И. А.Степанова, Степанов А. С.
Утилизация отходов агропромышленного комплекса
Введение
В данном учебном пособии материал представлен в девяти главах на 172 страницах., в которых рассмотрены отрасли агропромышленного комплекса (далее АПК) и образующиеся отходы; малоотходность и безотходность производств на предприятиях АПК; влияние отходов АПК на качество различных экологических систем (кормовых добавок, пищевых продуктов, субстратов грибов и почв); гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления; системный подход к управлению отходами АПК; а также разработка проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение.
Целью пособия является формирование у студентов теоретических и практических знаний по вопросам отходоемкости и движению потоков отходов предприятий агропромышленного комплекса.
После освоения материала, отраженного в данном учебном пособии студент должен:
– иметь представление о сфере проблем, связанных с вопросами вторичного использования органических отходов;
– знать отрасли агропромышленного комплекса, предприятия агропромышленного комплекса и образующиеся на них отходы;
– знать общую информацию о кормовых добавках, о грибах и об искусственном культивировании грибов, о почвах и об удобрениях, о пищевых продуктах и о пищевых добавках;
– знать гигиенические требования, предъявляемые к органическим отходам;
– уметь выбирать вариант вторичного использования отхода в качестве компонента различных экологических и биологических систем;
– уметь оценивать безопасность отхода, его сырьевые и питательные свойства;
– уметь определять дозы внесения отхода в экологические и биологические системы;
– иметь навыки в разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение.
1 Отрасли агропромышленного комплекса и образующиеся отходы
1.1 Общая характеристика областей и отраслей агропромышленного комплекса
Многие отрасли агропромышленного комплекса, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию относятся к материалоемким видам производства, в которых объем сырья и основных вспомогательных материалов в несколько раз превышает выход готовой продукции, то есть не происходит полного использования данного сырья. При выращивании растений и разведении скота и птицы, а также в других областях развития сельского хозяйства отходы зачастую выбрасываются, что также не приводит к рациональному использованию сырьевых материалов.
Чтобы исправить сложившуюся в агропромышленном комплексе ситуацию целесообразно следить за работой основных отраслей данного комплекса, являющихся в той или иной степени источниками отходов [1].
Отходы агропромышленного комплекса по происхождению можно разделить на две большие группы:
– отходы сельского хозяйства;
– отходы промышленности.
Перечислим основные области развития сельского хозяйства, на которых образуются агропромышленные отходы:
– растениеводство;
– животноводство и птицеводство;
– лесное хозяйство и деревообрабатывающая промышленность [2].
Выделяют также растениеводческую и животноводческую отрасли промышленности, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию, в результате функционирования которых образуются агропромышленные отходы.
Существуют следующие отрасли промышленности, перерабатывающие продукцию растениеводства:
1) сахарная промышленность;
2) крахмало-паточная промышленность;
3) спиртовая промышленность;
4) винодельческая промышленность;
5) пивоваренная промышленность;
6) плодовоовощная и пищеконцентратная промышленность;
7) масло-жировая промышленность;
8) зерноперерабатывающая промышленность;
9) эфиромасличная промышленность;
Промышленность, перерабатывающая продукцию животноводства представлена отраслями:
1) молочная промышленность;
2) мясокомбинаты [3].
Перечисленные отрасли АПК имеют повсеместное распространение – культивируются растения, произрастающие в данных регионах; разводятся животные, адаптированные к кормовой базе данного региона; работают предприятия, перерабатывающие выращенную сельскохозяйственную продукцию и сырье. Отрасли агропромышленного комплекса являются крупными источниками отходов, которые после определенной переработки могут стать вторичными материальными ресурсами [4].
1.2 Характеристика основных агропромышленных отходов
Перечислим основные агропромышленные отходы растениеводства. На полях с произрастающими сельскохозяйственными культурами образуется ряд отходов – опадающие листья растений; стебли, солома, ботва, корни растений и отходы первичной переработки зерна, остающиеся на полях после уборки урожая [5].
К основным агропромышленным отходам животноводства и птицеводства на животноводческих и птицеводческих фермах относят ряд отходов – бесподстилочный и подстилочный навоз, помет, стоки с промывными водами [6].
