Раздел 3. Обращение с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности

Раздел 3. Обращение с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности

3.1 Общая информация о деятельности по обращению с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности

К ртутьсодержащим отходам I и II классов опасности относятся:

- отходы оборудования, содержащего ртуть;

- отходы средств индивидуальной защиты, упаковки, тары, материалов, загрязненных ртутью;

- отходы активированного угля, ионообменных смол, загрязненные ртутью в процессе производства химических веществ и оборудования;

- отходы очистки сточных вод, технологических/обжиговых газов, оборудования при производстве химических веществ;

- технологические отходы производства химических веществ и металлов;

- отходы обезвреживания ртутьсодержащих отходов;

- отходы, образующиеся при ликвидации загрязнений ртутью и ее соединениями;

- ртутьсодержащие лабораторные отходы.

Согласно статистическим данным основная масса ртутьсодержащих отходов представлена отходами оборудования, в частности отходами ртутьсодержащих ламп различных модификаций.

К основным источникам ртутьсодержащих отходов производства относятся: хлорно-щелочное производство, производство серной кислоты, производство меди и цинка.

Ежегодные объемы образования ртутьсодержащих отходов по данным статистического наблюдения за 2018 - 2021 годы колеблются в диапазоне 9 700-20 500 т/год [15-17].

Принимая во внимание, что значительное количество ртутьсодержащих отходов представлено ртутьсодержащими лампами, которые образуются в том числе в бытовом секторе, фактический объем образующихся ртутьсодержащих отходов превышает данные официальной статистики.

Согласно данным федерального статистического наблюдения ежегодно в Российской Федерации [15-17]:

- утилизируют 1 700-2 000 т ртутьсодержащих отходов;

- обезвреживают 5 600-7 500 т ртутьсодержащих отходов.

Перечень видов ртутьсодержащих отходов, отнесенных к I-II классам опасности, представлен в таблице 3.1, сводные данные федерального статистического наблюдения по обращению с ртутьсодержащими отходами I и II классов за 2018 - 2021 годы приведены в таблице 3.2 [15-17].

Таблица 3.1 - Перечень видов ртутьсодержащих отходов, отнесенных к I-II классам опасности

