживания отходов. В том числе качество химической дезинфекции крайне низкое

и зависит от факторов, которые не всегда учитываются на практике, например, наличие

103

органических загрязнений в отходах влечет за собой снижение активности

дезинфектанта [77].

Обеззараживание и (или) обезвреживание медицинских отходов физическими

методами (микроволновая обработка, стерилизация ионизирующим и инфракрасным

излучением) - с экологической точки зрения наиболее безопасный вариант, но только в

том случае, если процесс ведется на исправном, герметичном оборудовании. Большую

экологическую опасность представляет использование неисправного оборудования,

выделяющего радиоактивное излучение.

При обеззараживании и (или) обезвреживании отходов обработкой паром

является образование в зоне действия установок неприятных запахов в условиях

недостаточной вентиляции. Кроме того, если в отходах имеются опасные химические

соединения (фенолы, альдегиды, цитостатики или металлическая ртуть), то возможен

выброс токсических агентов в воздух, загрязнение сточных вод [77].

104

8.2

Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отходов

Основными технологиями обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских

отходов являются физические и химические методы.

8.2.1 Технологии обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских

отходов, основанные на физических методах

Технологии обеззараживания и (или) обезвреживания, основанные на физических

методах, направлены на обеззараживание медицинских отходов.

Стерилизация водяным паром под давлением [79, 80]

Область применения. Метод используется с применением специального аппа-

рата автоклава. Автоклав - аппарат для стерилизации водяным паром под давлением и

при температуре более 100 °C. Автоклав применяют для стерилизации медицинских от-

ходов, (перевязочный материал, белье, инструмент, посуда и др.)

Описание метода. Основной принцип стерилизации паром в автоклаве заключа-

ется в том, что каждый обрабатываемый предмет подвергается прямому действию пара

при соответствующих показателях температуры и давления в течение определенного

времени. Минимальное время воздействия и температура в паровом автоклаве зависит

от влажности отходов и легкости проникновения в них пара.

В автоклаве происходит дезинфекция медицинских отходов паром. Медицинские

отходы, подвергшиеся такой дезинфекции, необходимо дополнительно обработать -

спрессовать, измельчить или раздробить так, чтобы отходы были неидентифицируемы

и не могли быть повторно использованы в других целях. Процесс дополнительной обра-

ботки существенно уменьшает объем медицинских отходов.

Достоинством автоклавов является то, что они могут быть использованы для об-

работки до 90 % медицинских отходов, размеры автоклава легко подобрать для удовле-

творения потребностей любой медицинской организации, использование автоклавов

эффективно, стоимость их относительно невелика.

Микроволновая обработка [80, 81, 82]

Область применения. Микроволны используются для медицинских отходов, со-

держащих микробиологические компоненты.

Описание метода. Сверхвысокочастотное излучение (СВЧ) путем нагрева до вы-

соких температур осуществляет дезинфекцию отходов. Данный метод требует сравни-

тельно низких затрат энергии.

Микроволновая обработка может быть осуществлена как стационарно, так и на

передвижных объектах. Для этого типа дезинфекции отходы измельчаются, затем оро-

шаются водой и подвергаются микроволновому излучению. Тепло и пар, образующиеся

в ходе обработки, обеспечивают равномерный нагрев всех отходов и эффективно

нейтрализуют все инфекционные агенты. Измельчение уменьшает объем отходов до

80 %. Весь процесс может происходить в одном резервуаре, привлечение квалифици-

105

рованного персонала не требуется, достаточно только пройти соответствующий инструк-

таж. Обработка медицинских отходов микроволновым излучением дешевле, чем сжига-

ние.

Стерилизация ионизирующим излучением [79, 81]

Область применения. Стерилизация медицинской техники, материалов и меди-

цинских отходов.

Описание метода. Стерилизационный эффект ионизирующего излучения явля-

ется результатом воздействия на обменные процессы клетки, тогда как радиоактивное

и инфракрасное излучение, высокочастотные колебания оказывают свое бактерицидное

действие с помощью тепла, развиваемого в обрабатываемом предмете.

Применение ионизирующей радиации имеет ряд преимуществ перед тепловой

стерилизацией. При стерилизации с помощью ионизирующего излучения температура

стерилизуемого объекта поднимается незначительно, в связи с чем такие методы назы-

вают холодной стерилизацией.

Для обработки медицинских отходов необходимы создание выделенных зон, при-

обретение специальных установок и наем специально подготовленного персонала, так

что этот способ является достаточно затратным по сравнению с другими способами

(кроме сжигания). Риск облучения персонала, хотя и минимальный, также является не-

достатком этого способа.

Любая форма облучения вызывает изменения в белках, нуклеиновых кислотах и

других составных элементах клетки, обусловливающих ее жизнедеятельность. Суще-

ствует много факторов, снижающих и увеличивающих чувствительность микроорганиз-

мов к ионизирующему облучению: наличие влаги, кислорода, сульфгидрильных и других

защитных соединений, высушивание, свойства субстрата, pH среды, температура и др.

Плазменная стерилизация [81, 82]

Метод плазменной стерилизации основан на действии плазмы, частично или пол-

ностью ионизированного газа или пара, состоящего из нейтральных атомов (молекул) и

заряженных частиц (ионов и электронов). Положительно и отрицательно заряженные

частицы в нем находятся в равновесии. Наибольшей антимикробной активностью обла-

дает плазма из хлора, перекиси водорода, глутарового альдегида. При данном методе

после впрыскивания раствора вещества в стерилизационную камеру включается источ-

ник электромагнитного излучения, под воздействием которого одновременно происхо-

дит деление молекул, сопровождающееся выделением видимого и ультрафиолетового

излучения. В результате создается биоцидная среда, состоящая из молекул вещества

(хлора, перекиси водорода или глутарового альдегида, свободных радикалов и ультра-

фиолетового излучения. При отключении электромагнитного поля свободные радикалы

преобразуются в молекулы воды и кислорода, не оставляя никаких токсичных отходов.

Плазменная стерилизация является экономически эффективным методом стери-

лизации медицинских отходов из материалов, чувствительных к действию высокой тем-

пературы и влаги. В плазменном стерилизаторе допускается обрабатывать изделия, по-

терявшие потребительские свойства, из полимеров, электроинструменты и кабели,

оптоволоконные, светодиодные системы, электронные устройства, изделия из оптиче-

ского стекла и др.

106

8.2.2 Технологии обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских

отходов, основанные на химических методах

Технологии обеззараживания и (или) обезвреживания, основанные на химических

методах химическими растворами (стерилянтами) или газами, направлены на обеззара-

живание медицинских отходов

Химическая стерилизация

Область применения. Химический метод обеззараживания и (или) обезврежива-

ния медицинских отходов включает воздействие растворами средств дезинфекции, об-

ладающими бактерицидными (включая туберкулоцидное), вирулицидными, фунгицид-

ными действиями. Применяются в установках или способах погружения отходов в про-

маркированные баки с дезинфицирующими растворами. Способ чаще применяется с до-

бавлением хлорсодержащих веществ. Химическая дезинфекция происходит с процес-

сами измельчения или растворения отходов, для того чтобы обеспечить максимальное

воздействие на отходы. Для этого метода требуется большой объем воды, чтобы пол-

ностью растворить дезинфицирующие средства [83, 84].

Описание метода. Группы средств химической дезинфекции:

- галогенсодержащая группа, активными действующими веществами являются

хлор, бром, йод;

- в кислородсодержащей группе действующим веществом является кислород, вы-

деляющийся из перекиси водорода, перекисных соединений, надкислот;

- поверхностно-активные вещества (ПАВы);

- гуанидсодержащие средства на основе сложных органических соединений;

- состав альдегидсодержащих средств состоит из формальдегида, сайдекса, гига-

септа;

- спирты (этанол, пропанол, изопропанол);

- фенолсодержащие средства.