Рассмотрим основные агропромышленные отходы лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности. При заготовке и переработке древесины образуются опилки, щепа, кора, хвоя, листья. Целлюлознобумажное производство является источником сульфитного щелока, мелкого целлюлозного волокна, шлама из отстойников [7].
Перечислим агропромышленные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию растениеводства.
При производстве сахара образуются следующие отходы на предприятиях – свекличный жом, меласса, фильтрационный осадок (дефекат), рафинадная патока, свекловичный «бой» и хвостики свеклы. Основным отходом данного производства является свекличный жом [8].
При производстве крахмала образуются следующие отходы на предприятиях – картофельная и кукурузная лузга, клеточный сок, концентрат из него и углеводно-белковый гидролизат, кукурузный экстракт, зародыш и кукурузная дробленка, фильтрационный осадок паточного и глюкозного производства, мальтозный жмых. Основным отходом данного производства является картофельный сок и кукурузный глютен [1].
При производстве спирта образуются следующие отходы на предприятиях – зерновая, картофельная и мелассная барда, хлебопекарные дрожжи, углекислый газ брожения, сивушное масло и эфироальдегидная фракция. Основным отходом данного производства является зернокартофельная барда.
При производстве вина образуются следующие отходы на предприятиях – виноградные выжимки и гребни, дрожжевые осадки, винный камень, виноградные семена и кормовая мука из выжимок, отходы из некондиционного винограда. Основным отходом данного производства является виноградные выжимки [9].
При производстве пива образуются следующие отходы на предприятиях – зерновые отходы, солодовые ростки, аспирационные отходы (дробленый солод, шелуха, пыль), промывные воды, белковый отстой, остаточные пивные дрожжи, лагерные осадки, углекислый газ брожения, хмелевая дробина и пивная (солодовая) дробина. Основным отходом данного производства является пивная дробина [10, 11].
При производстве плодовоовощной и пищеконцентратной продукции образуются следующие отходы на предприятиях – выжимки и семена, отходы от очистки, ботва и прочие овощные отходы – плодовые косточки и вытерки, отстои соков, отходы переработки темноокрашенных плодов и ягод, а также отходы при производстве пищевых концентратов. Основным отходом данного производства являются овощные отходы, выжимки, вытерки, отстои, очистки.
При производстве масло-жировой продукции образуются следующие отходы на предприятиях – подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, жмыхи и шроты, фосфотидные концентраты, соапстоки, отходы рафинации растительных масел и жиров (воскообразные вещества) и отходы дезодарации. Основным отходом данного производства является подсолнечная лузга [12].
При зернопереработке образуются следующие отходы – зерновые отходы 1, 2 и 3 категории, лузга, мучка, отруби, пыль мучная белая и серая, пыль черная, эндосперм. Основным отходом данного производства является зерновые отходы:1, 2 и3 категории [13].
При производстве эфиромасличной продукции образуются следующие отходы на предприятиях – отходы от переработки зернового эфирномасличного сырья, цветочно-травинистого сырья и цветочного эфирномасличного сырья, отходы производства абсолютных масел, отходы от переработки эфирных масел. Основным отходом данного производства является цветочно-травянистый отход.
Перечислим агропромышленные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию животноводства:
При производстве молочной продукции перерабатывают молоко на маслодельческих, сыроварных и других заводах получают отходы – обрат, пахту и сыворотку [14].
При производстве мясных полуфабрикатов при убое и переработке сельскохозяйственных животных образуются следующие отходы – непищевая кровь, части туш, обрезь и отдельные органы, забракованные ветеринарным надзором, слизистая оболочка кишок (шлям), пищеводы, сычуги, летошка, зачистка шкур (мездра), содержимое преджелудков (каныга), шквара от вытопки жира, кости [15].
При промышленной переработке птицы и продукции птицеводства на птицефабриках образуются отходы – внутренности тушек, головы, плюсны ног, тушки павшей птицы, отходы инкубации (скорлупа с подскорлупными оболочками, яйца с эмбрионами, погибшими на разных стадиях развития). Выделяют также другие отходы АПК [1].
