Тестовый тренинг по изучению технологических процессов обогащения и переработки твердых отходов

№ 449

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Êàôåäðà îáîãàùåíèÿ ðóä öâåòíûõ è áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ

Ë.ß. Øóáîâ

Òåñòîâûé òðåíèíã
ïî èçó÷åíèþ
òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ
îáîãàùåíèÿ è ïåðåðàáîòêè
òâåðäûõ îòõîäîâ

Ïðàêòèêóì

Äîïóùåíî ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèì îáúåäèíåíèåì ïî
îáðàçîâàíèþ â îáëàñòè ìåòàëëóðãèè â êà÷åñòâå ó÷åáíîãî
ïîñîáèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ âûñøèõ ó÷åáíûõ çàâåäåíèé,
îáó÷àþùèõñÿ ïî íàïðàâëåíèþ Ìåòàëëóðãèÿ

Ìîñêâà   Èçäàòåëüñêèé Äîì ÌÈÑèÑ
2008

УДК 622.7–17.004.4 
 
Ш95 

Р е ц е н з е н т  
д-р техн. наук Л.С. Стрижко 

Шубов Л.Я. 
Ш95  
Тестовый тренинг по изучению технологических процессов 
обогащения и переработки твердых отходов: Практикум. – М.: 
Изд. Дом МИСиС, 2008. – 132 с. 

Настоящий практикум в виде вопросов и ответов по курсу лекций, соответствующих программе обучения студентов в Государственном технологическом университете «Московский институт стали и сплавов», освещает 
сложные методы управления отходами и инженерной защиты окружающей 
среды. Рассматриваются во взаимосвязи все технологические аспекты обращения с отходами с позиций экологии, экономики, ресурсо- и энергосбережения. 
Предназначен для студентов, обучающихся по специальности 130405 
«Обогащение полезных ископаемых». 

© Государственный технологический  
университет «Московский институт 
стали и сплавов» (МИСиС), 2008 

Содержание 

Введение....................................................................................................4 
1. Классификация отходов.......................................................................6 
2. Полигонное захоронение отходов и контроль качества 
окружающей среды ................................................................................10 
3. Сбор и удаление (транспортировка) отходов ..................................20 
4. Сепарация отходов .............................................................................24 
Общие сведения..................................................................................24 
Дробление............................................................................................27 
Грохочение..........................................................................................29 
Магнитная сепарация .........................................................................31 
Электродинамическая сепарация......................................................33 
Электросепарация...............................................................................37 
Аэросепарация ....................................................................................42 
Спецсепарация ....................................................................................47 
Ручная сортировка..............................................................................48 
Технологические схемы сепарации отходов....................................50 
5. Термическая переработка отходов....................................................53 
Общие сведения..................................................................................53 
Экологические аспекты мусоросжигания ........................................55 
Классификация методов термической переработки ТБО...............62 
Слоевое сжигание с принудительным перемешиванием и 
перемещением материала ..................................................................64 
Сжигание в кипящем слое .................................................................74 
Термическая переработка (сжигание-газификация) в 
плотном слое кускового материала без принудительного 
перемешивания и перемещения материала......................................77 
Высокотемпературные термические процессы ...............................82 
Сравнение и выбор термических технологий..................................92 
Газоочистка .........................................................................................94 
6. Биотермическая переработка отходов............................................103 
Общие сведения................................................................................103 
Аэробная ферментация ....................................................................103 
Анаэробная ферментация ................................................................113 
7. Комплексная переработка отходов.................................................116 
8. Переработка ртутьсодержащих отходов ........................................120 
Общие сведения................................................................................120 
Переработка отработанных ртутных ламп.....................................121 
Переработка отработанных ртутьсодержащих 
гальванических элементов...............................................................128 
Библиографический список.................................................................131 