N п/п	Код вида отходов по ФККО	Наименование вида отходов	Класс опасности
1.	3 12 152 42 61 1	Ткань полипропиленовая, отработанная при очистке едкого натра от ртути в производстве хлора и каустика ртутным методом	1
2.	3 12 152 71 39 1	Смесь осадков механической и физико-химической очистки сточных вод производства хлора и каустика ртутным методом	1
3.	3 12 152 72 20 1	Уголь активированный, загрязненный ртутью при очистке сточных вод производства хлора и каустика ртутным методом	1
4.	3 12 152 73 20 1	Ионообменная смола, отработанная при очистке сточных вод производства хлора и каустика ртутным методом	1
5.	3 12 152 91 20 1	Отходы термической регенерации ртути из ртутьсодержащих отходов производства хлора и каустика ртутным методом	1
6.	3 12 223 01 39 1	Осадок хлоридов ртути при очистке технологических газов медеплавильного производства от ртути раствором сулемы	1
7.	3 12 224 01 39 1	Осадок, содержащий ртуть и селен, мокрой очистки обжиговых газов цинкового производства при их утилизации в производстве кислоты серной	1
8.	3 12 832 72 33 1	Отходы зачистки электролизеров производства хлора и каустика ртутным методом, содержащие преимущественно графит и ртуть	1
9.	3 13 141 54 20 2	Катализатор на основе активированного угля, пропитанный сулемой, отработанный при гидрохлорировании ацетилена в производстве винилхлорид мономера	2
10.	3 13 141 59 20 2	Отходы ртутьсодержащие зачистки оборудования гидрохлорирования ацетилена на катализаторе на основе активированного угля, пропитанного сулемой, в производстве винилхлорид мономера	2
11.	3 55 113 11 10 1	Ртуть конденсированная при переплавке золотосодержащего сырья с содержанием ртути более 0,1 %	1
12.	3 72 415 93 40 1	Уголь активированный, отработанный при газоочистке демеркуризации отходов производства ламп люминесцентных, загрязненный ртутью	1
13.	4 71 101 01 52 1	Лампы ртутные, ртутно-кварцевые, люминесцентные, утратившие потребительские свойства	1
14.	4 71 111 01 52 1	Реле импульсные ртутьсодержащие, утратившие потребительские свойства	1
15.	4 71 111 21 52 1	Прессостаты ртутьсодержащие, утратившие потребительские свойства	1
16.	4 71 121 11 53 1	Элементы гальванические нормальные, содержащие сульфат кадмия, ртуть и ее соединения, утратившие потребительские свойства	1
17.	4 71 121 12 53 1	Отходы элементов и батарей ртутно-цинковых	1
18.	4 71 311 11 49 1	Бой стеклянный ртутных ламп и термометров с остатками ртути	1
19.	4 71 411 11 52 1	Средства индивидуальной защиты органов дыхания от паров ртути и ртутьсодержащих соединений отработанные	1
20.	4 71 421 11 52 2	Перчатки резиновые, загрязненные ртутью
21.	4 71 611 11 29 1	Упаковка из полимерных материалов, загрязненная ртутью	1
22.	4 71 711 12 40 1	Уголь активированный, загрязненный ртутью	1
23.	4 71 811 11 10 1	Ртуть, утратившая потребительские свойства в качестве рабочей жидкости	1
24.	4 71 910 00 52 1	Отходы вентилей ртутных	1
25.	4 71 920 00 52 1	Отходы термометров ртутных	1
26.	4 71 931 11 52 1	Детали приборов лабораторных, содержащие ртуть, утратившие потребительские свойства	1
27.	4 71 941 11 52 1	Барометр ртутный, утративший потребительские свойства	1
28.	4 71 991 11 52 1	Отходы вентилей, термометров, ламп ртутных, ртутно-кварцевых, люминесцентных в смеси, утративших потребительские свойства	1
29.	7 47 412 11 33 1	Ступпа при демеркуризации ртутьсодержащих отходов	1
30.	7 47 421 11 10 1	Ртуть металлическая при вибропневматической обработке отходов оборудования, содержащего ртуть	1
31.	7 47 421 12 10 1	Отходы ртути металлической в смеси с люминофором при демеркуризации ртутных, ртутно-кварцевых, люминесцентных ламп	1
32.	7 47 421 13 10 1	Ртуть металлическая при термической демеркуризации ртутных, ртутно-кварцевых, люминесцентных ламп	1
33.	7 47 425 11 41 1	Концентрат люминофора при обезвреживании ртутьсодержащих отходов	1
34.	7 47 471 11 20 1	Химический поглотитель паров ртути на основе угля активированного отработанный	1
35.	9 32 101 11 39 1	Отходы демеркуризации боя ртутьсодержащих изделий мыльно-содовым раствором	1
36.	9 32 201 11 39 2	Грунт при ликвидации разливов ртути, загрязненный ртутью	2
37.	9 41 451 01 10 1	Растворы, содержащие соли ртути, отработанные при технических испытаниях и измерениях	1
38.	9 41 451 51 32 1	Растворы, содержащие оксиды ртути, отработанные при технических испытаниях и измерениях	1

Таблица 3.2 - Данные федерального статистического наблюдения по обращению с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности за 2018 - 2021 гг. [15-17]

Год	Образование, т	Поступление, т	Передано для утилизации, т	Утилизировано, т	Передано для обезвреживания, т	Обезврежено, т	Передано на хранение, т	Хранение, т	Передано на захоронение, т	Захоронено в текущем году, т
2018	20 573,6	23 159,7	12 417,1	1 708,5	24 337,2	7 421,7	200,983	22,290	523,153	7,608
2019	17 093	45 445	5 172	8 114	37 106	7 456	3011	9	9	3
2020	11 968	19 882	10 835	11 829	10 328	6 071	62	51	62	1
2021	9 725	11 615	1 871	2 161	9 102	5 687	71	8	12	0

Действующим законодательством установлены требования к организации раздельного сбора, накопления, транспортирования, обезвреживания и размещения ртутьсодержащих отходов в независимости от их происхождения [29]. При обращении с ртутьсодержащими отходами требуется:

- использование специальной тары для сбора и транспортировки ртутьсодержащих отходов;

- применение транспортных средств, обеспечивающих безопасную доставку ртутьсодержащих отходов к местам их переработки и обезвреживания;

- использование специального технологического оборудования для переработки и обезвреживания ртутьсодержащих отходов;

- проведение мониторинга состояния окружающей среды с использованием ртутных анализаторов и специальных методик при выполнении работ, связанных со сбором, накоплением, обезвреживанием и размещением ртутьсодержащих отходов;

- привлечение к работам лиц, которые имеют соответствующие сертификаты, дающие право на работу с ртутьсодержащими отходами.