В соответствии с ГОСТ 25916-83 «Вторичные материальные ресурсы. Термины и определения» отходы, которые могут повторно использоваться в народном хозяйстве, относятся к вторичным материальным ресурсам. Использование вторичных материальных ресурсов способствует безотходности предприятия и извлечению питательных веществ из сырья, а также улучшению экологической обстановки [16].
Список контрольных вопросов
Перечислите основные области развития сельского хозяйства.
Перечислите основные отрасли промышленности, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию.
Перечислите основные отходы растениеводства, животноводства, лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности.
Перечислите основные отходы, образующиеся на предприятиях основных отраслей промышленности, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию.
2 Информация по размещению и обезвреживанию отходов
2.1 Отходы производства и потребления
Санитарно-эпидемиологические правила устанавливают гигиенические требования к размещению, устройству, технологии, режиму эксплуатации и рекультивации мест централизованного использования, обезвреживания и захоронения отходов производства и потребления (объектов).
Настоящие требования не распространяются на:
– полигоны захоронения радиоактивных отходов;
– полигоны твердых бытовых и смешанных отходов;
– могильники для органических веществ и трупов животных;
– склады просроченных и непригодных к использованию лекарственных препаратов и пестицидов.
Обезвреживание и захоронение трупов павших животных, конфискатов и отходов ветлечебниц и мясокомбинатов производится в соответствии с действующими правилами ветеринарно-санитарной службы, а в случаях эпидемиологической опасности – в соответствии с санитарноэпидемиологическим заключением.
Критериями гигиенической безопасности функционирования эксплуатируемых или закрытых объектов складирования являются предельно допустимые концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, в воде открытых водоемов и в почве, а также предельно допустимые уровни физических факторов.
Процессы обращения с отходами (жизненный цикл отходов) включают в себя следующие этапы: образование, накопление и временное хранение, первичная обработка (сортировка, дегидрация, нейтрализация, прессование, тарирование), транспортировка, вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья), складирование, захоронение и сжигание [17].
Обращение с каждым видом отходов производства и потребления зависит от их происхождения, агрегатного состояния, физико-химических свойств субстрата, количественного соотношения компонентов и степени опасности для здоровья населения и среды обитания человека.
Допускается временное складирование отходов производства и потребления, которые на современном уровне развития научно-технического прогресса не могут быть утилизированы на предприятиях.
Различают следующие основные способы складирования:
– временное хранение на производственных территориях на открытых площадках или в специальных помещениях (в цехах, складах, на открытых площадках, в резервуарах и др.);
– временное складирование на производственных территориях основных и вспомогательных (дочерних) предприятий по переработке и обезвреживанию отходов (в амбарах, хранилищах, накопителях); а также на промежуточных (приемных) пунктах сбора и накопления, в том числе на терминалах, железнодорожных сортировочных станциях, в речных и морских портах;
– складирование вне производственной территории – на усовершенствованных полигонах промышленных отходов, шламохранилищах, в отвалах пустой породы, террикониках, золошлакоотвалах, а также в специально оборудованных комплексах по их переработке и захоронению;
– складирование на площадках для обезвоживания илового осадка от очистных сооружений.
Временное складирование и транспортировка отходов производства и потребления определяются проектом развития промышленного предприятия или самостоятельным проектом обращения с отходами [17].
Временное складирование отходов производства и потребления допускается:
– на производственной территории основных производителей (изготовителей) отходов;
– на приемных пунктах сбора вторичного сырья;
– на территории и в помещениях специализированных предприятий по переработке и обезвреживанию токсичных отходов;
– на открытых, специально оборудованных для этого площадках.
Временное хранение отходов на производственной территории предназначается:
– для селективного сбора и накопления отдельных разновидностей отходов;
– для использования отходов в последующем технологическом процессе с целью обезвреживания (нейтрализации), частичной или полной переработки и утилизации на вспомогательных производствах.
В зависимости от технологической и физико-химической характеристики отходов допускается их временно хранить:
– в производственных или вспомогательных помещениях;
– в нестационарных складских сооружениях (под надувными, ажурными и навесными конструкциями);
– в резервуарах, накопителях, танках и прочих наземных и заглубленных специально оборудованных емкостях;
– в вагонах, цистернах, вагонетках, на платформах и прочих передвижных средствах;