Введение 

Экономика большинства стран базируется на использовании полезных ископаемых и других природных ресурсов в качестве первичных сырьевых материалов, мировое потребление которых в настоящее время возросло настолько, что стало соизмеримо с их запасами. Фактически то, что создавалось природой на протяжении геологических эпох, т.е. за миллионы лет, расходуется в течение нескольких десятилетий, превращаясь за короткое время в загрязняющие природную среду твердые, жидкие и газообразные отходы. 
Отходы образуются в процессе добычи, переработки и материально-энергетического использования природных ресурсов, на стадии изготовления конечной продукции и ее использования. Вся продукция, производимая человеком для удовлетворения своих потребностей и обеспечения жизнедеятельности, в конечном итоге переходит в категорию отходов. При этом часть продуктов, на производство 
которых затрачено много энергии и человеческого труда, попадает в 
категорию отходов уже после разового использования (например, 
луженая консервная и алюминиевая тара, упаковка различных видов, 
макулатура и пр.). 
Учитывая, что отходы являются, с одной стороны, главными загрязнителями окружающей среды, а с другой, зачастую представляют собой ценные продукты, потенциально пригодные для переработки и вторичного использования, во всем мире одной из наиболее актуальных является проблема рационального управления отходами. 
Бесконтрольное и непродуманное обращение с отходами может привести к серьезным экологическим последствиям и представляет угрозу самой основе существования человека. 
Управление отходами включает в себя организацию их сбора, 
удаления (транспортировки), переработки и захоронения, а также 
реализацию мероприятий по уменьшению количества отходов, направляемых на переработку и захоронение. 
Особого внимания заслуживают твердые бытовые отходы (ТБО) –
отходы потребления, образующиеся в больших количествах. Проблема ТБО заключается прежде всего именно в том, что их образуется очень много (на каждого городского жителя около 300 кг в год) и 
их нужно ежедневно из мест образования удалять, иначе жизнь города парализуется. Суть решения проблемы заключается в научно 
обоснованном ответе на вопрос: куда и как ТБО из мест образования 

удалять и что с отходами делать после удаления. Неотложная задача – дать ответы на эти вопросы и предоставить качественные услуги 
в системе городского хозяйства для рационального решения проблемы отходов с наименьшими затратами. 
За последнее двадцатилетие произошла переориентация в решении экологических проблем – переход от контроля за загрязнением к 
предупреждению загрязнения (предотвращение образования отходов, их переработка и утилизация, безопасное удаление и захоронение, использование малоотходных и ресурсосберегающих технологий). Инженерная защита окружающей среды перешла к активным 
действиям. 
Настоящий практикум в виде вопросов и ответов по курсу лекций, 
соответствующих программе обучения студентов в Государственном 
технологическом университете «Московский институт стали и сплавов», поможет студентам овладеть сложными методами управления 
отходами, будет способствовать совершенствованию высшего профессионального образования в области безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды. 
Вопросы и ответы на них рассматривают во взаимосвязи все технологические аспекты обращения с отходами с позиций экологии, 
экономики, ресурсо- и энергосбережения. 
Ответы на вопросы, дополняя учебник для вузов «Технологии отходов», являются оригинальным вариантом тестового тренинга для 
студентов вузов, обучающихся по техническим, технологическим и 
экологическим специальностям. 

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ 

Вопрос 1. 
Дайте определение понятия «отходы». 
Ответ. 
Отходы – это продукты, образовавшиеся как побочные, 
бесполезные или нежелательные в процессе жизнедеятельности человека и подлежащие переработке, утилизации или захоронению. 

Вопрос 2. 
На какие две большие группы делят отходы? 
Ответ. 
Отходы производства и отходы потребления. 

Вопрос 3. 
Дайте определение понятия «отходы производства». 
Ответ. 
Отходы производства – это продукты, которые не производятся целенаправленно, а образуются как побочные 
при создании конечного продукта. Для каждого производства характерен свой вид технологических отходов. 

Вопрос 4. 
Дайте определение понятия «отходы потребления». 
Ответ. 
Отходы потребления – это отслужившие свой срок товары и изделия, а также ненужные человеку продукты 
или их остатки, образовавшиеся в системе городского 
хозяйства и бытового обслуживания населения. 

Вопрос 5. 
Назовите наиболее распространенные отходы потребления. 
Ответ. 
Наиболее распространенные отходы потребления: 
• ТБО (жилой и нежилой сектор); 
• КГМ (крупногабаритные материалы) – отслужившая 
свой срок бытовая техника и мебель (холодильники, 
стиральные машины, газовые плиты, диваны и т.п.); 
• автомобильный лом; 
• крупногабаритные резиноотходы (в основном автопокрышки, в том числе с металлокордом); 
• отработанные аккумуляторы; 
• отработанные ртутные лампы; 
• электронный лом (радио- и телеаппаратура и т.д.). 

