Технология отходов

ТЕХНО ЛО ГИ Я О ТХО Д О В

Серия «
Технологический

сервис основана в 2
0
1
0
 г.
»
 

Редакционноиздательский совет Некоммерческого партнерства 

«
Университетский инновационный комплекс 

технологических систем сервиса»
 (
НП «
Уником Сервис»
)

Ректор Ю гоЗападного государственного университета 

С.
Г.
 
Емельянов (
председатель совета)
;
 замдиректора депар
тамента программ развития М интранса 
РФ  A
.
B
.
 О лейник 

(
зампредседателя)
;
 генеральны й директор Н П  
«
У ником 

С ервис»
 Ю .
П .
 С вириденко (
зам председателя)
;
 ректор 

М осковского государственного областного университета 

А.
В.
 
Баранников;
 ректор М осковского государственного 

университета пищ евых производств Д.
А.
 Еделев;
 генеральный 

директор О О О  
«
И здательский Д ом «
Альф аМ »
 (
группа 

компаний «
И Н Ф РА М »
)
 М .
Ш .
 К улахмет ова (
главны й 

редактор)
;
 ректор М осковского государственного технологи
ческого университета «
М АМ И »
 A
.
B
.
 
Н иколаенко;
 ректор 

М осковского государственного института радиотехники,
 

электроники и автоматики (
Технический университет)
 

А.
С .
 
С игов;
 проректор Ю гоЗападного государственного 

университета М .
Е.
 С т авровский;
 ректор М осковского 

государственного строительного университета (
Н ациональ
ный исследовательский университет)
 В.
И .
 
Теличенко

Допущ ено М инистерством образования 

Российской Ф едерации в качестве 

учебного пособия для студентов 

высш их учебных заведений,
 

обучаю щ ихся по специальности «
Сервис»

Технология 
отходов

Л.Я .
 Ш убов,
 М .Е. Ставровский,
 

А .
В.
 О лейник

под редакцией проф ессора Л.
Я.
 Ш убова

Œ
Ž
‘
Š
‚
€
     2
0
 
   
ˆ

”

€
Œ

Рекомендовано Дальневосточным 

региональным учебнометодическим 

центром  (
ДВ РУМ Ц )
 в качестве учебника 

для студентов,
 обучаю щ ихся 

по направлению  подготовки «
Сервис»

Учебник

2
2

УДК 502(075)
ББК 30.69

Ш95

Р е ц е н з е н т ы:

академик РАН В.А. Чантурия,

членкорреспондент РАЕН, профессор С.И. Иванков

Шубов, Л.Я.

Технология отходов : учебник / Л.Я. Шубов, М.Е. Ставровский, А.В. Олейник ; под ред. проф. Л.Я. Шубова. –
Москва : ИНФРАМ, 2022. – 352 с. : ил. – (Технологический сервис: Магистратура).

ISBN 9785982812575 («АльфаМ»)
ISBN 9785160049144 («ИНФРАМ»)

Излагаются технологические основы решения проблемы отходов.

Рассматриваются вопросы очистки сточных вод, комплексной переработки и утилизации отходов потребления. Раскрываются во взаимосвязи
технологические аспекты обращения с отходами с позиций экологии,
экономики, ресурсои энергосбережения. Является продолжением учебника «Технология твердых бытовых отходов» (М. : АльфаМ : ИНФРАМ,
2011).

Для студентов вузов, обучающихся по техническим, технологическим и экологическим специальностям, включая экологический сервис.
Представляет интерес для преподавателей и специалистов, работающих в
системе инженерного обеспечения городского хозяйства и использования вторичных ресурсов, а также для проектантов (книга содержит удобный для пользования обширный фактический материал).

УДК 502(075)