Химический метод дезинфекции медицинских отходов имеет ряд особенностей:

- не гарантируется полное уничтожение возможного инфекционного начала из-за

различной чувствительности микроорганизмов к различным дезинфицирующим сред-

ствам, а также в связи с неравномерностью проникновения дезинфицирующего сред-

ства в толщу отходов;

- часто приводит к возникновению аллергических реакций и поражению кожного

покрова на руках у медперсонала;

- не изменяется внешний вид отходов, что не исключает вероятности их повтор-

ного использования;

- при захоронении отходов, обработанных хлорсодержащими препаратами, воз-

никает большой риск загрязнения окружающей среды (особенно водоемов) соединени-

ями хлора;

- при сжигании обеззараженных отходов в печах образуются диоксины, являющи-

еся канцерогенами;

- удельные затраты дезинфицирующих средств (на тонну отходов), а также за-

траты на предотвращение возможного экологического ущерба существенно превышают

аналогичные затраты для других способов обеззараживания.

107

Стерилизация газами

Основные действующие вещества: окись этилена, смесь окиси этилена с броми-

стым метилом.

Объекты стерилизации: термолабильные изделия из резины, полимерные мате-

риалы (тюбик-капельницы для глазных капель) и др.

Описание метода. Для газовой (холодной) стерилизации используют герметич-

ные контейнеры или специальные аппараты с камерами типа автоклава. Герметично за-

крывающееся оборудование присоединяют к баллону с газом и заполняют парами окиси

этилена, формальдегида или специализированными многокомпонентными системами.

Газовую стерилизацию используют при обработке приборов, аппаратов, сложных

оптических систем, крупногабаритных изделий или изделий из титана, полимерных

смол, резин.

По окончании процесса газовой стерилизации проводится дегазация. Способы де-

газации:

- активная - продувание стерильной продукции стерильным воздухом;

- пассивная - выдерживание в вентилируемом помещении в течение длительного

(до 20 суток) промежутка времени.

108

8.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружаю-

щую среду при обеззараживании и (или) обезвреживании меди-

цинских отходов

В ходе химического обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отхо-

дов потребляются химические вещества (стерилянты) или газы (окись этилена, фор-

мальдегид или специализированные многокомпонентные системы). При использовании

стерилянтов требуется значительный расход воды.

При использовании физических методов обеззараживания и (или) обезврежива-

ния медицинских отходов потребляются электроэнергия, пар, вода (для орошения из-

мельченных отходов).

Эмиссии в окружающую среду при использовании физических методов

обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отходов

Ограничением использования метода стерилизация водяным паром под давле-

нием является то, что в процессе стерилизации в автоклаве может произойти выделение

химических веществ, присутствующих в отходах. В зависимости от конструкции авто-

клава эти химические вещества могут попасть в воздух при открывании автоклава.

Также необходимы дальнейшие расходы на дополнительную обработку медицинских от-

ходов и их транспортировку к месту захоронения или сжигания.

В рассмотренных материалах по микроволновому обезвреживанию медицинских

отходов сведений о текущих уровнях эмиссии в окружающую среду не содержится. В то

же время в ходе микроволновой обработки образуются тепло и пар.

При использовании данного метода возможно воздействие ионизирующего излу-

чения.

Преимуществом плазменной стерилизации является высокая степень

экологичности данного метода. При проведении плазменной стерилизации выделяются

кислород и пары воды.

Эмиссии в окружающую среду при использовании химических методов

обеззараживания и (или) обезвреживания медицинских отходов

При проведении процессов, основанных на химических методах обеззараживания

и (или) обезвреживания отходов с использованием химикатов, возможно образование

опасных для окружающей среды химических соединений. Все методы низкотемператур-

ной стерилизации используют химические вещества (стерилянты) 1 или 2 класса опас-

ности. Поэтому все процессы должны происходить в замкнутом цикле при герметичной

камере стерилизаторов.

Данный вид обеззараживания (дезинфекции) требует использования большого

объема воды для растворения дезинфицирующих средств.

В ходе дегазации по окончании процесса газовой стерилизации возможно выде-

ление загрязняющих веществ в атмосферный воздух [85].

109

Раздел 9 Утилизация и обезвреживание биологических отходов

9.1 Общая информация о деятельности по утилизации и

обезвреживанию биологических отходов

Согласно Закону Российской Федерации от

14.05.1993

№ 4979-1 (ред. от

28.12.2024) «О ветеринарии» биологическими отходами являются останки животных и

другие объекты животного происхождения, являющиеся результатом ветеринарной де-

ятельности, ветеринарные конфискаты, отходы, получаемые при утилизации пищевого

и непищевого сырья животного происхождения (далее - Закон о ветеринарии) [86].

Биологические отходы подразделяются на две категории:

1) умеренно опасные биологические отходы;

2) особо опасные биологические отходы.

Согласно приказу Минсельхоза России от 07.11.2024 № 669 «Об утверждении пе-

речня биологических отходов» (зарегистрировано в Минюсте России

29.11.2024

№ 80395) перечень биологических отходов включает [87]:

останки животных:

1) трупы животных, в том числе их части;

2) мертвые эмбрионы животных, мертворожденные и абортированные плоды

животных, в том числе их части;

объекты животного происхождения, являющиеся результатом ветеринар-

ной деятельности:

1) органы, ткани животных или их фрагменты, образовавшиеся в ходе ветери-

нарных манипуляций, вскрытия трупов животных и их тиопатологических

исследований;

2) остатки проб патологического и биологического материала животных после

проведения лабораторных исследований, проб продукции животного про-

исхождения после проведения ветеринарно-санитарной экспертизы, пробы

патологического и биологического материала животных или продукции жи-

вотного происхождения, не пригодные для лабораторных исследований или

для проведения ветеринарно-санитарной экспертизы;

ветеринарные конфискаты;

отходы, получаемые при утилизации пищевого и непищевого сырья живот-

ного происхождения:

1) отходы животного происхождения, образующиеся в местах убоя животных

(боенские отходы);

2) отходы, получаемые при первичной утилизации охотничьих ресурсов.

Согласно Ветеринарным правилам сбора, хранения, перемещения, утилизации и

уничтожения биологических отходов, утвержденным приказом Минсельхоза России от

11.11.2024 № 677 [88], утилизация умеренно опасных биологических отходов допуска-

ется посредством производства кормов и кормовых добавок, удобрений, биогаза и дру-

гой продукции технического назначения. Утилизация умеренно опасных биологических

отходов, контаминированных возбудителями болезней животных, должна осуществ-

ляться при соблюдении режимов, обеспечивающих инактивацию возбудителей болез-

ней животных. Утилизация может осуществляться посредством предварительного из-

мельчения и последующей проварки в котлах или иных емкостях не менее 2 часов при

110

температуре не менее 100 °C. Полученная продукция должна использоваться такими

организациями и гражданами в течение 12 часов с момента приготовления для кормле-

ния животных, за исключением крупного рогатого скота, овец, коз, или направляться на

утилизацию или уничтожение.

Особо опасные биологические отходы не подлежат утилизации, их уничтожение

должно осуществляться посредством уничтожения в скотомогильниках либо сжигания в

печах (крематорах, инсинераторах) или под открытым небом в траншеях (ямах) до об-

разования негорючего остатка.

Термические методы обезвреживания отходов и наилучшие доступные техноло-

гии для них представлены в справочнике НДТ ИТС 9-2025 «Утилизация и обезврежива-

ние отходов термическими способами» [3].

Правильная и своевременная обработка умеренно опасных биологических отхо-

дов - залог получения ценного вторичного сырья, которое можно использовать для раз-

личных нужд. Перед утилизацией биологические отходы сначала сортируют, а затем из-

мельчают. Утилизация обязательно включает их термическую обработку. Их стерилиза-

ция осуществляется одним из следующих способов:

в экструдере;

путем проварки в вакуумных котлах;

с помощью обычной варки в котлах открытого или закрытого типа (такой вид

обработки доступен только при условии использования полученного корма в

этом же хозяйстве).

Если предприятие оборудовано специальным цехом по утилизации, оно имеет

право им пользоваться только в отношении своей побочной продукции.