Вопрос 6. 
Что такое Федеральный классификационный каталог 
отходов (ФККО)? 
Ответ. 
ФККО – это перечень образующихся в РФ отходов, 
систематизированных по совокупности приоритетных 
признаков. 

Вопрос 7. 
Назовите приоритетные признаки систематизации отходов в РФ. 
Ответ. 
Этих признаков четыре: 
• происхождение отхода; 
• агрегатное и физическое состояние; 
• опасные свойства; 
• степень вредного воздействия на окружающую природную среду. 

Вопрос 8. 
Как характеризуют общие классификационные признаки отходов (в соответствии с ФККО)? 
Ответ. 
С помощью тринадцатизначного кода, определяющего 
вид отхода (в соответствии с приоритетными признаками). 

Вопрос 9. 
Что означают цифры тринадцатизначного кода? 
Ответ. 
Первые восемь цифр используются для кодирования 
происхождения отхода; девятая и десятая цифры используются для кодирования агрегатного состояния и 
физической формы отхода; одиннадцатая и двенадцатая 
цифры используются для кодирования опасных свойств 
и их комбинаций; тринадцатая цифра используется для 
кодирования класса опасности для окружающей природной среды. 

Вопрос 10. 
Как классифицируют отходы по их происхождению (в 
соответствии с ФККО)? 
Ответ. 
По происхождению выделяют: 
• отходы органические природного происхождения 
(животного и растительного) – код с первой значащей цифрой 1; 
• отходы минерального происхождения – код с первой 
значащей цифрой 3; 
• отходы химического происхождения – код с первой 
значащей цифрой 5; 
• отходы коммунальные – код с первой значащей 
цифрой 9. 

Вопрос 11. 
В какой код входят ТБО? 
Ответ. 
В код с первой значащей цифрой 9 («Отходы коммунальные»). 

Вопрос 12. 
Какие виды отходов входят в состав «Твердых коммунальных отходов» (код 9100000000000)? 
Ответ. 
Отходы из жилищ (несортированные и крупногабаритные) и отходы потребления на производстве, подобные 
коммунальным (мусор от бытовых помещений – несортированный и крупногабаритный; мусор строительный; 
отходы кухонь и предприятий общественного питания; 
отходы от уборки территории и помещений различных 
объектов). 

Вопрос 13. 
Что такое класс опасности отхода? 
Ответ. 
Это показатель, характеризующий степень возможного 
вредного воздействия на окружающую природную среду. 

Вопрос 14. 
Сколько выделяют классов опасности отходов? 
Ответ. 
Пять классов (1-й класс – чрезвычайно опасные отходы, 
2-й класс – высокоопасные, 3-й класс – умеренно опасные, 4-й класс – малоопасные, 5-й класс– практически 
неопасные). 

Вопрос 15. 
К какому классу опасности относят различные виды 
твердых коммунальных отходов? 
Ответ. 
К 4-му классу опасности относят несортированные отходы из жилищ, несортированный мусор от бытовых 
помещений организаций и строительный мусор от разборки зданий; все остальные отходы относят к 5-му 
классу опасности. 

Вопрос 16. 
Какие отходы, в зависимости от их состояния, выделяет 
Международная классификация промышленных отходов? 
Ответ. 
Твердые, жидкие и пастообразные отходы. 

Вопрос 17. 
Как классифицируют отходы по видам в соответствии с 
Международной классификацией промышленных отходов? 
Ответ. 
Промышленные отходы классифицируют (и кодируют) 
по видам с учетом Международного стандарта классификации промышленности по отраслям и подотраслям. 
Например: отходы обработки фруктов и овощей (подотрасль производства пищевых продуктов, напитков и 

табака, относящегося к перерабатывающей промышленности). 

Вопрос 18. 
Какие признаки характеризуют каждый вид твердого 
отхода в соответствии с Международной классификацией промышленных отходов? 
Ответ. 
Этих признаков семь (паспорт отхода): 
• гранулометрический 
состав 
(порошкообразные, 
мелкодисперсные, частицы среднего размера, частицы крупного размера); 
• принципиальный химический состав, частично – с 
указанием происхождения (органические вещества, 
металлы, смесь органических веществ, смесь органических и неорганических веществ, смесь неорганических веществ); 
• содержание вредных примесей (тяжелые металлы, 
фенолы и их производные, цианиды, органические 
вещества – галогенсодержащие, полициклические и 
др., биоциды или лекарственные препараты, смолосодержащие вещества, асбест, окислители, карбонилы металлов); 
• кислотность (отходы кислые, щелочные, нейтральные); 
• воспламеняемость 
(легковоспламеняемые, 
горючие – в том числе с другими веществами или в высушенном виде, невоспламеняемые); 
• возможность повторного использования (без переработки, после переработки, нет возможности использования); 
• возможность смешивания с ТБО (на свалке, непосредственно в канализационном коллекторе, смешивание невозможно). 