Обращение с отходами ртутьсодержащих ламп осуществляется в соответствии с требованиями, установленными постановлением Правительства РФ от 28 декабря 2020 года N 2314 "Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде".

Требования к накоплению отработанных ртутьсодержащих ламп установлены в пп. 3-8 указанных Правил [29].

Транспортирование ртутьсодержащих ламп осуществляется с соблюдением требований следующих документов:

- Правил перевозок грузов автомобильным транспортом, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2020 года N 2200 [20];

- Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам, утвержденных Советом по железнодорожному транспорту государств - участников Содружества независимых государств от 5 апреля 1996 года N 15 [21];

- Европейского соглашения о международной дорожной перевозке опасных грузов от 30 сентября 1957 года (ДОПОГ), приложения A и B [19];

- установления образцов специальных отличительных знаков, обозначающих класс опасности отходов, а также Порядка нанесения их на транспортные средства, контейнеры, цистерны, используемые при транспортировании отходов, утвержденных приказом Минтранса России от 22 ноября 2021 года N 399 [63].

Накопление промышленных отходов I класса опасности допускается исключительно в герметичных оборотных (сменных) емкостях (контейнеры, бочки, цистерны), II - в надежно закрытой таре (полиэтиленовых мешках, пластиковых пакетах) [18].

Накопление отходов I-II классов опасности осуществляется в закрытых складах раздельно [18].

В Государственный реестр объектов размещения отходов включено 14 объектов хранения отходов и один объект захоронения ртутьсодержащих отходов. В Российской Федерации функционирует порядка 100 предприятий по переработке ртутьсодержащих отходов потребления.

В некоторых крупных городах, таких как Москва и Санкт-Петербург, специализированные компании бесплатно принимают от населения ртутьсодержащие отходы в экомобилях и из экобоксов [30].

Например, предприятие ООО НПП "ЭКОТРОМ" организовало около 1 300 пунктов приема ртутных ламп от населения. Производственная база предприятия позволяет утилизировать следующие группы отходов:

- прямые люминесцентные лампы;

- энергосберегающие, компактные и светодиодные лампы;

- ртутные термометры и градусники;

- ртутьсодержащие лампы типа ДРЛ, ДНАТ, бактерицидные, кольцевые и др.;

- лампы солярия;

- ртутьсодержащие отходы, в том числе: ртутьсодержащие приборы и оборудование, бой ламп, LCD мониторы и панели, ступа;

- ртуть вторичная (некондиционная), товарная (с истекшим сроком годности), соединения ртути.

В г. Владивостоке в рамках проекта "Утилизируй правильно" оборудуются места для организованного сбора отработанных ртутных ламп, термометров и элементов питания (батареек). Аналогичную деятельность в своих регионах осуществляет ООО "ЭП "Меркурий", организуя передвижные пункты приема от населения вышедших из строя ртутных ламп [31].

Также во многих населенных пунктах устанавливаются специальные контейнеры для сбора старых термометров, ламп и батареек.

В настоящее время в Российской Федерации осуществляет свою деятельность некоммерческое партнерство "Ассоциация предприятий по обращению с ртутьсодержащими и другими опасными отходами" (далее - НП "АРСО") [31]. Оно объединяет более 40 предприятий, расположенных в 24 субъектах Российской Федерации (с филиалами в 27 субъектах). Предприятия НП "АРСО" обрабатывают, обезвреживают и утилизируют практически все виды ртутьсодержащих отходов.