Утилизации подвергаются биологические отходы, допущенные ветеринарной

службой к утилизации на кормовые цели. Наиболее широкое применение получил метод

утилизации с получением мясокостной муки [88, 89]. Утилизации подлежат биологиче-

ские отходы, кроме биологических отходов, зараженных или контаминированных возбу-

дителями. В результате получают следующие виды продукции:

- мясокостную муку (из мягкого сырья, отходов внутренних органов, костей и пр.);

- мясокостную муку (из туш животных, различных отходов, внутренних органов,

рядовой кости и пр.).

Мясокостная мука (кормовая) - продукт утилизации отходов убойных животных.

Является ценной белковой добавкой в производстве комбикормов для скота и птицы, а

также кормов для домашних питомцев (кошек, собак). Кроме этого, богатый кальцием

порошок используется примесью в удобрениях. Получают продукт по каскадной техно-

логии с помощью комплекса специальных машин, ключевыми из которых являются дро-

билки и мельницы. На предприятиях с большими объёмами производства владельцы

ставят линии полного цикла: с измельчением, варкой, сушкой, стерилизацией и упаков-

кой.

В том числе мясокостная мука производится путем последовательного измельче-

ния биологических отходов, термической обработки (варка со стерилизацией), разделе-

нием муки и жира, прессованием.

Также изготавливают другие белковые добавки из измельченного сырья, исполь-

зуя метод экструзии, сушку [90, 91].

Часть биологических отходов утилизируется в технические продукты:

111

- черный (технический) альбумин (применяется в производстве клея для столяр-

ных работ в деревообработке);

- технический жир (предназначен для мыловарения, производства глицерина,

смазок, жирных кислот);

- пенообразователь (применяется при тушении горящих жидкостей и нефтепро-

дуктов);

- ингибитор кислотной коррозии (применяется в металлообработке для снижения

расхода очищающих металлы кислот).

Информация о методах утилизации умеренно опасных биологических отходов, об-

разующихся при убое животных, представлена в справочнике НДТ ИТС 43-2023 «Убой

продуктивных животных и производство мясной продукции и (или) продукции из мяса

птицы», утвержденный приказом Росстандарта от 21 января 2023 года № 2760 [92].

На территории Российской Федерации имеются специализированные заводы по

производству мясокостной муки, сырье на которые ввозится, и относительно небольшие

мясокомбинаты, утилизирующие собственные биологические отходы.

Концентрация производств по регионам неравномерна, но отражает наличие сы-

рьевой базы. Наиболее модернизированные предприятия, работающие с большими

объемами сырья и выпускающие мясокостную муку с высоким содержанием протеина,

расположены в Центральном и Приволжском федеральных округах [91, 93].

Экологические проблемы, возникающие при утилизации и обезвреживании

биологических отходов (кроме сжигания)

При утилизации биологических отходов с получением мясокостной муки одним из

важных экологических факторов является выделение загрязняющих веществ в атмо-

сферный воздух и запах. При получении кормовых добавок и прочих органических про-

дуктов методом сушки в герметичной камере с замкнутым контуром исключаются эмис-

сии в атмосферный воздух. Процесс сопровождается образованием сточных вод за счет

испарившейся из отходов воды.

112

9.2

Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации биологических отходов

Утилизация биологических отходов производится для широкого спектра биологи-

ческих отходов, за исключением отходов, контаминированных возбудителями ряда

особо опасных болезней животных, подлежащих уничтожению согласно ветеринарному

законодательству.

Технологии утилизации биологических отходов, с получением мясокостной

муки

Область применения. Метод используется на ветеринарно-санитарных утилиза-

ционных заводах и в утилизационных цехах путем термической обработки.

Утилизация непищевых биологических отходов предполагает получение ценного,

безопасного и стойкого при хранении корма. Необходимым условием является термооб-

работка биологических отходов, в ходе которой происходит обеззараживание и обезво-

живание сырья.

Описание метода. Основные стадии технологического процесса (рисунок 9.1)

включают: применение тепловой обработки; удаление влаги и удаление жира. Процессы

проводят в варочных котлах непрерывного либо порционного действия. Такие техноло-

гические параметры, как температура и длительности варочного процесса, являются

важнейшими показателями обеззараживания биологических отходов и качества готовых

кормовых продуктов животного происхождения [94, 95].

Технология утилизации - варка в вакуумных котлах при повышенном давлении

сухим (без контакта с острым паром или водой) или мокрым способом, при которой вы-

ход мясокостной муки, содержащей 30-60 % белка, составляет 40-45 % [94].

Биологические отходы

Нагревание

Измельчение

(варка)

Белковая масса

Прессование

Дробление

Очистка жира

Хранение/

отгрузка

Отгрузка жира

продукции

Рисунок 9.1 - Основные стадии технологического процесса утилизации биологических отходов

на ветеринарно-санитарных утилизационных заводах и в утилизационных цехах

113

Утилизация и обезвреживание биологических отходов экструзионным спо-

собом

Утилизация и обезвреживание отходов экструзионным способом направлены на

получение кормовых продуктов для животных.

Область применения. Может быть использован для всего спектра биологических

отходов.

Описание метода. В основе технологии лежит способ сухой экструзии, при кото-

ром нагрев экструдируемого материала происходит за счет трения как внутри его, так и

в стволе экструдера. Основную проблему представляет высокая влажность отходов (до

85 %). Для ее решения измельченные отходы животного происхождения предвари-

тельно смешивают с растительным наполнителем.

В качестве наполнителя могут быть использованы зерно, зерноотходы, отруби,

шроты. Объем наполнителя в 3-5 раз больше отходов животного происхождения и опре-

деляется их влажностью [96, 97].

Таким путем уменьшают влажность массы, подаваемой в экструдер. Полученную

смесь подвергают экструзионной утилизации, получая продукт, пригодный для кормле-

ния крупного рогатого скота (далее КРС), свиней, кроликов; для кошек, собак, домашних

грызунов, а также кормов для промысловых и аквариумных рыб (рисунок 9.2).

Рисунок 9.2 - Экструдированные корма [96]

Полный технологический процесс [97] (рисунок 9.3) состоит из:

- измельчения;

- смешивания измельченной массы в определенной пропорции с растительным

наполнителем;

- экструзии смеси;

- охлаждения;

- затаривания.

114

Рисунок 9.3 - Основные стадии технологического процесса экструдирования биологиче-

ских отходов [97]

Содержание сырого протеина 20-25% - при экструдировании отходов от утилиза-

ции КРС и свиней; до 30-35 % - при экструдировании отходов птицы. Экструдированный

продукт характеризуется высокой степенью усвояемости (более 90 %) и бактериальной

чистотой (ОМЧ в 1 г продукта - 20-25 тыс. ед. при норме 500 тыс. ед.) [96, 97].

Использование экструзионных технологий позволяет:

интенсифицировать производственный процесс;

снизить энергозатраты (кроме электроэнергии для обеспечения технологи-

ческого процесса не нужны другие энергоносители: газ, пар, горячая вода);

уменьшить трудовые затраты;

повысить степень использования сырья;

улучшить усвояемость продуктов;

снизить микробиологическую обсемененность продуктов;

уменьшить загрязнение окружающей среды (отсутствуют выбросы в атмо-

сферу, стоки и вторичные отходы).

Утилизация биоэнергетическим методом сушки в замкнутом контуре

Область применения. Может быть использован для утилизации всевозможных

отходов сельскохозяйственной деятельности и пищевого производства.

Описание метода. Известна технология утилизации биологических отходов с по-

лучением кормовых добавок, биотоплива, удобрений методом сушки в герметичной ка-

мере с обогревом через стенку. В процессе сушки загруженная масса отходов переме-

шивается и нагревается для испарения влаги. Образовавшийся пар возвращается в ка-

меру. Избыток влаги выводится из системы через конденсатор. При достижении влаж-

ности продукта от 5 до 10 %, установка автоматически отключается. Температура в ре-

акторе и длительность пребывания в нем отходов (8-10 часов) обеспечивает стериль-

ность получаемого продукта.

115

9.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружаю-

щую среду при утилизации и обезвреживании биологических от-

ходов

Эмиссии при утилизации биологических отходов зависят от выбранного метода

утилизации.