2. ПОЛИГОННОЕ ЗАХОРОНЕНИЕ ОТХОДОВ 
И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 

Вопрос 1. 
Что такое полигон для захоронения отходов? 
Ответ. 
Это инженерно обустроенное сооружение, обеспечивающее реализацию технологии размещения отходов 
(прием, складирование, уплотнение, захоронение) и охрану окружающей природной среды от загрязнения. 

Вопрос 2. 
Каковы требования к современным полигонам? 
Ответ. 
Это требования к выбору площадки (предпочтителен 
участок, сложенный глинами и тяжелыми суглинками, 
при глубине грунтовых вод не менее 2 м), конструкции, 
эксплуатации, мониторингу (контроль качества окружающей среды), выводу из эксплуатации; на западе 
предъявляются требования предоставления финансовых гарантий (страховка на случай форс-мажорных ситуаций). Это требования к размеру санитарно-защитной 
зоны: от жилой застройки до границы полигона – 500 м, 
от аэропорта – 15 км. 

Вопрос 3. 
Назовите основные элементы полигона для захоронения ТБО. 
Ответ. 
Основные элементы полигона – подъездная дорога (с двусторонним движением), участок складирования ТБО, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации (водопровод, канализация, мачты освещения). 

Вопрос 4. 
Что понимают под рабочей картой при полигонном захоронении ТБО? 
Ответ. 
Рабочая карта – это участок полигона, отведенный на 
данные сутки для складирования ТБО. 

Вопрос 5. 
Каковы размеры рабочей карты при полигонном захоронении ТБО? 
Ответ. 
Длина 30...150 м, ширина – не менее 5 м. В соответствии с европейской практикой, ширина рабочей карты 
зависит от типа оборудования, используемого для распределения и уплотнения отходов, и от количества мусоровозов, прибывающих на полигон в час пик (ширина 
рабочей карты равна четырехкратному количеству мусоровозов в час пик и обычно составляет 8...15 м). 

Вопрос 6. 
В чем принципиальное отличие европейской практики 
захоронения ТБО от российской и каковы позитивные 
моменты европейской практики? 
Ответ. 
На европейских полигонах практикуется ежедневное 
изоляционное покрытие складируемых ТБО. Для покрытия используют слой грунта толщиной не менее 
0,15 м либо полимерную пленку или химическую пену. 
Ежедневная изоляция препятствует рассеиванию отходов, улучшает внешний вид полигона, препятствует 
распространению запахов и возникновению пожаров. 

Вопрос 7. 
Для чего осуществляют уплотнение отходов при их полигонном захоронении? 
Ответ. 
Уплотнение отходов продлевает срок службы полигона, 
приводит к выравниваю площадки захоронения, облегчает укрытие отходов и дальнейшую работу. 

Вопрос 8. 
Какие факторы влияют на уплотнение ТБО при их полигонном захоронении? 
Ответ. 
Степень уплотнения ТБО зависит от крупности отходов, массы уплотняющего оборудования (обычно 
20...40 т) и от числа проходов уплотняющей техники 
(бульдозеры, тракторы). Для получения стабильной 
степени уплотнения ТБО достаточно 4–6 проходов тяжелой техники. Современные европейские технологии 
полигонного захоронения ТБО обеспечивают их уплотнение до пяти раз. 

Вопрос 9. 
Что такое противофильтрационный экран (при полигонном захоронении отходов)? 
Ответ. 
Это естественный слой водоупорного вещества (например, глины) и/или искусственный материал (например, 
полимеры), предотвращающий поток фильтрата к нижележащим грунтовым водам и приток грунтовых вод 
на уровень выше основания полигона. 

Вопрос 10. 
Как называются искусственные полимерные материалы, используемые в качестве противофильтрационных 
экранов для изоляции источников загрязнения окружающей среды? 
Ответ. 
Полимерные материалы, используемые для инженерной 
защиты окружающей среды, называют геосинтетиками