ББК 30.69

© «АльфаМ» : «ИНФРАМ», 2015

Ш95

ISBN 9785982812575 («АльфаМ»)
ISBN 9785160049144 («ИНФРАМ»)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель издания учебника – подготовка профессиональных кадров для решения сложнейшей технологической и экологоэкономической проблемы отходов. Эта проблема настолько
актуальна (отходы являются главными загрязнителями окружающей среды и одновременно богатейшим, практически неисчерпаемым источником вторичных ресурсов), что давно назрела необходимость ее выделения в самостоятельную дисциплину.
Проведение в государственном масштабе научно обоснованной экологоэкономической и технологической политики при решении проблемы отходов и создании новой отрасли промышленности невозможно без профессиональной подготовки специалистов, понимающих проблему, способных критически осмыслить
технологический выбор, адаптировать его к конкретным условиям, учесть ошибки, допущенные вследствие непрофессионального подхода к делу, готовых к разработке новой техники и технологии. Именно новые кадры должны сделать практические шаги,
чтобы ликвидировать отставание России в области управления отходами. К сожалению, образование в этой сфере также отстает от
требований жизни.
При создании учебника авторы исходили из того, что общеэкологическая подготовка студентов не дает достаточных технологических знаний в сфере управления отходами. Необходимо углубленное изучение дисциплин, базирующихся на обобщении и
критическом анализе мирового опыта обращения с отходами. Сопоставительный анализ технологий также формирует правильное
мировоззрение будущих специалистов и способствует критическому осмыслению материала.
Настоящий учебник не затрагивает проблему отраслевых производственных отходов, которую должны решать специалисты соответствующей отрасли. Методы решения проблем отходов производства являются специфическими для каждой отрасли и могут
рассматриваться и изучаться студентами соответствующих вузов
при прохождении специальных курсов по профилю обучения. Ос

новное внимание в учебнике уделено решению проблемы отходов
потребления. Исходя из рационального объема учебника и особой
значимости проблемы твердых бытовых отходов (ТБО) он издан в
виде двух книг: «Технология твердых бытовых отходов» (М. : АльфаМ : ИНФРАМ, 2011) и «Технология отходов» (в последнюю
включены сточные воды, автои металлолом, пластмассовые отходы). Это оправдано также тем, что твердые бытовые отходы, к
образованию которых причастен каждый человек, представляют
собой наиболее сложный объект для переработки. При этом в обеих книгах все технологические аспекты обращения с отходами
рассматриваются с позиций экологии, экономики, ресурсои
энергосбережения.
Учебник предназначен не только для студентов, но и для преподавателей, поскольку содержит оригинальные тестовые задания и тренинг, что соответствует современным требованиям федерального государственного образовательного стандарта. Кроме
того, обширный фактический материал, представленный в обобщенном виде, интересен специалистам широкого профиля, занятым в сфере городского хозяйства, экологического сервиса,
управления ресурсосбережением.

6
Предисловие

1ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Вода – самое распространенное вещество в природе (на гидросферу
приходится 71 % поверхности Земли). Без воды в принципе невозможно существование живых организмов. Особую роль играют пресные
воды Земли, общий объем которых невелик – всего 2,5 % массы вод
океана (приблизительно 30 млн км3). Крупнейшие запасы пресной воды приходятся на озеро Байкал – около 23 тыс. км3. Бо´льшая часть источников пресной воды для людей в повседневной жизни труднодоступны – это полярные льды и подземные водоносные слои. Поэтому
задача первостепенной важности – предотвращение загрязнения водных объектов как источников пресной воды.
Человек интенсивно использует природную воду, после ее необходимой очистки и подготовки, в своей хозяйственной деятельности –
в быту, промышленности, сельскохозяйственном производстве. Для
ряда производств (пищевая промышленность, производство полупроводников и люминофоров, ядерная техника), а также для медицинских целей, для выполнения химических анализов и проч. требуется вода особой чистоты.
Приблизительно половина потребляемой человеком воды превращается в сточные воды, сбрасываемые после очистки в водные объекты.

1.1. Общие сведения

Сточные воды (СВ) – это воды, бывшие в хозяйственном или технологическом использовании и загрязненные различными веществами, а также ливневые (атмосферные) воды.
Вредные вещества, поступающие в атмосферу с промышленными
выбросами, возвращаются с атмосферными осадками на Землю,
загрязняя водоемы и почву.
Бытовые сточные воды удаляются из мест образования системой канализации на городские очистные сооружения. Ливневые
воды поступают в свою систему канализации и после механической очистки сбрасываются в поверхностные водные объекты;
в ливневую канализационную сеть могут поступать также очищенные сточные воды малых промышленных предприятий. Круп