При проведении варочного процесса образуются токсичные, дурнопахнущие вы-

бросы, требующие очистки и обеззараживания, а также сточные воды, содержащие

жиры. Сведения об уровнях эмиссии в окружающую среду отсутствуют.

При проведении экструзионного процесса происходит выброс в атмосферный воз-

дух токсичных веществ (сероводорода, сернистого газа, меркаптанов). Требуется

очистка газовых выбросов [97].

При проведении процесса сушки биологических отходов в замкнутом контуре вы-

бросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух отсутствуют. Процесс сопровож-

дается образованием сточных вод.

116

Раздел 10 Утилизация и обезвреживание отходов органических

растворителей

10.1 Общая информация о деятельности по утилизации и

обезвреживанию отходов органических растворителей

В настоящем подразделе рассматриваются отходы органических растворителей,

в том числе отходы галогенированных органических растворителей и их смесей.

Растворители объединяют разнообразные группы жидких, органических летучих

соединений, которые обладают способностью переводить нелетучие или труднолетучие

пленкообразующие вещества в растворы, не подвергая их химическим изменениям.

Если растворители не растворяют непосредственно пленкообразующий материал, а

разбавляют раствор до нужной рабочей консистенции, они называются разбавителями.

Лучшими растворителями являются ароматические (толуол, ксилол, сольвент) и хлори-

рованные углеводороды (хлорбензол, дихлорэтан), которые применяются в смеси со

спиртами и уайт-спиритом.

Растворители для химических соединений необходимы в различных сферах про-

изводств. Отходы органических растворителей образуются на предприятиях по произ-

водству лакокрасочных материалов (ЛКМ); ремонтных заводах; лифтостроительных

предприятиях, автомобильных производствах, типографиях, мебельных фабриках, ин-

ститутах, автосервисах и других организациях.

Рынок растворителей в России ежегодно увеличивается на 2,5 %. Наиболее ак-

тивными регионами в плане развития отрасли производства растворителей являются:

Омская, Саратовская и Самарская области, а также Татарстан и Башкортостан [98].

При обращении с растворителями, потерявшими потребительские свойства, раз-

личают содержащие галогены и не содержащие галогены растворители.

К галогенсодержащим растворителям относятся: хлорфторуглеводороды; хлори-

рованные углеводороды; галогенированные углеводороды. Галогенсодержащие раство-

рители (особенно хлорсодержащие) отличаются высокой растворяющей способностью

и пониженной горючестью, совмещаются со многими органическими растворителями,

однако из-за высокой токсичности они находят ограниченное применение. Вредное воз-

действие данных веществ вызвало принятие правил регулирования их использования:

- 1980 год - Венская конвенция по сокращению выпуска хлорфторуглеводородов;

- 1987 год - Монреальский протокол по замораживанию производства и потребле-

ния хлорфторуглеводородов;

- 1990 год - Лондонский протокол о 50-процентном сокращении производства и

потребления хлорфторуглеводородов к 1995 году и полном прекращении к 2000 году.

Не содержащие галогенов органические растворители можно подразделить на

следующие группы: алифатические и алициклические углеводороды; ароматические уг-

леводороды; спирты; кетоны; сложные эфиры; простые эфиры и эфиры гликолей. Кроме

этих чистых растворителей и неизбежных смесей, существуют также специальные смеси

растворителей для технических применений, например, разбавители для красителей,

смол, металлов и т. д.

Отходы органических растворителей по степени возможного риска для здоровья

человека разделены на 3 класса.

117

Класс 1: высокотоксичные растворители. К ним относятся вещества с известной

канцерогенностью для человека; высокой вероятностью ее наличия и опасные для окру-

жающей среды.

Класс 2: негенотоксичные растворители. К ним относятся вещества, обладающие

негенотоксичной канцерогенностью для животных, или растворители, являющиеся воз-

можной причиной таких необратимых явлений, как нейротоксичность или тератоген-

ность. К данному классу относятся также растворители, предположительно оказываю-

щие значительное, но обратимое токсическое действие.

Класс 3: малотоксичные растворители. К ним относятся растворители с низким

потенциалом токсичности для человека; для них не требуется устанавливать предель-

ное содержание, обусловленное информацией о риске для здоровья человека. Раство-

рители класса 3 имеют ДСВ от 50 мг/сут и выше [99].

Регенерации (восстановлению) подлежат следующие виды растворителей [100],

утративших потребительские свойства:

- спирты (метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, ок-

танол, нонанол, деканол, этиленгликоль);

- эфиры (метилацетат, этилацет, н-пропилацетат, изопропилацетат, бутилацетат,

н-амилацетат, изоамилацетат, н-октилацетат);

- ароматические углеводороды (толуол, диметилбензолы, этилбензол, про-

пилбензол, кумол, стирол, фенилацетилен, индан, циклобутадиен, дифенил, дифенил-

метан, трифенилметан, тетрафенилметан);

- прочие химические растворители: нефрасы, ацетон, ксилолы, а также загрязнен-

ные многокомпонентные растворители: 645, 646, 647, Р-4 Р-10, Р-12, Р-14 и др.

Многие предприятия самостоятельно не утилизируют растворители. Это обуслов-

лено экономическими соображениями, а также отсутствием заинтересованности в их по-

вторном использовании [101, 102]. На рынке представлен широкий выбор оборудования

для регенерации, как легко воспламеняемых растворителей, так и растворителей на

водной основе. Ряд фирм специализируется на продвижении в России и странах Тамо-

женного союза как импортных, так и отечественных высокопроизводительных установок

регенерации растворителей [102, 103]. Установки регенерации растворителей позво-

ляют вернуть в производство широкий спектр отработанных органических растворите-

лей с температурой кипения до 200 °C: ацетон, толуол, ксилол, смесевые сольвенты,

бензин, уайт-спирит, перхлорэтилен и др. [104] Степень очистки растворителей состав-

ляет до 99,7 %. Срок службы оборудования - от 12 до 15 лет.

Установки успешно работают более чем на 70 крупных российских предприятиях

(рисунок 10.1) [104]. Органические растворители утилизируются с восстановлением их

до приемлемых потребительских свойств.

118

Рисунок 10.1 - Регионы России, где внедрены установки регенерации

растворителей

Утилизацией и обезвреживанием органических растворителей занимается не-

сколько десятков компаний, расположенных в основном в крупных промышленных цен-

трах, где имеется спрос на их деятельность.

Основные данные по методам и технологиям утилизации и обезвреживания

отходов органических растворителей

Основными технологиями утилизации и обезвреживания органических раствори-

телей являются их регенерация, рекуперация и сжигание.

Некоторые виды растворителей и других летучих продуктов можно сжигать только

на установках с полной очисткой дымовых газов. К ним относятся соединения, содержа-

щие ртуть, свинец, мышьяк, кремний, марганец, фосфор, галогены (хлор, бром, иод,

фтор), нитросоединения, амины, цианиды и др. [105].

Сведения о технологиях обезвреживания отходов путем сжигания представлены

в справочнике НДТ ИТС 9-2025 «Утилизация и обезвреживание отходов термическими

способами» [3]. Небольшие объемы органических растворителей передают на захоро-

нение в специальных контейнерах на специально оборудованные для данных целей по-

лигоны промышленных отходов.

119

10.2 Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации

обезвреживания

отходов

органических

растворителей

Основными направлениями утилизации отходов растворителей является регене-

рация.

Обезвреживание органических растворителей проводится методом сжигания.

Сведения о технологиях обезвреживания органических растворителей путем сжигания

представлены в справочнике НДТ ИТС 9-2025 «Утилизация и обезвреживание отходов

термическими способами» [3].

Для утилизации отходов органических растворителей используются физические и

физико-химические методы - дистилляция, реэкстракция и рекуперация.

Дистилляция

Область применения. Используется для утилизации растворителей, не содержа-

щих галогены, утративших потребительские свойства [106, 107].

Описание метода. Дистилляция (регенерация) предназначена для разделения

отработанных растворителей на растворители, подлежащие повторному использова-

нию, и остатки, не подлежащие повторному использованию. Дистилляция применима

для всех растворителей и хладагентов, подлежащих регенерации.

