Ж. З. Оразбаев, Т. Е. Ермеков, М. В. Долгов

Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯЛЫҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Ж.З. ОРАЗБАЕВ, Т.Е. ЕРМЕКОВ, М.В. ДОЛГОВ


ТҰТЫНУ ЖӘНЕ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН КӘДЕГЕ ЖАРАТУ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ


Астана, 2013

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразиялық Ұлттық университеті
Ж.З. ОРАЗБАЕВ, Т.Е. ЕРМЕКОВ, М.В. ДОЛГОВ


ТҰТЫНУ ЖӘНЕ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН КӘДЕГЕ ЖАРАТУ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ

(Ғылыми әдістемелік кеңеспен,

2012 жылғы 25 желтоқсандағы № 4 хаттама және Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Ғылыми кеңесімен монография ретінде ұсынылды, 2012 жылғы 27 желтоқсандағы № 4 хаттама)

Астана 2013

ББК 30.60 Я 73

И 88

Рецензенттер:
Н.А. Гаценко – т.ғ.д., Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ «Жылуэнергетика» кафедрасының профессоры, МАН (БиА) академигі, МАНИ, ҚР МАН ВШ корр. Мүшесі, «Берлин Гана алтын факелі» халықаралық марапаттау сапапшысы;

Ш.А. Тулегенов - т.ғ.д., С. Сейфуллин атындағы Агротехникалық университеттің «Жылуэнергетика» кафедрасының профессоры;

Ю.Д. Обухов – т.ғ.к., Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті «Экология» кафедрасының профессоры.
И-88 ТҰТЫНУ ЖӘНЕ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН КӘДЕГЕ ЖАРАТУ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ/ Ж.З. Оразбаев, Т.Е. Ермеков, М.В. Долгов/ Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ. Астана: 2013.-232-б.
ISBN 978-601-7400-99-6
Монографияда қатты-тұрмыстық және сұйық қалдықтарды өндіру және тұтыну технологиясын дайындау және зерттеу жобасының (ҚТСҚӨТТ) мақсаты престеу, нысан түзу, экструдирлеу және т.т. жолымен процестерді іске асыруды қамтамасыз ететін және қолдайтын қатты және сұйық қалдықтарды ұсақтау, ұнтақтау және химиялау процестерінің технологиялық, техникалық, климаттық, сындарлы, энергетикалық, физикалық-химиялық және химиялық негіздеу жолымен техникалық-экономикалық негіздеуді (ТЭН) дайындау баяндалған.

Монография экология бойынша маманданатын ғылыми қызметкерлер мен студенттерге, сондай-ақ, техникалық және экологиялық мамандықтар дайындайтын жоғары оқу орындарының стеденттеріне арналған.

Илл.44. Библ. 176.

УДК 628.4 (0758)

ББК 30.60 Я 73

Монография ретінде Ғылыми әдістемелік кеңеспен,

2012 жылғы 25 желтоқсандағы № 4 хаттама және Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Ғылыми кеңесімен, 2012 жылғы 27 желтоқсандағы № 4 хаттама ұсынылды.
ISBN 978-601-7400-99-6

Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ

Ж.З. Оразбаев, Т.Е. Ермеков, М.В. Долгов

КІРІСПЕ
«Қоғам-адам-қоршаған орта» жүйесінің өзара бірлесіп әрекет ету процесін таусылмайтын көлемдегі қалдық өндірушілер ретінде, ал тұтыну қалдықтарын мәңгілік қалатындар есебінде қарастырған дұрыс болады, өйткені жердегі шикізат қорлары аяқталуы мүмкін. Бұдан туындайтыны «Шикізат» қалдықтарымен қамтамасыз етушіліктің адамның тіршілігімен байланыстылығын атап өткен дұрыс.

«Қалдықтар» - көне ғасырдан бастап адамның қатысуын куәландыратын, адамның қызметі нәтижесінде туындайтын материалдар немесе заттар болып табылады.

ХХ ғасырдың басында академик В.И. Вернадский қалдықтар түзілуінің химиялық, физикалық және анатомиялық-морфологиялық принциптері туралы ережелерді тұжырымдаған болатын.

Соңғы жылдары біздің күнделікті тіршілігіміздің өнімі болып табылатын қалдықтарды кәдеге жарату күрделі экологиялық мәселелердің біріне айналып отыр.

Өркениеттің дамуына қарай қоршаған ортаға шығарылатын қалдықтар көлемі де артып келеді. Заманауи қоғам жиі «жаппай қоқыс өндіретін, тұтынатын және шығаратын қоғам» деп аталып отыр, онда тұтыну кезекті тұтынуға алып келеді [1-3].

Еуропа, АҚШ, Жапония, Аустралия және басқа да елдерде қалдықтарды кәдеге жарату топырақтың қауіпті заттармен ластануы, қала полигондарының артуы нәтижесінде нақты және байыпты мәселеге айналған соң, қоршаған ортаның бұзылған балансын қалпына келтіруге, зиянды заттардың шығарындыларын алдын алу, қалдықтарды қайталама өңдеу немесе сұрыптау бойынша қызметтің дамуына ірі сомалар бөліне бастады.

Қалаларда ҚТҚ мен сұйық өнеркәсіп қалдықтарының барынша қарқынды жинақталуы жүріп жатыр және олар дұрыс емес және уақтылы жойылмаған және зарарсыздандырылмаған жағдайда қоршаған табиғи ортаны байыпты ластауы мүмкін.