К наиболее крупным предприятиям, осуществляющим переработку ртутьсодержащих отходов, относятся:

- ЗАО "НПП "Кубаньцветмет" - способно перерабатывать практически все виды ртутьсодержащих отходов потребления с получением товарной ртути; имеет значительные мощности по рафинированию черновой (отработанной) ртути и производству различных (в том числе сверхчистых) соединений ртути;

- ООО "Мерком" - осуществляет сбор, транспортировку, обработку, утилизацию отработанной (некондиционной, черновой) металлической ртути, соединений ртути, приборов с ртутным наполнением, ртутных ламп, ртутно-цинковых гальванических элементов, твердых, пастообразных и жидких ртутьсодержащих отходов; осуществляет рафинирование отработанной (некондиционной, черновой) металлической ртути с целью получения товарного (вторичного) металла: основной товарной продукцией предприятия являются металлическая ртуть марок Р0 и Р1 и соединения ртути реактивной чистоты [32];

- ООО "Экорецикл" - перерабатывает до 2 млн ртутных ламп, 0,6-0,7 т ртутных термометров, 0,3-0,4 т ртутных приборов, собирает до 0,3 т черновой ртути [32];

- ООО "Экологическое предприятие "Меркурий" - обезвреживает до 2 млн ртутных ламп, 1,1 т ртутных термометров, 0,3 т вторичной ртути, до 0,5-0,6 т прочих РСО и до 100-110 т отходов оргтехники [32];

- "Научно-производственное предприятие "Экотром" - перерабатывает до 6,5-7 млн люминесцентных (линейных) ламп, до 1-1,5 млн компактных люминесцентных ламп, 4 т ртутных термометров и приборов, до 1,6 т вторичной ртути, порядка 500 т отходов оргтехники [32].

На некоторых предприятиях, которые являются источниками ртутьсодержащих отходов производства, организована переработка собственных высококонцентрированных ртутьсодержащих отходов. К таким предприятиям относятся: АО "Каустик" (Башкирия), АО "Каустик" (г. Волгоград), ОАО "Белвитамины" (г. Белгород). Данные предприятия осуществляют переработку ртутьсодержащих отходов с целью регенерации ртути. Однако в результате переработки образуются отходы с меньшим содержанием ртути (0,2-0,4 %), остающиеся отходами I класса опасности и требующие специальных мероприятий для их хранения [33].

В рамках реализации федерального проекта "Инфраструктура для обращения с отходами I-II классов опасности" Госкорпорацией "Росатом" планируется к 2024 году перепрофилировать ряд объектов по уничтожению химического оружия и ввести в эксплуатацию межрегиональные производственно-технические комплексы, нацеленные на обработку, утилизацию и обезвреживание отходов I и II классов (далее - ПТК). В рамках перепрофилирования создается 4 комплекса. Три комплекса будут введены как объекты нового строительства [34].

В рамках реализации данного проекта для утилизации и обезвреживания ртутьсодержащих отходов было принято использовать технологию, опирающуюся на следующие технологические решения.

Сущность метода утилизации ртутьсодержащих отходов заключается в сортировке отходов, выделении из отхода ртути или ртутьсодержащих компонентов, извлечении из них ртути путем термической демеркуризации, получении товарной продукции (ртути) и материалов, представляющих собой продукцию для вторичного использования.

Указанным методом можно утилизировать широкий спектр ртутьсодержащих отходов, таких как: ртутные лампы всех видов; оборудование и приборы с ртутным наполнением; грунты, шламы очистных систем, катализаторы, адсорбенты и другие виды промышленных отходов.

Кроме ПТК, создаваемых путем перепрофилирования объектов по уничтожению химического оружия, в рамках федерального проекта "Инфраструктура для обращения с отходами I-II классов опасности" на территории бывшего ОАО "Усольехимпром" планируется ввод в эксплуатацию ПТК "Восток" (г. Усолье-Сибирское, Иркутская область) [14].

Для утилизации и обезвреживания ртутьсодержащих отходов на ПТК "Восток" запроектированы технология и оборудование группы компаний "BEAUDIN" (США) и "Verda International" (Франция). Технологический процесс, планируемый к реализации на ПТК "Восток", включает следующие технологические операции [35]:

- предварительная механическая обработка отходов с целью подготовки их к термической обработке (дробление, калибровка, сушка);

- непрямая термическая десорбция подготовленных отходов с очисткой технологических газов, выделением вторичной ртути и обезртученной минеральной составляющей.