Дистилляторы (регенераторы) растворителей - оборудование, обеспечивающее

очистку загрязненных растворителей без потери их свойств путем отделения от них раз-

личных примесей: смол, полимеров, пигментов, красок, масел и других загрязняющих

веществ. Это позволяет восстановить до 99 % чистоты исходного растворителя, делая

его пригодным для повторного использования без изменения характеристик.

Если отработанные растворители содержат воду, то предварительное обезвожи-

вание производится с помощью фильтров-отстойников [106].

Процесс утилизации растворителей методом дистилляции осуществляется сле-

дующим образом (рисунок 10.2):

1) нагрев: загрязненный растворитель нагревается до температуры кипения;

2) испарение: растворитель испаряется, превращаясь в пар;

3) конденсация: пар охлаждается и конденсируется, возвращаясь в жидкое состо-

яние;

4) удаление отходов: загрязняющие вещества остаются в резервуаре и легко уда-

ляются.

120

Рисунок 10.2 - Процесс утилизации растворителей методом дистилляции

Загрязненный растворитель (органический или водный) в ходе процесса дистил-

ляции испаряется и затем конденсируется. Грязный растворитель закачивается насосом

в так называемую рабочую камеру. Нагревание потока, подаваемого на дистилляцию,

происходит с помощью нагревательных элементов (теплообменников), обеспеченных

надлежащей теплоизоляцией или электрическим нагревателем. При достижении точки

кипения растворитель начинает испаряться. Пары растворителя проходят через конден-

сатор. Конденсат - прозрачный и очищенный растворитель - вытекает из установки. За-

грязненный остаток (твердые примеси) удаляется [108].

Эффективность утилизации отработанных растворителей возможно повысить

[106] за счет:

а) применения азеотропной дистилляции;

б) применения вакуумной дистилляции;

в) использования пленочных испарителей.

Вакуумная дистилляция предназначена для обработки растворителей с высокими

температурами кипения (выше 200 °C).

Азеотропная дистилляция обычно используется для улучшения качества регене-

рации растворителей. Азеотропная дистилляция состоит в добавлении вещества

(обычно пара) для формирования азеотропной смеси с растворителем, который подле-

жит последующей регенерации. Азеотропная смесь имеет более низкую температуру

кипения, чем исходный растворитель, и извлечение растворителя таким образом облег-

чается.

Преимуществами технологии дистилляции органических растворителей явля-

ются:

возможность повторного использования растворителя;

дистиллированный растворитель будет обладать теми же химико-физиче-

скими свойствами, что и новый растворитель;

сокращение затрат на утилизацию: утилизации подлежит только твердый

осадок, оставшийся после дистилляции, не придется утилизировать взрывоопас-

ный растворитель [109].

121

Применение вакуумной дистилляции и предварительный нагрев растворителя

снижают энергопотребление при дистилляции [104].

Реэкстракция

Область применения. Используется для утилизации растворителей, не содержа-

щих галогены, утративших потребительские свойства [107, 110].

Описание метода. Реэкстракция представляет собой процесс обратного извлече-

ния вещества из экстракта путем обработки специальным раствором, который называют

реэкстрагентом. В качестве реэкстрагента используют воду, водные растворы, нерас-

творимые в экстрагенте органические вещества [107, 110]. Получаемый продукт - реэкс-

тракт.

Реэкстракция осуществляется одним из следующих способов:

1) промывка органической фазы;

2) осаждение компонента непосредственно из органической фазы;

3) селективное извлечение компонента.

При реэкстракции достигаются следующие цели:

- выделение вещества из экстракта;

- разделение веществ (избирательная реэкстракция);

- концентрирование извлекаемых веществ;

- регенерация экстрагента для повторного использования.

Выбор реэкстрагентов зависит от механизма экстракции.

Регенерация экстрагента может быть осуществлена также ректификацией, выпа-

риванием и т. д.

Существует ряд способов утилизации хлорсодержащих растворителей, таких как

адсорбция на углях, ректификация, ионный обмен, адсорбция на молекулярных ситах.

Но все данные методы являются сложными, малопроизводительными и экономически

нецелесообразными [111].

Рекуперация

Область применения. Метод рекуперации используется для утилизации боль-

шинства органических растворителей.

Описание метода. Процесс рекуперации органических растворителей основыва-

ется на всасывании вредных паров адсорберами в специальном аппарате при нагрева-

нии. В качестве сорбента используют минеральные (силикагель) и углеродные (активи-

рованный уголь) составы. Для достижения эффективного результата необходимо ис-

пользовать адсорбенты с частицами достаточного размера. Иногда в качестве поглоти-

телей используют нелетучие жидкости.

Процесс адсорбции наиболее эффективно происходит, когда поры адсорбента в

несколько раз превышают размеры поглощаемых молекул. Адсорбция резко уменьша-

ется с повышением температуры из-за более энергичного теплового движения газовых

молекул. Эта зависимость используется для выделения поглощаемых веществ из ад-

сорбента. Процесс выделения поглощенных адсорбентом веществ называется десорб-

цией.

122

Рекуперация растворителей может быть организована в периодическом и непре-

рывном цикле. При периодической схеме процесса воздух, содержащий пары раствори-

теля, проходит через неподвижный слой адсорбента, из которого после его насыщения

извлекается утилизируемый растворитель [111, 112].

Для организации непрерывной рекуперации с применением адсорберов периоди-

ческого действия рекуперационная установка должна включать не менее двух таких ап-

паратов (обычно их количество составляет 3-6).

В непрерывно действующих адсорберах движущийся слой поглотителя последо-

вательно проходит зоны адсорбции и десорбции рекуперационной установки. К преиму-

ществам таких установок относят достаточно высокие скорости обрабатываемых пото-

ков, компактность оборудования, высокий коэффициент использования адсорбентов,

сокращение энергозатрат на периодические нагрев и охлаждение адсорбера, возмож-

ность автоматизации процесса. Для осуществления непрерывного процесса в адсорбе-

рах нового поколения используется адсорбирующая угольная ткань, которая движется

перпендикулярно газовому потоку.

Поскольку в промышленности широко распространено использование периодиче-

ской технологии рекуперации растворителей, ниже рассмотрена работа установки та-

кого типа, используемой в технологии производства поливинилового спирта.

При производстве поливинилового спирта осуществляется рекуперация раство-

рителей. Периодический процесс (рисунок 10.3) проводится в четыре стадии:

адсорбция;

десорбция;

сушка;

охлаждение.

Рисунок 10.3 - Схема рекуперации растворителей при производстве поливинилового

спирта

Паровоздушная смесь с помощью газодувки 1 направляется в адсорбер 2, где про-

ходит через неподвижный слой адсорбента толщиной более 0,6 м. Наилучшим адсор-

бентом для паров и газовых выбросов является активированный уголь.

123

При прохождении адсорбера пары растворителей адсорбируются на поверхности

активированного угля, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. После насы-

щения адсорбента парами растворителей подача паровоздушной смеси в адсорбер пре-

кращается, и начинается вторая стадия процесса, то есть десорбция. В адсорбер с по-

мощью газодувки 5 в течение 1,5-2 ч подается острый водяной пар с температурой 110-

115 °С. Десорбированные пары растворителя вместе с парами воды конденсируются в

холодильнике 3, куда они попадают, выйдя из адсорбера. Образовавшийся конденсат

стекает в декантатор 4, где происходит расслоение жидкости - смеси растворителей и

воды.

Из декантатора вода сливается в оборотную систему водоснабжения, а смесь рас-

творителей подается на ректификацию, где происходит их разделение и выработка ин-

дивидуальных продуктов, использующихся повторно в процессе синтеза поливинило-

вого спирта. После завершения десорбции паров растворителей процесс переходит в

третью стадию: активированный уголь сушат горячим воздухом с температурой 105-

110 °С, подогрев которого осуществляют в калорифере 6. По окончании сушки в адсор-

бер подается охлажденный воздух с температурой не более 30 °С и наступает четвертая

стадия процесса рекуперации - охлаждение адсорбента [111].