Қазақстан аумағында 20 млрд. тоннадан астам жинақталған өнеркәсіптік және тұрмыстық, соның ішінде 6,7 млрд. тонна сұйық және уытты қалдықтарды өңдеу және сақтау өткір экологиялық мәселелердің біріне айналып отыр. Жыл сайын осы сан миллардтарға арта отырып, адамның денсаулығына тікелей төнетін қатерді арттырып отырғаны сөзсіз.

Ол қалдықтардың 95% ҚР табиғат қорғау және санитарлық заңнамасы талаптарына сәйкес келмейтін ашық қоқыстарға шығарылып қоймаланатындығымен түсіндіріледі. Оларды орналастыру мен жайластыру қоршаған ортаға әсер ету жобасын қолданбастан және оған баға берместен жүзеге асырылуда. ҚР қалдықтардың небары 5% ғана кәдеге жарату немесе жағуға ұшыратылуда.

Қоғам табиғи ортаның есебінен тұтынушыларды қанағаттандырудың қарқынын арттырып келеді, ал табиғаттың өзі қоғам үшін ресурстық және материалдық-кеңістіктік базис қызметін атқарады.

Өркениеттің бағыты ғаламдық ауқымда оның құлдырауына алып келді. Өндірістің дамуы мемлекеттің әлеуметтік-экономикалық дамуының ортаның сапасына тікелей өзара байланыста қарастырылу деңгейіне жетті. Мәселенің маңыздылығы, ең алдымен, антропогендік процестің кері салдарларын азайту қажеттілігінен тұрады.

Экологиялық мәселелер адамның тіршілік етуінің планетарлық стратегиялық мақсаты саласына өтті.

Табиғатты бағындыру тұжырымдамасы ғылыми-техникалық процесс пен шаруашылық қызметтің бұзатын сипатына алып келіп отыр [4-9].

Қазіргі уақытта ҚТҚ өңдеудің келешектегі бағыты ҚР 20 астам инновациялық патенттерін иемденген Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ ғалымдары ұсынған химиялық әдіс болып табылады.

Ұсынылған қатты-тұрмыстық және сұйық қалдықтарды өндіру және тұтыну технологиясын дайындау және зерттеу жобасының (ҚТСҚӨТТ) мақсаты престеу, нысан түзу, экструдирлеу және т.т. жолымен процестерді іске асыруды қамтамасыз ететін және қолдайтын қатты және сұйық қалдықтарды ұсақтау, ұнтақтау және химиялау процестерінің технологиялық, техникалық, климаттық, сындарлы, энергетикалық, физикалық-химиялық және химиялық негіздеу жолымен техникалық-экономикалық негіздеуді (ТЭН) дайындау болып табылады. Оның нәтижесі қатты тұрмыстық қалдықтарды операцияның барлық сатысында 10 мм көлемге дейін ұнтақтау технологиялық процестерінің өтімділігі болып табылады. Барлық морфологиялық шаруашылық қатты тұрмыстық қалдықтарды түпкілікті ұнтақтау нәтижесі кезінде талдайтын өлшеу құрылғысы ретінде қазіргі сериялық байыту жабдығы қабылданды [10-17].

Қырғыш конвейерлерде буып-түю және ашу жолымен ҚТҚ ірі компоненттерінен босату кезінде онымен біруақытта жуу мен кептірудің жүрудің нәтижесінде ол артық ылғалынан босатылады. Иістер мен газдарға қаныққан шаю сұйықтықтары (эмульгаторлар) миксерге беріледі, онда химиялау жүргізіліп, одан соң электр энергиясын алу үшін пайдаланылады.

Кептірілген ҚТҚ жинақ шағаққа түседі, ол ҚТҚ түзілу кезеңділігін «тегістейді», одан кейін олар үлеспен алдын ала ұнтақтауға түседі. Жүк электр магнитімен құрамында темірі бар материалдарды, қалдықтар және т.т. алу жүзеге асырылады. Одан кейін көлемі 80 мм дейінгі ҚТҚ алдын ала ұнтақтауға түседі, ол жерде 40 мм дейінгі көлемге ұнтақтау жүргізілген соң барып, қайталама ұнтақтау мен 10 мм көлемге дейінгі ұнтақтау жүргізіледі. Осымен тісті және пышақты ұнтақтау қондырғысының көмегімен жүзеге асырылатын ҚТҚ ұнтақтау операциясы аяқталады.
Бұдан әрі гальвано өндірісі шламы, ашыған шайыр, коксты химия фустылары, мұнай өнімдерінің қалдықтарын, лак, бояу, эмаль, шайыр, сондай-ақ машина жасау өнеркәсібі қалдықтары тәрізді химиялық қалдықтармен араластыру жолымен ҚТҚ өңдеудің химиялық әдісі басталады. Химиялық араластыру процестері келесі операциялармен жүзеге асырылады: жалпы миксерге ұнтақталған ҚТҚ және арнайы резервуарлардан алынған сұйық аралас химиялық қалдықтар, сондай-ақ барлық қатты және сұйық компоненттерін химиялық қосылысын алу мүмкіндігін береді.

