Scientific journal

Название журнала на английском

В ходе развития современного общества, совершенствования производительных сил и производственных отношений, происходило и происходит накопление отходов производства и потребления на урбанизированных территориях и прилегающих к ним местностях. Целью исследования явилось исследование проблемы загрязнения окружающей среды хозяйственно-бытовыми отходами и способов их утилизации в современном городе. В ходе проведенной работы определена структура отходов города, основные места их концентрации.

В настоящее время во многих странах применение новейших технологий и грамотная законодательная база создали условия для переработки не менее 90 % всех образующихся отходов. Но, однако, это не относится к странам СНГ, включая Россию и нашу страну, в которых основная часть ТБО и производственных отходов складируются на полигонах, специальных хранилищах, многочисленных свалках. Например, в России только на полигонах ТБО накопилось свыше 100 млрд. тонн отходов, в Казахстане около 100 млн. тонн. Если в России на полигоны направляются около 85 % отходов, то в Казахстане складируются на полигонах и несанкционированных свалках 96-97 % от всего объема образующихся отходов. Ежегодно в России количество мусора увеличивается приблизительно на 40 млн. тонн, в Казахстане на 5-6 млн. тонн. Вторичную переработку до 2015 г. проходили около 5 % отходов. В последние 5 лет объемы перерабатываемых отходов повысилось до 8-10 %[1-3]. На рис. 1 отображена информация в разрезе регионов РК по объемам образования ТБО за 2017-2018 годы, по проценту охвата населения услугами вывоза ТБО и среднему тарифу на услуги сбора и вывоза ТБО[4].

Согласно статистическим данным, в нашей республике накоплено около 22 млрд. тонн отходов. Ежегодно Казахстане образуется около 400 миллионов тонн промышленных отходов. Кроме этого обьем радиоактивных отходов уранодобывающих, горнорудных и перерабатывающих предприятий, а также предприятий, использующих радиоизотопную продукцию, составляет свыше 237 млн. тонн. Основной объем твердых токсичных промышленных отходов сосредоточен на предприятиях цветной металлургии. Годовой объем образования токсичных отходов в республике в 2018 г. составил около 84,4 млн.тонн, из них 63 % – отходы цветной металлургии.Доля переработанных и утилизированных, производственныхотходов составила 32,2 % [4]. В 2019 году планируется довести долю переработки и утилизации промышленных отходов до 34 %, ТБО до 14 % (рис. 2) [4].

Сегодня в Казахстане во всех населенных пунктах, особенно в крупных городах, остро стоит проблема селективного сбора, хранения и переработки все возрастающих объемов коммунальных и других производственных отходов [5-6]. Основным методом обращения с отходами на сегодняшний день является размещение отходов на полигонах. При этом эксплуатация около 97 % существующих в стране полигонов и свалок в Казахстане не соответствуют нормативным требованиям. Согласно Концепции по переходу Казахстана к «зеленой» экономике, переработка отходов должна к 2030 году составлять до 40 процентов, а к 2050 году – 50 % [7]. Наиболее приемлемый вариант решения проблемы – это научиться перерабатывать отходы (их рециклизировать) и развивать новую отрасль промышленности (рис. 3). Однако на этом пути стоит много проблем, найти рациональное решение которым не совсем просто. Во многих странах первоначально решение проблемы ТБО виделось преимущественно в их уничтожении – закапывании или сжигании, но с увеличением уровня загрязнения окружающей среды на первый план вышли экологически более приемлемые меры устранения отходов – их сортировка и повторное использование, то есть рециклинг [8-9]. На рис. 3 содержится информация в разрезе регионов РК о количестве предприятий, осуществляющих сбор, сортировку отходов и производство продукции путем переработки вторсырья

Рис. 1. Информация по ТБО за 2018 год

Рис. 2. Доля переработки и утилизации отходов производства за 2017 – 2018 гг. в разрезе регионов, %

Рис. 3. Количество предприятий по сортировке и переработке отходов

Проблема с отходами существуют как во всех регионах Казахстана, так и Туркестанской области. Например, вблизи селитебных зон расположены горы клинкерных отходов «Ачполиметалл», занимающие около 300 га земель. При этом только на долю отходов обогатительной фабрики приходится ~5 млн. тонн, включающие в своем составе следующие ценные компоненты, масс. %: Pb – 0,05, Zn – 0,98, BaSO4 – 2,2, FeS2 – 3,4, Sобщ. – 1,8, Ag – 0,76, Fe2O3 – 30,4, Feобщ. – 22,8 [10-11]. Как свидетельствуют качественный и количественный составы данные отходы при разумном подходе можно использовать в качестве вторичного сырья для получения ряда ценных товарных продуктов.

Целью данной работы является утилизация клинкерных отходов «Ачполиметалл» и сероперлитовых отходов сернокислотного завода ТОО «СКЗU» с получением качественных конкурентоспособных строительных изделий.

Методы исследования

Существует два разных способа производства тротуарных плиток: вибропрессование и вибролитка. Оптимальное и эффективное производство строительных материалов, изготавливаемых на основе отходов сернокислотного завода, производится методом виброполивки [12-13]. Уникальные достижения в производстве тротуарной плитки по вибрации: большой ассортимент выпускаемой продукции; высокая прочность и качество продукции. Процесс изготовления тротуарной плитки состоит в основном из нескольких этапов: изготовление форм; приготовление бетонной смеси;смешивание с помощью бетономешалки;формование на вибростолях; поддержание продукции в состоянии в течение 1 суток; выгрузка продукта из колодки; упаковка и хранение; определение прочности продукта. Для получения тротуарных плиток нами использованы: различные формы для специальных тротуарных плиток, бетоносмеситель, вибростол, стол выемки из ограждающей формы, прибор измерения прочности бетона ИПС-МГ4 [14-15].

Результаты и обсуждение

Отбор качественных материалов, необходимых для изготовления тротуарных плиток, соответственно обеспечивает их качество. При производстве тротуарной плитки методом вибрации в бетон дополнительно добавляются специальные добавки, которые улучшают качество получаемой продукции. Кроме того, включение различных красителей в состав строительных материалов позволяет повысить товарную привлекательность продукции. По методике ГОСТ 17608-91 «Тротуарно-бетонные плитки» к тротуарным плиткам установлены высокие требования к физико-химическим свойствам: например, морозостойкость-не менее 200 циклов, прочность-не менее 45 МПа, влажность – до 3 %, измельчение – до 0,5 г. В таблице приведен состав полученных нами тротуарных плиток.

Основные компоненты для получения брусчаток

Из экспериментальных данных, приведенных в таблице следует, что тротуарные плитки, изготовленные из предлагаемых нами композиционных составов, по своим физико-механическим свойствам соответствуют ГОСТу 17608-91, отличаются высокой механической прочностью при сжатии.

Некоторые образцы полученных строительных изделий по предлагаемой нами технологии представлены на рис. 4.

Рис. 4. Строительные изделия полученные на основе производственных отходов

Тротуарные плитки изготовленные нами соответствуют ГОСТу 6927-74 «Тротуарно-бетонные плитки.Технические требования» прочность сжатия соответствует марке В35.

Выводы

Показана целесообразность применения отходов химической и металлургической промышленности в строительный индустрии для получения высокопрочных тротуарных плиток, бордюр. В свою очередь при утилизации производственных отходов обеспечивается экологическая безопасность и решается вопрос рационального использования отходов в качестве вторичного сырья.