124

10.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в

окружающую среду при утилизации и обезвреживании отходов

органических растворителей

В процессе утилизации и обезвреживания отходов органических растворителей

потребляются водные ресурсы (в процессе конденсации и нагрева потока, подаваемого

на дистилляцию), энергоресурсы, реэкстрагенты (вода, растворы реэкстрагентов), уголь,

ионообменные смолы и т. п.

Текущие уровни потребления в процессах утилизации и обезвреживания органи-

ческих растворителей зависят от применяемых технологических процессов и мощности

используемого оборудования и установок.

При дистилляции отработанных растворителей возможны выбросы углеводоро-

дов в атмосферу и образование сточных вод, которые подлежат очистке [104].

В ходе утилизации отходов растворителей возможно повышение концентрации

вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе. Причи-

нами загрязнения атмосферы, как правило, являются потери легколетучих веществ че-

рез возможные неплотности в герметичном оборудовании (малое дыхание) и выбросы

во время опорожнения оборудования (большое дыхание) [113].

В процессе регенерации отходов растворителя образуются отходы - кубовые

остатки. Объем образования данного отхода зависит от «чистоты» отхода растворителя

и содержания в нем различных примесей (остатки лакокрасочных материалов, взвешен-

ные вещества, масла и т. п.).

От процесса рекуперации эмиссии возможны при аварийных ситуациях, таких как

разгерметизация оборудования. Эмиссии будут представлять собой пары растворите-

лей.

125

Раздел

Утилизация автомобильных аккумуляторов,

утративших потребительские свойства

11.1 Общая информация о деятельности по утилизации

автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские

свойства

Существует несколько типов автомобильных аккумуляторов, отличающихся мате-

риалом электродов и электролита.

Из всего разнообразия в автомобилях в качестве стартерных используются только

свинцовые. Корпуса всех свинцовых аккумуляторов делаются из прочной кислотостой-

кой пластмассы, чтобы обеспечить максимальную безопасность во время транспорти-

ровки и эксплуатации.

В настоящее время в качестве материала для электродов используется свинец не

в чистом виде, а с разнообразными добавками, в зависимости от которых аккумуляторы

автомобильные делят на несколько типов.

Заводы, осуществляющие деятельность по производству аккумуляторов, в том

числе с использованием вторичного сырья, а также предприятия, осуществляющие ути-

лизацию аккумуляторов в Российской Федерации, представлены в источнике [114], а их

месторасположение на территории Российской Федерации - на рисунке 11.1.

К крупнейшим предприятиям отрасли по производству свинцовых и щелочных ак-

кумуляторов относят: АО «Тюменский аккумуляторный завод» (Тюмень), ЗАО «Электро-

тяга» (Санкт-Петербург), ООО «Курский аккумуляторный завод» (Курск), АО «Электро-

источник» (Саратов), ООО «Вологодский аккумуляторный завод» (Вологда).

Рисунок 11.1 - Месторасположение крупных предприятий по производству

аккумуляторов и утилизации отходов автомобильных аккумуляторов на

территории Российской Федерации

126

Основные данные по методам и технологиям утилизации аккумуляторов ав-

томобильных, утративших потребительские свойства

В настоящем справочнике утилизация аккумуляторов автомобильных, утративших

потребительские свойства, рассмотрена до процесса плавки с получением свинца необ-

работанного вторичного. Производство свинца вторичного необработанного рассмот-

рено в ИТС 13-2020 «Производство свинца, цинка и кадмия» [115].

Применяются различные методы обращения с отходами аккумуляторов: метод

ручной разборки, метод механизированной разделки, метод комплексной утилизации от-

ходов аккумуляторов.

Экологические проблемы, возникающие при утилизации аккумуляторов ав-

томобильных, утративших потребительские свойства

Опасность утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребитель-

ские свойства, обусловлена наличием в их составе таких опасных компонентов, как сви-

нец, щелочь, серная кислота.

Содержание свинца в автомобильных аккумуляторах составляет около 50 % от

общей массы аккумулятора, присутствует также около 2 % сурьмы, 15 % различных ви-

дов пластмасс, примерно 15 % электролита, который может быть представлен раство-

ром серной кислоты.

127

11.2 Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации

автомобильных

аккумуляторов,

утративших

потребительские свойства

Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в

настоящее время в области утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших по-

требительские свойства, рассмотрены только в части выделения лома свинца, свинцо-

вой пасты, полипропилена, электролита или кристаллического сульфата натрия. Произ-

водство вторичного свинца из различных продуктов, содержащих свинец, например, ак-

кумуляторов, листового свинца, представлено в ИТС 13-2020 «Производство свинца,

цинка и кадмия» [115].

11.2.1 Метод ручной разборки и сортировки автомобильных аккумуляторов

Область применения. Используется для автомобильных аккумуляторных бата-

рей всех видов.

Описание метода. Ручная сортировка сопровождается четырьмя этапами.

Первоначально производится слив электролита с соблюдением всех правил тех-

ники безопасности.

После этого аккумулятор тщательно промывают, применяя содовый раствор.

Далее специалисты приступают к разборке устройства на составляющие, исполь-

зуя слесарный инструмент.

После проведения ручной разборки производится сортировка полученных состав-

ных элементов. Свинец и пластик подвергаются дальнейшей специальной технологиче-

ской утилизации с получением товарной продукции.

11.2.2 Метод механизированной разделки отходов автомобильных

аккумуляторов

Область применения. Используется для автомобильных аккумуляторных бата-

рей всех видов.

Описание метода. Какие-то отдельные моменты механической разделки могут от-

личаться, но в целом метод механической разделки отходов аккумуляторов включает

следующие этапы:

Слив и утилизация электролита. На начальном этапе разрушается корпус акку-

муляторной батареи и сливается электролит. Аккумуляторы могут просто разбиваться в

результате сброса их в определенную емкость. На некоторых предприятиях есть диско-

вые пилы, которыми они разрезаются. Слитый электролит подвергается нейтрализации.

Эта операция проводится в реакторах, оборудованных мешалками (активаторами). На

некоторых предприятиях есть специальное оборудование, которое позволяет утилизи-

ровать электролит и запустить его в основное производство.

Дробление. Далее проводится дробление аккумуляторов в мощных дробилках. В

результате происходит полное разрушение аккумуляторов.

128

Грохочение и классификация дробленного аккумуляторного лома. Грохочение

осуществляется в барабанных или вибрационных грохотах в потоке оборотной (рецир-

куляционной) воды. С высокой степенью эффективности свинцовая паста отделяется от

дробленного лома и потоками воды через ячейки сит грохота выносится в накопитель-

ные емкости (сгустители). Возможна дополнительная (тонкая) классификация свинцовой

пасты в спиральном классификаторе.

Разделение металлов и пластика. Оставшаяся смесь дробленого пластика и

свинцовых элементов подается в установку гидродинамической сепарации. Цель этой

операции - разделить пластиковый бой и металлические элементы.

Отделенный пластик собирается и отправляется на предприятия, занимающиеся вы-

пуском пластиковых гранул. В дальнейшем их используют в качестве исходного сырья при

производстве корпусов аккумуляторов автомобильных.

На некоторых линиях отделяют стальной лом при помощи магнитной сепарации.

11.2.3 Метод комплексной утилизации отходов автомобильных

аккумуляторных батарей с получением товарной продукции

Область применения. Используется для утилизации отходов автомобильных акку-

муляторных батарей всех видов, а также стационарных свинцово-кислотных аккумулято-

ров, аккумуляторных батарей источников бесперебойного питания свинцово-кислотных,

компьютерных свинцово-кислотных аккумуляторов, аккумуляторов компьютерных кислот-

ных и других свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Описание метода 1. Технология утилизации основана на сочетании следующих

операций.

Слив электролита. На первоначальном этапе осуществляется слив электролита

перед дроблением отходов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Слитый элек-

тролит в дальнейшем используется для нейтрализации избыточного карбоната натрия,

образованного при десульфуризации свинцовой пасты. Нейтрализация осуществляется

с образованием сульфата натрия, который в последующем очищается, выпаривается,

кристаллизуется, усредняется и сушится с получением готового товарного продукта -

кристаллического сульфата натрия.