Миксерде химиялық реакцияларды жеделдету үшін миксердегі ҚТҚ және химиялық қосылыстар компоненттерінің болуына қарай реттелетін және реверстелетін айналатын ромб тәрізді шнекті арнайы құрылым қарастырылған, онда қажеттілігіне қарай миксердегі химиялық процестерді бақылау және басқаруға қажет арнайы аспаптар орнатылатын болады. Қалдықтар өңделген соң қойыртпақ және газ түріндегі қоспалауыштан шахта кеніштерінің, металлургиялық зауыттардың, электр және жылу орталықтарының әртүрлі өндірістік қалдықтарын одан әрі ұнтақтау үшін тазарту жүйесіне жіберіледі.

Олар химиялық қоспа көмегімен келесі экструдирлеу, престеу және нысан түзу кезеңіне қойыртпақ түрінде дайындалады, оның барысында, мысалы, құмның, балшықтың, күлдің, құрылыстың ұнтақталған қалдықтарының және басқ. әртүрлі түс пен жалтырауына қол жеткізу үшін бояғыштармен байланыстырушы элементтерінің құрамын анықтау қажет. Қалдықтарды кәдеге жарату процесінің қауіпсіздігі мақсатында арнайы қауіпті, радиобелсенді, медициналық, жарылғыш заттарды, жанғыш сұйықтықтар мен топырақты, өздігінен жанатын заттарды, жанғыш газдарды, жануарлар өлекселерін, өнеркәсіп ағындарын, шайған сулар мен басқ. қолдануға рұқсат берілмейді.

Экструдирлеу, престеу және нысан түзу процестері шығарылатын өнімнің, бұйым мен материалдарға тәуелді түрде химиялық қоспа мен байланыстырушы элементтердің арасалмағын анықтау үшін қажет қазіргі технологиялық жабдық базасында жүргізіледі. Мысалы, тақтай, баған, темір жолдың қар ұстайтын шарбақтары тәрізді материалдарды шығару үшін: химиялық қоспалар- 10%, құм - 30%, күл - 8%, батпақ - 5%, бояғыштар - 5% қажет, ал қалған 42% миксер-араластырғыштағы химиялық қойыртпақты құрайды.

Инвестициялық жобалар ретінде тамақ қалдықтарын, істен шыққан тұрмыстық және электрондық техника, істен шыққан батареялар, телефон және фотоаппараттардың аккумуляторларын өңдеу технологиясы анықталатын болады. Экономиканың әртүрлі салаларында, қатты тұрмыстық және сұйық қалдықтарды кәдеге жарату (ҚТЖСӨҚКЖ) зауыттарының технологиялық желісі көмегімен жүзеге асырылатын химиялық өндірістің минералдық қалдықтарын кешенді экологиялық қауіпсіз өңдеу технологиясын пайдалану үшін жаңа материалдар ала отырып фосфор өнеркәсібі қалдықтарынан жаңа материалдар алу технологиясын дайындау.

Әртүрлі полимерлік автомобиль шиналарын кесу жолымен, ақпараттық технология қалдықтарын миксердегі химиялық қосылыстар үшін 1-3 мм көлемге дейін ұнтақтау мақсатында қалдықтарды өңдеу үшін арнайы қондырғының құрылымын дайындау, экологиялық таза материалдардың жаңа түрлеріне қол жеткізу мүмкіндігін береді.

Өндіріс пен тұтынудың әртүрлі қалдықтарын химиялық қосылыс кезінде пайдалану мақсатында қауіпті заттар мен уытты қалдықтарды бейтараптандыру әдістерін дайындау.

ҚТЖСӨҚКЖ зауытымен мұнай шламдарын кешенді өңдеу технологиясының қамтамасыз етілетіндігін, оның қоршаған ортаның ластануына жол бермейтіндігін атап кеткен дұрыс.

ҚТЖСӨҚКЖ зауыты елдің құрылыс саласының даму ерекшеліктерін есепке ала отырып, ірі тонналы қалдықтардан өнім алу технологиясын пайдалану мүмкіндігін береді.

Зертханалық зерттеулермен ҚТҚ және сұйық өнеркәсіп қалдықтарының химиялық қосылысының бір тоннасынан 20 м³ дейін әртүрлі газдар (метан, пропан және т.т.) алуға болатыны расталған, одан өз кезегінде ауысымда 100 мың киловатт электр энергиясын алуға болады.

Мұнай-газ өнеркәсібінің қалдықтарын кәдеге жаратудың бір желісінің инновациялық технологиялық жобасы өндіріс пен тұтыну қалдықтарының химиялық қосылысы кезінде пайдалану жолымен жаңа материалдар алуға, сондай-ақ қоршаған ортаны ластамастан шламды өңдеу мүмкіндігін береді.

Нәтижесінде ҚТҚ және өндірістің химиялық қалдықтары жолымен жаңа материалдар алынды, сондай-ақ қолдану талаптарын анықтау үшін олардың физикалық-механикалық қасиеттері қарастырылды. Сонымен қатар, «ТЖСҚКЖ» зауытымен жер атмосферасындағы «Парниктік әсер ету» көлемінің азаюы қамтамасыз етілуде.