В целом для утилизации и обезвреживания ртутьсодержащих отходов используют технологии, основанные на различных методах:

1) технологии утилизации и обезвреживания ртутьсодержащих отходов, основанные на термических методах:

- высокотемпературный обжиг в трубчатой вращающейся печи (прямая термическая десорбция);

- термообработка в шнековой трубчатой печи;

- технология термической вакуумной дистилляции (термовакуумная технология);

- высокотемпературная термическая десорбция в трубчатой вращающейся печи (непрямая термическая десорбция);

2) технологии обезвреживания оборудования, содержащего ртуть, основанные на химических методах:

- метод мокрой химической демеркуризации (гидрометаллургический метод);

3) технологии обезвреживания ртутьсодержащего оборудования, основанные на физико-химических методах

- технология обезвреживания и утилизации люминесцентных ламп разделением их на компоненты на установках.

3.2 Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в области обращения с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности

3.2.1 Технологии утилизации ртутьсодержащих отходов термическими методами

Высокотемпературный обжиг

Область применения. Утилизация различных видов ртутьсодержащих отходов с целью выделения вторичной ртути.

Описание метода. Высокотемпературный обжиг заключается в прокаливании (обжиге) ртутьсодержащих отходов в трубчатой вращающейся печи при температуре 450-550 °C в вакуумной среде или при атмосферном давлении с последующей отгонкой ртути, ее улавливанием и конденсацией.

В результате образуются товарная ртуть и вторничные отходы в виде составляющих оборудования, включая бой люминесцентных ламп [34, 35].

Метод высокотемпературного обжига подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

Термообработка в шнековой трубчатой печи

Область применения. Метод используется для удаления ртути в люминесцентных лампах и горелках ламп ДРЛ с целью получения вторичной ртути.

Описание метода. Процесс демеркуризации отработанных ртутных ламп состоит из возгонки ртути из предварительно раздробленных ламп, последующей конденсации паров ртути и удаления вторичных продуктов переработки [34, 35].

Метод термообработки в шнековой трубчатой печи подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

Термовакуумная технология

Область применения. Демеркуризация вышедших из строя приборов с ртутным наполнением (термометров, игнитронов, и пр.), загрязненных капельной ртутью строительных материалов (штукатурки), почв, люминесцентных ламп всех типов, горелок ртутных ламп высокого давления типа ДРЛ и энергосберегающих ламп (ЭСЛ).

Установка, в которой реализован термовакуумный метод, не приспособлена к переработке грязных, битых ламп, влажных отходов, отходов с содержанием пластмасс, так как ее вакуумная система выходит из строя как от воды, так и от других веществ, компоненты которых засоряют вакуумную систему [36].

Описание метода. Принцип действия установок, работающих по данной технологии, основан на зависимости давления насыщенного пара ртути от температуры. Обрабатываемые люминесцентные лампы, ртутные колбы и трубки разрушаются в камере установки, нагреваются до температуры быстрого испарения ртути, а пары ртути откачиваются вакуумной системой установки через низкотемпературную ловушку (НТЛ), на поверхности которой происходит конденсация ртути, стекающей в сборник в виде жидкого металла после размораживания ловушки [36].

Термовакуумная технология подробно описана в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

3.2.2 Технологии утилизации и обезвреживания оборудования, содержащего ртуть, основанные на химических методах

Метод мокрой химической демеркуризации (гидрометаллургический метод)

Область применения. Метод используется для утилизации и обезвреживания люминесцентных ламп разных типов и размеров, в том числе компактных люминесцентных ламп, линейных трубчатых люминесцентных ламп, U-образных и фигурных люминесцентных ламп и т.д., а также боя ламп и ртутьсодержащих приборов.

Описание метода. Основная концепция обезвреживания ламп состоит в том, что на поверхность измельчаемых ртутьсодержащих ламп распылением (капельным путем) наносится химический демеркуризатор, при этом металлические цоколи отделяются и поступают в отдельный контейнер. При самопроизвольном высыхании и разложении химических соединений препарата выделяются высокоактивная сера, сероводород, CaO и тепло, которое интенсифицирует дальнейшее разложение препарата и обеспечивает сушку смоченных поверхностей. В процессе смачивания и сушки содержащаяся на поверхности стекла и сорбированная люминофором ртуть преобразуется в сульфидную форму [26].

