Направления утилизации использованной древесины
Вторник, Июнь 15th, 2010В странах Европейского Союза, и прежде всего в Германии, проводятся интенсивные исследования и разработки технологий, которые во время изготовления деревянных материалов позволяют уменьшить или устранить образование веществ, вредных и опасных для окружающей среды.
В то же время большое внимание уделяется уменьшению образования отходов, как в процессе изготовления изделия, так и во время его использования. Если же появление отходов неминуемо, должны быть предусмотрены методы их утилизации. Главным направлением утилизации отходов является их использование в других производствах как вторичного сырья для изготовления новых материалов или как энергетического сырья.
Направление и метод утилизации зависит от вида древесных отходов, а также от других факторов, среди которых можно назвать такие, как степень концентрации, транспортные расходы и тому подобное.
Основой для достижения идеальной схемы является внедрение “чистых” или безотходных технологий, а также таких, которые нуждаются в сырье, отходы от переработки которого менее вредны или, поддаются легкому обезвреживанию. Главным условием, однако, является минимизация отходов через самое оптимальное использование первичного и вторичного сырья, а затем такая их переработка, чтобы нетоксичные и безопасные для природы и человека вещества вернулись к среде.
Отходы могут иметь технологическое применение как вторичное сырье, если их есть достаточное количество и они имеют постоянное качество, а изделие из них находит спрос и не создает дополнительных технологических проблем, связанных с его последующей утилизацией.
К ограничениям в применении отходов для последующей переработки относится в основном применение средств для получения из них вторичного сырья. В то же время количество и вид вредных веществ, а также значительная их неоднородность является причинами отсутствия соответствующих методов утилизации еще многих видов отходов.
Основным критерием пригодности вторичной древесины, который определяет направление ее последующего использования, является содержание в ней вредных веществ, внесенных со смесями защиты древесины, а также с отделочными смесями. Наличие других материалов, таких как стекло или металл, не имеет большого значения учитывая сравнительно легкое их исключение. Утилизацию использованной древесины следует всегда рассматривать комплексно, то есть, в связи с переработкой любых древесных отходов и первичного древесного сырья. При таком подходе можно говорить о трех главных направлениях утилизации использованной древесины: материальном, энергетическом и биологическом.
Может также случиться, что материал, особенно загрязненный вредными веществами, методика обезвреживания которых еще не разработана или недоступна, может быть временно законсервирован на складах, где не допускается (предупреждается) доступ этих веществ в землю, воду и воздух.
К слову, можно вспомнить, что в Германии такое хранение использованной древесины допускается только на срок до 5 лет. После этого отходы должны быть уничтоженны способом, безопасным для окружающей среды.
Чтобы внедрить такой системный подход, необходимо урегулировать не только законодательство, но и технико-экономические правила, которые дали бы возможность осуществлять поиск и переработку этого вида сырья.
К важнейшим проблемам, связанным с правильным и экономически обоснованным методом утилизации отходов, относится их сортировка в момент образования, установление происхождения и способы их потребления. Не допускается смешивание отходов с разной степенью загрязнения. Это приводит к переходу всего объема отходов к группе низшего качества. Смешанные отходы с разной степенью загрязнения нельзя подвергать последующей технологической обработке без предыдущего их рассортирования.
Поскольку, степень загрязнения отходов напрямую влияет на возможность их утилизации, только отходы группы Г1 (полностью очищенные) можно неограниченно применять как сырьевую базу для изготовления других изделий. В то же время, в отдельных случаях, есть смысл подвергать их биологическому разложению – компостированию. Отходы группы Г2 (частично загрязненные) также в значительном количестве могут быть использованны в дальнейшем производственном процессе как вторичное сырье. Одним из ограничений для этого способа применения может стать степень их загрязнения, а также изменения в стуктуре древесины, которые делают ее непригодной к последующей переработке. Отходы этой группы нужно сжигать в специальном оборудовании мощностью от 50 кВт до 1 мВт. Отходы группы Г3 (с высокой степенью загрязнения) предназначены для сжигания при соблюдении соответствующих параметров (при мощности свыше 100 кВт и при соблюдении требований относительно ограничения эмиссии вредных веществ).
Значительную часть отходов древесинных материалов продают частным лицам на отопление домов. Такая выгодная для предприятий форма избавления от отходов противоречит основным правилам охраны окружающей среды, поскольку приводит к неконтролированному распылению опасных веществ. Загрязнение среды в данном случае происходит в результате несоответственного использования отходов. Обрезки ДСП, ДВП и фанеру сжигают чаще всего в неприготовленных для этой цели домовых печах. В таких условиях может наступать эмиссия токсичных веществ, таких как окисел азота, диоксин и др..
Отходы древесины и древесных материалов, которые не нашли никакого применения, часто сохраняются на специальных складах. Но это только временное решение проблемы. По мере заполнения складов возникает необходимость использования находящихся в них отходов, которые после многолетнего складирования имеют высокую влажность, являются очень неоднородными, частично разложившимися и обладают тяжелым для установления (определения) химическим составом. Поэтому отходы, которые длительное время сохранялись на складе, сложнее поддаются утилизации, чем свежие отходы.
В литературе сравнительно немного найдено информации на тему утилизайии химически загрязненных древесных отходов. Обезвреживание таких отходов сопряжено с боьшими сложностями. Их сжигание, с точки зрения опасности загрязнения атмосферы токсичными газами (которые образуются в процессе горения), требует установления высокопродуктивных печей, которые работают при температуре около 13000 ?С.
Современным решением проблемы утилизации малоиспользуемых отходов древесного происхождения является их биоконверсия с получением органоминеральних компостов, удобрений, грунтовых мелиорантов.
В WKI (Wilhelm-klauditz-institut, Braunschweig) разработан многостадистанционный хімико-термо-механический процесс переработки частиц или волокон из выброшенной мебели и других промышленных отходов для изготовления ДСП.
Вторичная переработка древесины с точки зрения возможности загрязнения почвы, требует обезвреживания химических веществ, которые содержатся в этих отходах.
Сторонники сжигания отходов подчеркивают энергетические выгоды, которые выплывают из такого решения проблемы, а также факт радикальной минимизации объемов отходов (до нескольких процентов пепла (золы). Сторонники биологической утилизации вместо этого утверждают, что сжигание – это уничтожение дефицитной органической массы, которая должна быть использована лучше и эффективнее. Таким использованиям древесных отходов может быть их превращение с применением микроорганизмов – бактерий, грибов и лучевой энергии – в ценные органические удобрения или использование их как подкладки для кормления грибов.
Использование биотехнологии для утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности согласуется также с директивами Европейского Союза относительно отходов. Этими директивами рекомендуется “превращение отходов в материалы, которые относятся (принадлежат) к натуральному обращению”, а таким материалом прежде всего является пепел (зола).
По мнению специалистов длительность биоконверсии древесных отходов 90 суток является наиболее оптимальным сроком с точки зрения уменьшения массы, и биодеструкции углеводного комплекса, а также сохранения питательных веществ компоста. Сравнительно с 30-суточным сроком компостирования степень деструкции легко гидролизированных полисахаридов увеличивается в 1.9-2.5 раза, трудно гидролизованных – в 2-4 раза в зависимости от биоконверсии. При биодеградации древесного вещества за 90 суток тратится 5 – 30% азота и 30 – 40% фосфора (в пересчете на его пятиокись) от имеющихся в отходах и внесенных в компостируемую массу. Выход компоста от абсолютно сухой компостируемой массы составляет 62 – 75% в зависимости от глубины биоконверсии древесинного материала.