Қоршаған ортаның қауіпсіздігі тұрақты даму жағдайында урбандалған аумақта дамудың міндетті шарты болып табылады. «Қоғам-адам-қоршаған орта» жүйесінің өзара бірлесіп әрекет ету процесін таусылмайтын көлемде қалдықтар өндірушілер ретінде, ал тұтыну қалдықтарын мәңгілік ретінде қарастырған дұрыс болады, өйткені жердегі шикізат қорлары аяқталуы мүмкін. Бұдан туындайтыны «Шикізат» қалдықтарымен қамтамасыз етілушіліктің адамның тіршілігімен байланыстылығын атап өткен дұрыс.

Шаруашылық тұрмыстық және сұйық өнеркәсіп қалдықтарын (қоқысты) кәдеге жарату әдісі жаңа ұрпақ зауытын жасау мүмкіндігін бермекші, ондағы барлық өндірістік процестер заманауи технологиялар базасында автоматтандырылады.

ТЖСҚКЖ заутының артықшылығы болып табылады [21-24]:

1. физикалық және қол еңбегіне жол берілмеген;

2. қатты, тұрмыстық және сұйық өнеркәсіп қалдықтарын өңдеуді химияландыру жүргізілетіндіктен, қалдықтарды көму үшін полигон талап етілмейді;

3. қалдықтарды химиялау кезінде түзілетін газдар жылу және электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылады;

4. қатты және сұйық қалдықтардың барлық түрлері (металл және темір бетоннан өзге) пайдалы, импорт алмастыратын бұйымдар мен электрмен жабдықтау өнімдеріне өңделеді, сондай-ақ ересектер мен балалардың аяқ киімдерінің өкшелері өндірісі үшін пайдаланылады;

5. жоғарыда аталған өңделген бұйымдар стерилді, инертті, ыдырамайтын, жанбайтын, ұзақ мерзімдік, қызмет көрсету мерзімі 50 жылдан асатын сенімді материалдар болып келеді.

Зерттеу тақырыбы бойынша мынадай жұмыстар жүргізілді:

1. 
   өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату және химиялау жолымен тұтыну инновациялық технологиясы әзірленді, сол арқылы 100 аса жаңа бұйым түрлері мен әртүрлі салалар үшін өнім алуға болады;
   

3. химиялау жолымен жаңа материалдар алудың барлық операцияларымен технологиялық желінің экологиялық және санитарлық-эпидемиологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша арнайы ұсыныстар әзірленді;

4.ТМД елдері мен шет елдерде өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату және тұтыну бойынша инвестициялық жобаларды тарту мақсатында халықаралық талаптарға жауап беретін арнайы нұсқаулық пен стандарт әзірленді;

5. АҚШ, Жапония, Франция, Германия, Италия, Ресей және басқ. мемлекеттерде кеңінен қолданылатын қаладағы көму полигондарының, қоқыс сұрыптау зауыттарының орнына химиялық әдіспен өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату және тұтыну жөніндегі инновациялық индустриалды жоба әзірленді;

6. қалдықтармен айналысу және экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету саласында мемлекеттік басқаруды жүзеге асыру тұжырымдамасы жасалды;

7. қалдықтар бойынша глоссари әзірленді;

8. мемлекеттік басқаруды жүзеге асыру тұжырымдамасы қамтамасыз етілді;

9. әртүрлі салалар үшін инновациялық материал алуға мүмкіндік беретін өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату және химиялық-физикалық әдіспен тұтынудың инновациялық әдісі әзірленді, сондай-ақ өндірілетін газ есебінен жылу және электр энергиясын алуды қамтамасыз етеді:

а) полиэтиленнен және полиэтиленді регенератордан термиялық престеу әдісі;

б) тозған метал құбырларын термопластикпен сырттай қаптау әдісі және оны жүзеге асыру құрылғысы;

в) тозған металл құбырлардың ішкі бетіне пластикалық жабын түсіру әдісі;

г) материалдарды әртүрлі жолмен алу, сондай-ақ қалдықтарды кәдеге жаратуды басқару кезінде гидроцилиндрдің жағдайын индикациялау;

д) тұтыну және өнеркәсіп қалдықтарын кәдеге жаратудың бейімдік-бағдарламалық басқару;

е) кәдеге жарату технологиялық желісі процестерін автоматты басқару;

ж) қалдықтарды 1-3 мм көлемге дейін ұнтақтау үшін құрылғы дайындау.

ҚР Президентінің Қазақстанның Әлемдегі ең бәсекелеске қабілетті 50 елінің қатарынау ену стратегиясы қоғамның инновациялық технологияны дайындауға тырысуын ынталандырады. Қазақстан органикалық ластағыштар бағаны бойынша Стокгольм конвенциясына қосылды, сондықтан да Қалдықтарды кәдеге жарату туралы заңды пысықтау қажет.

Республикада ғылымның дамуының негізгі басымдылықтарын анықтайтын Жоғары техникалық комисия (ЖТК) құрылды.

2010 жылдың 28 мамырында өткен «Парасат» Холдингі Астаналық инновациялық форумда «Қалалық көму полигондарының және қоқыс сұрыптау зауыттарының орнына қатты-тұрмыстық және өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату» инновациялық индустриалдық жоба қаралды, зертханалық жағдайда жаңа импорт алмастыратын материалдар алынған болатын.