ные промышленные предприятия также могут сбрасывать СВ в
поверхностные водные объекты после глубокой очистки.
Водосборные площади и водные объекты, как поверхностные,
так и подземные, интенсивно загрязняются в результате негативного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих
веществ в атмосферный воздух, сбросов загрязняющих веществ в
водные объекты, попадания в грунтовые воды токсичного фильтрата, образующегося на объектах размещения твердых отходов.
Поэтому актуальной задачей является усиление контроля за качеством воды в реках и водохранилищах и одновременное создание
современных очистных сооружений, применение современных
технологий очистки СВ.
Проблема России не в дефиците воды, а в ее качестве. Почти
все города в России снабжаются водой не из скважин, а из поверхностного водосбора. Почти в 75 % городских квартир подается водопроводная вода весьма низкого качества, причем не исключено
наличие в воде опасных микроорганизмов, токсичных веществ,
используемых в промышленности и неизбежно попадающих сначала в СВ, а затем в водопровод. Обычная городская система
очистки воды не способна обезвредить подобные воды. Приблизительно 30 % населения России потребляет воду, не прошедшую
никакой очистки, что весьма опасно для здоровья. В таких регионах РФ, как Белгородская и Курская области, Адыгея, Бурятия,
Тыва, очистке подвергают не более 10 % воды.
Россия катастрофически отстает от стран ЕС по уровню контроля за водоснабжением. В соответствии с законодательством
РФ вода должна проверяться по 54 показателям, но в большинстве
регионов это правило соблюдается только на бумаге изза отсутствия оборудования. Для сравнения: в Великобритании вода контролируется по 70 показателям, причем здесь нормативы более
жесткие, чем российские, и в год делается около 100 тыс. анализов. Пробы воды, не соответствующие нормам, в Великобритании
составляют 0,01 %, а в России – более 40 %, что свидетельствует о
питьевой непригодности такой воды. Например, вода в Волге относится к третьему (самому низкому) классу питьевой воды, а
очистные сооружения большинства волжских городов, потребляющих воду из реки, рассчитаны на работу с первым классом –
высшим. Содержание в волжской воде фенолов, нефтепродуктов,
солей меди и цинка превышает ПДК в 5–12 раз.

8
Глава 1. Очистка сточных вод

В странах ЕС для очистки воды применяют УФтехнологии, в
России – преимущественно хлор (на Рублевской водопроводной
станции в Москве для очистки воды применяют озон).
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ),
инвестирование 1 долл. в развитие водоснабжения позволяет сэкономить от 4 до 12 долл. в системе здравоохранения.
В настоящее время в России доля СВ, проходящих очистку,
не превышает 65 %. В связи с этим особую роль приобретает инженерная защита окружающей среды, а именно: решение технологических задач водоочистки, водоподготовки, оборотного водоснабжения, предотвращения загрязнения водоемов и их истощения. Очистка СВ – составная часть инженерной экологии,
сервиса экосистем и природоохранных объектов.

1.2. Требования к качеству воды

С целью осуществления строгого контроля за качеством воды приняты международные, региональные и национальные стандарты.
В международных стандартах на питьевую воду заложены минимальные нормы, которые могут быть практически достигнуты
во всех странах мира.
В европейских стандартах установлены более жесткие требования к качеству воды по достаточно большому числу показателей.
В Российской Федерации с 1998 г. контроль качества воды
питьевого назначения определяют Санитарные правила и нормы
(СанПиН 2.1.4.559–96) «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», концепция которых основана на
принципе регионального подхода и учитывает три основных требования к качеству питьевой воды: питьевая вода должна быть
безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и обладать благоприятными органолептическими
свойствами. Эти требования являются общепризнанными во всем
мире, что отражено в «Руководстве по контролю качества питьевой воды» ВОЗ.

1.2. Требования к качеству воды
9

Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении, согласно СанПиН 2.1.4.559–96, гарантируется при соблюдении следующих условий:
1) термотолерантные колиформные бактерии – отсутствие в 100 мл
воды;
2) общие колиформные бактерии – отсутствие в 100 мл воды;
3) общее микробное число – не более 50 образующих колонии бактерий в 1 мл воды;
4) колифаги – отсутствие бляшкообразующих единиц в 100 мл воды;
5) споры сульфитредуцирующих клостридий – отсутствие спор в
20 мл воды;
6) цисты лямблий – отсутствие цист в 50 л.
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется по обобщенным показателям, содержанию химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории России, и веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение.

Обобщенные показатели (предельно допустимые значения):
Водородный показатель рН .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 6–9
Общая минерализация (сухой остаток) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 1000 мг/л
Жесткость общая .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 7,0 ммоль/л
Окисляемость перманганатная
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 5,0 мг/л
Нефтепродукты (суммарно)
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,1 мг/л
Поверхностноактивные вещества (ПАВ),
анионоактивные .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,5 мг/л
Фенольный индекс .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,25 мг/л
Неорганические вещества (выборочно), мг/л, не более:
Алюминий Al3+ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,5
Бериллий Be2+ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,0002
Железо Fe (суммарно) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,3
Кадмий Cd (суммарно) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,001
Никель Ni (суммарно) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,1
Нитраты по NO3
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 45

Органические вещества (выборочно), мг/л, не более:
ДДТ (сумма изомеров) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,002
линдан .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,002
2,4Д .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 0,03

Содержание вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения, не должно превышать следующих показателей, мг/л:

10
Глава 1. Очистка сточных вод