Дробление отходов аккумуляторов. На следующем этапе осуществляется дроб-

ление отходов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в мощных дробилках.

Грохочение с отмывкой. Грохочение осуществляется в барабанных или вибраци-

онных грохотах в потоке оборотной (рециркуляционной) воды. С высокой степенью эф-

фективности свинцовая паста отделяется от дробленного лома и потоками воды через

ячейки сит грохота выносится в накопительные емкости (сгустители). На данном этапе

дробленая масса пропускается через вибрационный или барабанный грохот с выделе-

нием свинцовой пасты содержанием серы 6-7 % и смеси крупных частиц лома свинца,

пластмасс.

Сепарация свинцовой металлосодержащей фракции и полимерных материалов

(полипропилен, полиэтилен, АБС и т. п.). Сепарация оставшейся на сите фракции дроб-

ленного аккумуляторного лома осуществляется на гидродинамических сепараторах, где

последовательно происходит разделение пластиков и металлической свинцовой массы

(электроды, клеммы, перемычки и т. п.). В результате данной операции происходит по-

лучение следующих продуктов:

129

- сырье вторичное из полипропилена (дробленый полипропилен);

- вторичное сырье свинцовое (металлизированная фракция), полученная в ре-

зультате данного метода, используется для получения вторичного свинца (свинец необ-

работанный), согласно справочнику ИТС 13-2020 «Производство свинца, цинка и кад-

мия». Полученное в результате утилизации вторичное сырье свинцовое должно соот-

ветствовать документам в области стандартизации Российской Федерации.

Десульфуризация свинцовой пасты. Выделенная свинцовая паста с содержа-

нием серы 6-7 % подвергается десульфуризации до содержания в ней серы менее 1 %

[115]. Десульфуризация свинцовой пасты осуществляется карбонатом натрия при посто-

янном перемешивании в реакторах (сгустителях) с получением карбоната свинца и рас-

твора сульфата натрия.

Свинцовая паста, являясь вторичным сырьём свинцовым, используется для полу-

чения вторичного свинца (свинца необработанного), согласно справочнику ИТС 13-2020

«Производство свинца, цинка и кадмия».

Преимущество данной технологии заключается в том, что происходит полный тех-

нологический цикл утилизации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, с глубиной

утилизации 90 процентов и более. Выбросы загрязняющих веществ при утилизации дан-

ных отходов соответствуют справочнику ИТС 13-2020 «Производство свинца, цинка и

кадмия».

В результате данной технологии получаются готовые продукты в виде:

- сырья вторичного из полипропилена (дробленый полипропилен);

- стального лома;

- натрия сульфата кристаллического;

- сырья вторичного, содержащего свинец (металлизированная фракция и паста)

полученного в результате данного метода; используется для получения свинца вторич-

ного необработанного, согласно справочнику ИТС 13-2020 «Производство свинца, цинка

и кадмия».

Описание метода 2. Технология утилизации основана на сочетании следующих

операций.

Утилизация происходит на единой технологической линии разделки АКБ. Меха-

низм разделки включает в себя - подачу АКБ на линию разделки, где одновременно про-

исходит разделение АКБ на: полимеры, свинец-содержащее сырье и электролит.

На первом этапе срезается крышка АКБ, сливается электролит. Крышка и поли-

пропиленовый корпус попадают в дробилку и промывочную ванну, где происходит отде-

ление полимеров от сырья, содержащего свинец. В результате процесса получается го-

товый продукт в виде полимерной крошки.

Свинецсодержащие материалы разделанного аккумулятора: свинцовые пла-

стины, свинцовая паста - собирают в емкости для дальнейшей металлургической ути-

лизации согласно ИТС 13-2020 «Производство свинца, цинка и кадмия», в результате

которой получаются готовые продукты в виде: свинца и свинцовых сплавов, и сульфата

кальция (гипс), получаемого при очистке исходящих газов.

После срезания крышки АКБ и при переворачивании на выбивном столе электро-

лит (раствор серной кислоты) через перфорацию выбивного стола стекает в емкости для

сбора электролита. В емкости происходит первичное осаждение твердых взвешенных

частиц. Далее электролит (раствор серной кислоты) направляется на второй этап отста-

130

ивания, который длится не менее 48 часов, после чего происходит отбор пробы для кон-

троля качества полученной серной кислоты. Третий этап очистки происходит при сливе

серной кислоты в емкости для готовой продукции, который осуществляется через кисло-

тостойкую полипропиленовую фильтроткань КС-34. Кислота серная восстановленная из

отработанного сернокислотного электролита (раствор) имеет следующие характери-

стики:

- плотность при 20 °С - 1,150-1,320 г/см³;

- массовая доля остатка после прокаливания, %, не более 0,2;

- массовая доля железа, %, не более 0,02.

Кислота серная восстановленная из отработанного сернокислотного электролита

(раствор) может быть использована как компонент при производстве кислоты серной ак-

кумуляторной, товарной серной кислоты из олеума.

Емкости, в которых происходит образование осадка, регулярно очищаются. Оса-

док представляет собой продукцию «свинцовая паста» по ГОСТ Р 54564-2025 «Лом и

отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия», которая направля-

ется на производство свинца совместно со свинцовой пастой, полученной при разделке

аккумуляторов.

В результате данной технологии получаются готовые продукты в виде:

- сырья вторичного полимерного;

- сырья вторичного, содержащего свинец, которое направляется на получение

свинца вторичного необработанного;

- кислоты серной восстановленной из отработанного сернокислотного электро-

лита с массовой долей доля железа не более 0,02 %.

11.2.4 Утилизация и обезвреживание (нейтрализация) отходов электролитов,

входящих в состав автомобильной аккумуляторной батареи

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея содержит электролит в жидком аг-

регатном состоянии. Технологии утилизации и обезвреживания отходов электролитов

представлены методами нейтрализации.

11.2.4.1 Утилизация отходов кислоты аккумуляторной серной, отработанной

химическим методом

Область применения. Используется для утилизации растворов кислоты аккуму-

ляторной серной отработанной.

Описание метода. Кислота аккумуляторная серная отработанная (далее - кис-

лота) поступает в таре из кислотостойкого пластика. Кислота аккумуляторная серная пе-

реливается в накопительную емкость сбора электролита. Далее электролит направля-

ется в реактор, в который в автоматическом режиме подается кальцинированная сода.

Посредством химической реакции нейтрализации получается раствор сульфата натрия.

Раствор сульфата натрия проходит очистку от тяжелых металлов сульфидным методом.

Нерастворимые сульфиды тяжелых металлов отделяются от раствора сульфата натрия

на пресс-фильтре. Далее они возвращаются в производство свинца и его сплавов. Очи-

щенный раствор сульфата натрия направляется на кристаллизацию методом выпарива-

131

ния. В результате процесса утилизации получается чистый готовый продукт кристалли-

ческий сульфат натрия. Полученный в результате выпаривания и охлаждения конденсат

возвращается в технологический процесс.

11.2.4.2 Обезвреживание (нейтрализация) кислоты аккумуляторной серной от-

работанной

Область применения. Используется для обезвреживания кислоты аккумулятор-

ной серной отработанной.

Описание метода. Кислота аккумуляторная серная отработанная (далее - кис-

лота) поступает в таре из кислотостойкого пластика. Далее кислота перекачивается в

реактор с мешалкой, но не более половины рабочего объема реактора. После включе-

ния мешалки в реактор осуществляется механизированная или ручная дозированная

подача нейтрализующего агента (карбонат, оксид или гидроксид кальция) и механизиро-

ванное перемешивание.

При незначительных объемах кислоты процесс нейтрализации осуществляется в

емкостях при ручном перемешивании. Процесс нейтрализации, включающий в себя

формирование осадка и осветление воды после нейтрализации, длится 2-3 часа в зави-

симости от концентрации кислоты. После прекращения реакции образуется осадок

нейтрализации сернокислотного электролита - гипс и вода. Конструкцией реактора

должны быть предусмотрены патрубки с задвижками, для выгрузки осадка и слива воды.