«Астана қаласының Табиғи ресурстар және реттеу басқармасы» ММ 2010 жылғы 5 наурыздағы № 57-3 хатына сәйкес 2012 жылы ТЖСҚКЖ тәжірибелік цехын салу мүмкіндігі қарастырылған.

Әлемдік тәжірибеде тұңғыш рет химиялық әдіспен қатты-тұрмыстық және сұйық өнеркәсіп қалдықтарын өңдеудің технологиялық процестеріне зерттеу жүргізіледі.

Жұмыстың ғылыми-тәжірибелік маңызы, сондай-ақ зерттеу міндеттері:

• 
  қатты тұрмыстық және сұйық өндірістік қалдықтар (ҚТЖСӨҚКЖ) процесі технологиясының басты артықшылығы ҚТҚ сұрыптау жұмыстарын алып тастау және қалалық көму полигонынан бас тарту;
  
• 
  ҚТЖСӨҚКЖ технологиялық процестерінің мәні шамалы технологиялық процестері кезінде кептіру, одан кейін ұнтақтау және ұсақтау арқылы барлық морфологиялық құрамдағы ҚТҚ кәдеге жаратудың технологиялық процестерінің беріктігін қамтамасыз ету болып табылады;
  
• 
  қатты және сұйық қалдықтарды химиялау жолымен ҚТҚ барлық компоненттерін ұнтақтау процесінің өнімділігі мен тиімділігін арттыру, ол үшін ғылыми-зерттеу және тәжірибелік жұмыстарды жүргізу қажет;
  
• 
  шығарылатын өнімнің экологиялық, өндірістік қауіпсіздігін, сондай-ақ экологиялық тазалығын есепке ала отырып, ҚТҚ мен сұйық өнеркәсіп қалдықтарының химиялау параметрлерін теориялық және тәжірибелік зерттеу.
  

– химиялау есебінен өңделген газдар (метан, пропан және т.т.) жылу және электр энергиясын алу үшін пайдаланылады;

– қалдықтардың барлық түрлері 40 астам түрлері белгілі болып келетін әртүрлі салалардағы пайдалы жаңа импорт алмастыратын бұйымдар мен өнімдер алуға кәдеге жаратылады;

– қалалық полигондарда ҚТҚ сұрыптау жұмыстарын және көмуді жүргізу қажет емес;

– процесс атмосфераға зиянды шығарындыларды бөлумен қоса жүрмейді, су ресурстары мен жер бетіне зиян келтірмейді;

– барлық өнеркәсіп процестерін автоматтандыру есебінен еңбектің толық қауіпсіздігі мен қорғалуы қамтамасыз етіледі;

– барлық шығарылатын өнім экологиялық таза;

– қалдықтарды алдын ала слекциялау мен сүзгілеу талап етілмейді.

Химиялық әдіспен қатты тұрмыстық қалдықтарды өңдеу және кәдеге жаратудың жаңа инновациялық жобасы ҚР ҚОҚМ ҒЗТКЖ 2012-2015 жылдарға арналған бағдарламасына енгізілген [25-26, 66-76].


1 БАРЛЫҚ МОРФОЛОГИЯЛЫҚ ҚҰРАМДАҒЫ ҚАТТЫ-ТҰРМЫСТЫҚ ҚАЛДЫҚТАРДЫ ҰНТАҚТАУ МЕН ҰСАҚТАУ ПРОЦЕСТЕРІ ҮШІН ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЖАБДЫҚ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ТАҢДАУ
1.1 ТМ елдері мен шет мемлекеттерде қатты-тұрмыстық және сұйық өнеркәсіп қалдықтарын өңдеу және кәдеге жаратудың жай-күйін шолу және талдау
Қазіргі уақытта Алматы, Астана, Қарағанды және Қазақстан Республикасының басқа да қалаларында тұрмыстық-қатты қалдықтарды (бұдан әрі – ҚТҚ) түзетін барлық құрам қалалық қоқыс шығару орнында сұрыпталмастан және өңдеусіз шығарылады және көміледі [8, 27].

Қоршаған ортаны қорғау облыстық басқармасының деректері бойынша 2013 жылдың 1 қаңтарында қоқысқа 4,4 мың тонна ҚТҚ көміліп, ал 2004 жылы шамамен 900 мың тонна шығару жоспарланған.

Қоқыстың мұнша көлемі облыста санитарияға қарсы, экологиялық қауіпті жағдайдың қалыптасуына ықпал етпекші. Сондықтан да қалдықтарды сұрыптау, өңдеу және кәдеге жарату мүмкіндігімен қоқыс өңдеу зауытын жобалау және салу қажеттілігі туындап отыр.

Морфологиялық құрамды талдау (1.1-кесте) бір куб метр ҚТҚ келесі құрамында болатынын көрсетіп отыр: 36% қағаз,14% тамақ қалдықтары, 6% тоқыма бұйымдары, 4% металл, 4% шыны, 9% пластмасс және құрамында полимері бар қалдықтар. Мұндағы полимерлік қалдықтардың үлесі жалпы массада өсіп келеді.

Теориялық және тәжірибелік зерттеулер қалдықтарды сұрыптау, тазалау, бөлу және өңдеу технологиялық процестерінің электростатикалық өрістегі механикалық, гидростатикалық бөлу операцияларымен және құрамы қалдықтардың әсіресе полимерлік қалдықтардың биологиялық ластануын бейтараптандыратын парамагниттік сұйықтықта гидростатикалық бөлу операцияларымен қамтамасыз етіледі.

ТМД елдерінде (Ресей, Украина, Беларуссия және басқ.), алыс шет елдерде (АҚШ, Жапония, Германия және басқ.) қайталама полимерлік бұйымдар мен жабындар алу үшін қайтадан қолдану үшін ҚТҚ полимерлік компоненттерін алу мақсатында ҚТҚ кешенді өңдеумен айналыспайды. Бұл елдерде жылу және электр энергиясын алу мақсатында ҚТҚ жағу үдерісі басым келеді.
1.2-кесте – Экструдирлеу кезінде полиэтилен қалдықтарының негізгі режимді параметрлерінің мағынасы

Параметрлері	МЕМСТ 18599-83
	ПНП	ПВП
Қыздурышының температурасы Тн, 0С	200+10	230+10
Дайындама кесіктерін балқыту кезіндегі қысым Рпр, МПа	0,03-0,05	0,06-0,08
Құбыр материалын балқыту тереңдігі, мм	1-2	1-0
Қабырғаның қалыңдығы кезінде tн балқыту ұзындығы, мм 4-ке дейін 5-10 10-15 16 және одан жоғары	35 50-85 85-160 160	50 70-110 110-200 200
Технологиялық кідіріс ұзақтығы, с	3	2
Тұнбаның қысымы Рос, МПа	0,1	0,2
Дайындама қалыңдығы 4 мм дейін болған кезде тұндырманың қысыммен tос ұстау ұзақтығы 5-10 10-15 16 және одан жоғары	180 240-480 480-720 900	240 300-540 540-720 900

1.3-кесте – Экструдирлеуге дейін және одан кейін полиэтиленнің негізгі физикалық-механикалық қасиеттері МЕМСТ 18599-83

Ескерту: алымы – полиэтилендердің бастапқы қасиеттері кезінде; бөлімі – қайталама экструдирлеу кезінде.

1.4-кесте – Техникалық және құндық сипаттамалары бойынша балама шешімдерді салыстырмалы талдау

р/с	Көрсеткіштер атауы	Көрсеткіштер мағынасы АҚШ долларында
		Ұсынылатын үлгі (СПҚТҚ зауыты)	Әлемдік тәжірибедегі үздігі
			USA NSL HYNDROMEX	ASTAnlagen Berlin GBH 1-нұсқа 2-нұсқа
1.	Құрылыс жұмыстары	1200000	2391000	2704500	2000500
2.	Жабдық	2300000	22200000	5041000	4551700
3.	Қаптау, көлік, сақтандыру	25000	796400	282100	348800
4.	Шеф монтаждау, іске қосу-реттеу жұмыстары және оқыту	400000	1600000	1122400	949500
5.	Жиыны	3925500	27000000	9250000	7850500
6.	Өнімділігі жылына	210000	300000	60000	60000
7.	Өнім шығарудың жылдық көлемі$ USA	6800000	8700000	1600000	1160000

Қалдықтардың әртүрлі компоненттерін (полимерлік, картон, қағаз, тоқыма, резеңке, шыны және басқ.) экструдирлеу жолымен келесі темір жол тұрпаттарын және ҚР №ЦП-751/1, 2001ж. темір жолдарда қармен күрес жөніндегі нұсқаулыққа сәйкес тұрақты қар ұстағыш шарбақ құрылымдарын алуға болады.

Қалдықтарды сұрыптау, тазалау, бөлу және өңдеу технологиялық процестерінің электростатикалық өрістегі және бейтараптандыратын парамагниттік сұйықтықта гидростатикалық бөлуге теориялық және тәжірибелік зерттеулер жүргізілді, оны магниттік өріс кернеуі бойынша реттелетін әсерге ұшыратады, бұл ретте бөлінген компоненттерді қатерсіздендіру жүреді.

Полимерлік-пластмасса қалдықтарын өңдеу жолымен:

- темір жол бұйымдары мен белгілерін;

- тозған құбыржолдардың сыртқы және ішкі жабындарын;

- автожол бұйымдары мен белгілерін;

- терезе және есік блоктарын;

- аграрлық-ауыл шаруашылық бұйымдары мен құрылыс материалдарын;

- жиһаз материалдарын (плиталар, панельдер, фурнитуралар);

- машина-құрылыс полимер материалдарын өндіруге болады.

Мұндай өнімдердің негізгі тұтынушыларына автомобиль, құрылыс, ағаш өңдеу, тоқыма зауыты, коммуналдық шаруашылық кәсіпорындары жатады. Аталған жобаның негізгі міндеті – тұрмыстық қалалық қоқысты қалдықсыз өңдеу технологиясын ұйымдастыру. Қара және түсті металдар металлургиялық комбинаттармен жеткізіледі.

2002 жылдан бастап «Магистральды темір жолдар» ЖАҚ қар ұстайтын шарбақтарды, сондай-ақ қалқандар, қоршаулар, темір жол белгілері мен полимерлік қалдықтардан жасалатын рельс жолдары үшін карточкалар дайындау және енгізу жөніндегі тұтынушы – тапсырыс беруші болып табылады. Жоғарыда аталған бұйымдарды сатып алудың жыл сайынғы көлемі 495 млн. теңгеден жоғары болып келеді.