Вода сливается (перекачивается) в систему оборотного водоснабжения или в канализа-

ционную сеть, осадок направляется на обезвоживание в фильтр-пресс. При незначи-

тельном количестве осадка он может обезвоживаться в естественных условиях.

11.2.4.3 Обезвреживание (нейтрализация) щелочи аккумуляторной отработан-

ной

Область применения. Используется для обезвреживания щелочи аккумулятор-

ной отработанной.

Описание метода. Нейтрализация щелочи аккумуляторной отработанной преду-

смотрена путем взаимной нейтрализации другим отходом, предварительно подготов-

ленным 30 % водным раствором кислоты аккумуляторной серной отработанной, посту-

пающей на обезвреживание. Принципиальная блок-схема нейтрализации щелочи акку-

муляторной отработанной показана на рисунке 11.2. В основе процесса обезвреживания

лежит химическая реакция нейтрализации, протекающая при взаимодействии кислот с

основаниями (щелочами). Для поддержания нормальной скорости протекания реакции

в реакторе поддерживают температуру в диапазоне 40-50º^оС, для этого используют

охлаждающий контур.

132

Блок подготовки

нейтрализующего

сырья

Охладитель

агента

Реактор

Пеногаситель

CO2

Декантер

Приемная емкость

Выпарная установка

для нерастворимого

(центрифуга)

осадка

Емкость для

Шламонакопитель

дистиллированной

воды

Рисунок 11.2 - Принципиальная блок-схема нейтрализации щелочи

аккумуляторной отработанной

В процессе протекания химической реакции возможно образование небольшого

количества углекислого газа, который выводится через пеногаситель в окружающую

среду. Выделяемая тепловая энергия отводится от реактора с помощью жидкого тепло-

носителя, циркулирующего по рубашке теплового контура и охладителя.

Для того чтобы реакция проходила интенсивно, смесь в реакторе перемешивается

лопастями мешалки. После достижения требуемого значения показателя pН образовав-

шийся раствор перекачивается из реактора в декантер (центрифугу).

После разделения фракций жидкость поступает в выпарную установку, а обезво-

женный шлам направляется в шламонакопитель. Осадок, который не поддается пере-

качке из реактора, сливается в приемную емкость через сливное отверстие, далее этот

осадок загружается в декантер. После дистилляции воды в выпарной установке соль

перемещается в шламонакопитель, а вода возвращается в производственный процесс,

попадая в емкость хранения дистиллированной воды.

В результате нейтрализации щелочи аккумуляторной отработанной образуются:

- осадок нейтрализации серной кислоты природным известняком;

- жидкие отходы, образующиеся при нейтрализации, которые подлежат повтор-

ному использованию (нейтрализация до необходимого РН, фильтрация и возврат об-

ратно в технологический процесс).

В случае получения излишков дистиллированной воды она направляется на вы-

парные установки. Сброс воды в канализацию либо в окружающую среду исключен.

133

11.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в

окружающую

среду

при

утилизации

автомобильных

аккумуляторов, утративших потребительские свойства

Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду зависят от

применяемой технологии утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потре-

бительские свойства.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов автомобильных акку-

муляторов методом ручной разборки и сортировки

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторов методом ручной разборки и сор-

тировки может сопровождаться выбросами серной кислоты.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов автомобильных акку-

муляторов методом разделки

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторов методом разделки может сопро-

вождаться выбросами серной кислоты.

В Европейском союзе отходы свинцовых аккумуляторов и аккумуляторных бата-

рей согласно Директиве Европейского парламента и Совета Европейского союза

2012/19/EU «Об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE)» отно-

сятся к отходам электрического и электронного оборудования.

Сведения о текущих уровнях выбросов загрязняющих веществ в атмосферный

воздух при обработке в шредерах металлических отходов, в том числе отходов электри-

ческого и электронного оборудования, по данным справочника EC по наилучшим доступ-

ным технологиям Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Waste Treat-

ment, 2018 [116] приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 - Текущие уровни выбросов при обработке в шредерах металлических

отходов, в том числе отходов электрического и электронного оборудования

Метод

очистки

Пыль

применяемый

(мг/н.м³)

на заводе

Только

5,3-33(¹)

0,08(¹)

0,15(¹)

0,013(¹)

0,007(¹)

0,056(¹)

1,5(¹)

циклон

Тканевый

1,1-2

0,008

0,003

0,0006

0,003

0,6

фильтр

Скруббер

0,02-

0,007-

0,0006-

0,001-

9,4-24,1

0,2

Вентури

0,03

0,02

0,14

0,02

0,29

Циклон и

0,004-

0,002-

0,00004-

мокрый

2,7-6,3(²)

н/д

0,02

н/д

2,4

0,02

0,001

скруббер

Циклон и тка-

невый

0,1-5

0,8

0,006

н/д

0,12

фильтр

134

Окончание таблицы 11.1

Метод

очистки

Пыль

применяемый

(мг/н.м³)

на заводе

Циклон, скруб-

бер Вентури,

< 2,4

н/д

< 0,007

< 0,0003

н/д

0,008

0,16

адсорбция уг-

лем

Циклон, скруб-

0,1-

0,002-

н/д

0,0044

0,0003

н/д

бер Вентури

12,8

0,008

Тканевый

фильтр, скруб-

бер Вентури,

2,1

Н/д

0,02

н/д

0,0008

0,02

0,6

адсорбция уг-

лем

Тканевый

фильтр, скруб-

6,2-7,2

0,007

н/д

бер Вентури

Циклон,

1,1

0,0006

0,003

0,00005

н/д

0,002

0,02

впрыск воды

¹Выбросы завода, оснащенного только циклоном.

²Измерение до снижения выбросов в атмосферу. Значение концентрации после удаления составляет

4,4 мг/н.м³.

Значения концентрации являются средними за три учетных года.

Максимальная нагрузка, указанная в таблице, является максимальной нагрузкой, рассчитанной для каж-

дого из учетных годов.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных

источников тока

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторных батарей сопровождается вы-

бросами загрязняющих веществ, номенклатура которых зависит от сочетания выполняе-

мых при утилизации операций. Текущие уровни эмиссий в атмосферный воздух при утили-

зации отходов автомобильных аккумуляторных батарей представлены в таблице 11.2.

Таблица 11.2 - Текущие уровни выбросов при утилизации отходов автомобильных

аккумуляторных батарей

Текущие уровни выбросов

Единица

Загрязняющее вещество

загрязняющих веществ в

измерения

атмосферный воздух

Серная кислота (по молекуле H2SO4)

мг/м³

2,797

Свинец

мг/м³

0,567

Взвешенные вещества (пыль сульфата натрия)

мг/м³

1,958

135

Сточные воды в процессе утилизации отходов автомобильных аккумуляторов, как

правило, не образуются.

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторных батарей может сопровож-

даться образованием отходов, перечень которых зависит от способа утилизации. Воз-

можно образование отходов разнородных пластмасс в смеси в случае, если они не под-

вергаются дополнительной утилизации, отходов нейтрализации электролита, если он не

используется для производства товарной продукции.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации и обезвреживании (нейтрали-

зации) отходов электролитов, входящих в состав автомобильной аккумуляторной

батареи

Эмиссии в окружающую среду при обезвреживании (нейтрализации) кис-

лоты аккумуляторной серной отработанной

Процесс нейтрализации кислоты аккумуляторной серной отработанной сопровож-

дается образованием осадка нейтрализации сернокислотного электролита, который вы-

возится на полигон ТКО.

Эмиссии в окружающую среду при обезвреживании (нейтрализации) щелочи

аккумуляторной отработанной

Процесс нейтрализации может сопровождаться образованием небольшого коли-

чества углекислого газа, который выводится через пеногаситель в окружающую среду.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов автомобильных ак-

кумуляторных батарей, основанных на сочетании нескольких технологических

операций

Процесс утилизации может сопровождаться образованием небольшого количе-

ства выбросов загрязняющих веществ в виде серной кислоты.

Физическими факторами воздействия являются шум и вибрация оборудования.

136

ИТС 15–2025 Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов) - часть 2