Полимер қалдықтары қайта өңдеуге жатады, ал қағаз және шүберек қатты қағаз немесе темір жол үшін бұйымдар компоненттерін өндіру шикізаты бола алады. Жоғарыда аталған бұйымдардан өзге темір жол үшін экструдирлеу жолымен мыналарды алуға болады:

- тасымалданатын торлы қалқандар;

- темір және автомобиль жолдары үшін өту жолдарының тану белгілері.

Өнім өндіруге арналған бастапқы шикізатқа қоқысты құрастырушы: полиэтилен бұйымдары, қағаз, ескі киім, пластмасса қалдықтары жатады.

Қоқыс сұрыпталатын болады, одан кейін өңдеуге жіберіледі. Қолдануда болған металл құбырлардың жабыны үшін негізгі компонент өндірістік-тұрмыстық қалдықтар массасынан алынған қайталама полиэтилен болып табылады.

Өндіру әдісі құбыр оқшаулануы бетінің сипатымен, олардың диаметрі мен ұзындығымен сипатталады.

Қаптамасы бар құбыр үшін ішкі беті мен сыртқы беті бойынша құбырдың ішкі және сыртқы бетіне материал қабатын біруақытта түсіруге мүмкіндік беретін құрылғы пайдаланылады.

Қолдануда болған және соққыға төзімді термопластикті жабын үшін қажет металл құбырлар қоқыстан, сондай-ақ мүдделі тұлғалардан, ықтимал сатып алушылардан түсетін болады. Келіп түскен құбырлар қажет болған жағдайда тегістеледі. Қалған бөлігін кесікті өңдей отырып, жабын процесіне дайындайды.

Беткі жағы термопластикпен жабылған құбыр бұйымы өндірісі топтамасы:

1. Бөтен материалдардан (лай, тоттанудың қалың қабаты) механикалық тазартудан, одан әрі токарлық өңдеуден;

2. Полимерлік таспа түсіретін тегістейтін құрылғылары бар арнайы стаканды қолдану арқылы түсіретін материалға жоғары адгезиялық қасиет беру үшін беткі жағын өңдеуден;

3. Оқшаулағыш таспаны түсіру үшін жабын аймағына металл құбырды енгізу;

4. Жабын аймағынан дайын өнімді жою;

5. Тұтынуларға жөнелту үшін дайын өнімдерді дайындаудан немесе дайын өнімді қоймаға тиеуден тұрады.

Жеңіл автомобильдердің бамперлерін, әуе кескіштері, терезе жақтаулары мен есік блоктарының өндірісі үшін негізгі шикізатқа қайталама полиэтилен жатады. Қайталама полиэтиленнен сұйық масса алынған соң арнайы құрылғыларға одан кейін арнайы нысандарға массаны құю жүзеге асырылатын болады. Өнім салқындаған соң қоймаға түседі.

Пайдалануда болған, беткі жағының жекелеген кемшіліктері бар металл құбырлар және ұсынылған талаптар бойынша термопластикпен жабылған, аталған пайдалану жағдайларында (қатты қыздырудан өзге) қайталап пайдалану мүмкіндігіне ие, өйткені олардың беткі жақтары қаптайтын термопластиктің (полиэтиленнің) сілті қышқылына, ерітіндіге, ылғалды атмосфералық ауаға көтеріңкі инерттілігіне қарай пайдалану кезінде ортаның агрессияшыл қасиеттеріне барынша тұрақты болып келеді. Ішкі металл қаңқасы жұқа пластик қабаттың механикалық жүктемесіне қатысты тұрақтылығын арттырады. Пайдалануда болған металл құбырлардың бетінде термопластикалық материалдан жасалған қабаттың болуы жөндеуден өткізбей пайдалану уақытын 3-5 есе арттырады. Ол құбырдың тоттануына байланысты туындауы мүмкін апаттардың санын қысқартуға алып келеді.

Өнеркәсіптік-тұрмыстық қалдықтар жинағы арнайы жабдықталған контейнерлерде арнайы машиналарда жүзеге асырылатын болады. Ол қала мен облыстың санитарлық ахуалын жақсарту мүмкіндігін бере отырып, сол арқылы экологиялық ахуалға оң әсер етеді.

Аталған тәжірибе оң іске асырылған жағдайда өндірісті ұйымдастыру тәжірибесі Қазақстанның басқа да облыстарында қолданылатын болады, сондай-ақ өңірлерде өнімді жаппай шығаруды жолға қояды.

Полимер қалдықтарынан жасалатын қар ұстайтын шарбақтар мен басқа да бұйымдар ағаш және темір бетонмен салыстырғанда екі есе арзан, сондай-ақ олардың қызмет ету мерзімі 50 жылға жетеді.

Қалаларда қатты тұрмыстық қалдықтар мен сұйық өнеркәсіп қалдықтарының (неорганикалық және органикалық заттардың ерітінділері, май, ерітінді және басқ. түріндегі органикалық сұйықтықтар) барынша қарқынды жинақталуы жүріп жатыр, олар дұрыс емес және уақтылы жойылмаған және зарарсыздандырылмаған жағдайда қоршаған табиғи ортаны байыпты ластануға алып келуі мүмкін.

Әлемдегі елдерді өңірлік, климаттық, геологиялық, экономикалық және саяси жағдайларға негізделген ҚТҚ басқару саясатына қарай бірнеше топтарға бөлуге болады.

Мысалы, Жапонияда қоқыстың 70% және одан жоғары бөлігі қала өкіметімен жағылады. Швейцария, Дания, Люксембург тәрізді елдерде халық тығыздылығының жоғарылығына, ЖІӨ жоғары деңгейі мен аумақтарының шектелушілігіне байланысты қоқысты (жалпы көлемінің шамамен 70%) жағу тәжірибесі қолданылады.

Ал АҚШ, Канада, Испания, Норвегия, Ұлыбритания, Германия, Италия, Португалия және Финляндияда қалдықтардың 60-90% тікелей ҚТҚ полигондарына шығарылады. Испания, Португалия және Финляндия қалалық ҚТҚ шамамен 10-20% компостық өңдеу зауіттарына жібереді. АҚШ, Канада және Германияда ҚТҚ 10% және одан жоғары бөлігін қалдықтан құнды материал алу мақсатында аралық станцияларда сұрыптайды.

Франция, Бельгия және Голландияда қалалық қалдықтардың жартысынан көбі полигонға жіберіледі, қалған ҚТҚ 25-40 % жағылады, ал қалғаны компастау немесе пайдалы материалдар алу үшін тазартылады.

Қатты тұрмыстық қалдықтардың басым бөлігі компоненттерге бөлместен (сұрыпталмастан) ашық қоқыстарға, қалалық көму полигондарына шығарылады және қоймаланады, олардың 97% ҚР табиғат қорғау және санитарлық заңнамасының талаптарына сәйкес емес. Көптеген қалаларда орналастыру мен жайғастыру жобасыз және қоршаған ортаға әсер етуді бағалаусыз жүзеге асырылды. ҚР қатты тұрмыстық қалдықтардың 5% ғана кәдеге жарату немесе жағуға ұшырытылады.

Әлемде бірнеше аралық тазалау технологиясы бар: жағу, жылуды регенерациялай отырып жағу (соның ішінде, электр энергиясын өндіре отырып), күл тозаңын балқыта отырып жағу, қатты материалдарды балқыта отырып газдандыру, отын қалдықтарын регенерациялау, компостирлеу, ұнтақтау және сұрыптау.

Шетелдік инвесторлар «Вторма-экология» ЖШС, «Имабеиберика» АҚ (Испания), АSТА Anlagen (Берлин, Германия), «Алтын алмас» АҚ (Қазақстандағы Испания серіктесі), «Ювента-ДВ» (Германия) және басқ., қаржылық қаражаттарын аямастан, қалаларда (Астана, Алматы, Атырау, Қарағанды, Ақтөбе және басқ.) ҚТҚ көму, сұрыптау және жағу жөніндегі ескі технологияны енгізуге тырысуда.

Қатты тұрмыстық қалдықтар мен сұйық өнеркәсіп қалдықтарын (ҚТСҚӨТТ) өңдеу технологиясының басты артықшылығы ҚТҚ сұрыптау жұмыстарынан және шаруашылық қалдықтардың қалалық көму полигондарынан бас тарту [27-41].

Соңғы жылдары Астана қаласы бойынша көмуге келіп түскен қалдықтардың көлемі 2006-2009 жылдардағы есеп деректері бойынша құрайды (1.5-кесте):

Астана қаласын дамыту барысында жинақтау көлемі артып, сондай-ақ тұрғын үй, өнеркәсіптік ғимараттар, денсаулық сақтау, бизнес және өндіріс мекемелері өндіретін қалдықтар құрамы өзгерді.

Санитарлық норма және қоршаған ортаны қорғау позициясы тұрғысынан Астана қ. қалдықтарды басқарудың қазіргі жүйесі қоршаған әсерін төмендетуді қамтамасыз ету мақсатында дамитын болады.

Қатты тұрмыстық қалдықтардың басым бөлігі компоненттерге бөлместен (сұрыпталмастан) ашық қоқыстарға, қалалық көму полигондарына шығарылады және қоймаланады, олардың 97% Қазақстан Республикасының табиғатты қорғау және санитарлық заңнама талаптарына сәйкес емес. Оларды орналастыру мен жайғастыру жобасыз және қоршаған ортаға әсер етуді бағалаусыз жүзеге асырылды. ҚР қатты тұрмыстық қалдықтардың 5% ғана кәдеге жарату немесе жағуға ұшырытылады.

ҚТҚ өңдеудің балама шешімін таңдау мақсатында 1.6, 1.7, 1.8-кестелерінде Қоқыс өңдеу және сұрыптау зауыттарын құндық, технологиялық және экологиялық-пайдаланушылық көрсеткіштер бойынша пайдалану нұсқаларының әлемдік тәжірибесі талдауы берілген.

1.6 -кесте – Техникалық және құндық сипаттамалардың балама шешімдерінің салыстырмалы талдауы

Қала маңдарында жаппай туындап жатқан нашар ұйымдастырылған және қарапайым апаттық қоқыстар жер беті мен жер асты суларын күрделі ластанушылар болып табылады. Аумақтағы көші-қон нәтижесінде қолданыстағы және ҚТҚ сүзгісінде кездесетін химиялық заттар рекультацияланған полигондарда (қоқыстар), жер беті мен жер асты суларында топырақ пен су көздерінің ластануы жүріп жатыр.