Метод мокрой химической демеркуризации (гидрометаллургический метод) подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

Термохимическая технология периодического действия

Область применения. Метод применяется для ртутьсодержащих ламп.

Описание метода. Целые лампы нагревают, выдерживают 25 мин при температуре, обеспечивающей десорбцию ртути, и резко охлаждают путем контакта горячей лампы в смесителе с раствором серосодержащего реагента (реже используют йодсодержащий реагент). В итоге происходит термическое разрушение колбы, а ртуть связывается (технология Сэлта); производительность установки - до 180 ламп/ч. Термохимическая технология не может работать в непрерывном режиме [26].

Термохимическая технология периодического действия подробно описана в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

3.2.3 Технологии утилизации оборудования, содержащего ртуть, основанные на физико-химических методах

Технология утилизации ртутьсодержащих отходов с использованием пневмо-вибрационных сепараторов

Область применения. Переработка люминесцентных ламп.

Описание метода. Принцип действия основан на разделении ртутных ламп на главные составляющие: стекло, металлические цоколи и ртутьсодержащий люминофор. Очищенные от ртути стеклобой и металлические цоколи (алюминиевые и стальные) используются как вторичное сырье. Люминофор также является сырьем для получения ртути на специализированных предприятиях [37].

Установка состоит из двух основных блоков:

- устройства разделения ламп, состоящего из узла загрузки, пневмо-вибрационного сепаратора с дробилкой, циклона;

- системы очистки, включающей в себя фильтр рукавный, адсорбер и газодувку с компрессором.

Ртутные лампы подаются в узел загрузки. На вибрирующей решетке цоколи отделяются от стекла и удаляются в сборник - технологический контейнер. По мере заполнения цоколями технологический контейнер направляется в демеркуризационно-отжиговую электрическую печь, газовые выбросы из которой поступают в систему очистки. В результате термической обработки цоколи полностью очищаются от остаточных загрязнений ртутью. Доочистка цоколей от ртути может быть осуществлена с применением иных методов.

Отделение люминофора от стекла осуществляется за счет выдувания его в противоточно движущейся системе "стеклобой-воздух" в условиях вибрации. Очищенное от люминофора стекло поступает в бункер-накопитель. Основная масса люминофора улавливается в циклоне и попадает в сборник люминофора (представляющий собой транспортную металлическую бочку с полиэтиленовым мешком-вкладышем и специальной крышкой). Остальные 3-5 % люминофора осаждаются в приемнике рукавного фильтра и в дальнейшем также упаковываются в транспортные металлические бочки.

Воздушный поток последовательно очищается от люминофора в циклоне, рукавном фильтре и адсорбере.

Технология утилизации ртутьсодержащих отходов подробно описана в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

Технология утилизации и обезвреживания грунтов, загрязненных ртутью

Технология основана на последовательно реализуемых операциях по классификации грунтов, промывке грунта оборотной водой на вибросите, обогащении полученных фракций с получением черновой ртути и шлама, подвергаемого термическому обезвреживанию с выделением черновой ртути [39].

Комплексная установка компании "МРТ", планируемая для запуска на ПТК "Восток" [35]

Область применения. Обезвреживание всех видов ламп; отходов от электротехнических изделий, содержащих ртуть; промышленных РСО - осадки из отстойников систем водоочистки, адсорбенты от систем газоочистки от ртути; отработанные катализаторы химических производств; загрязненный грунт и строительные конструкции; других отходов, содержащих ртуть и ее соединения, с получением вторичной продукции.

Описание метода. Установка состоит из трех независимых модулей, каждый из которых может использоваться самостоятельно:

- модуль по переработке трубчатых и компактных ламп LP 200 (LP 200 - модуль N 1);

- модуль по переработке ламп высокой интенсивности HID LAMP PROCESSOR (HIDP - модуль N 2);

- модуль термообработки различных видов ртутьсодержащих отходов Дистиллер - CPD (CPD - модуль N 3).

Установка функционирует как единая технологическая схема (три модуля включаются в единую технологическую цепочку). При этом каждый модуль установки может функционировать самостоятельно, обеспечивая переработку РСО, соответствующих их функциональному предназначению.

При переработке ртутьсодержащих отходов задействуются все три модуля. На модулях N 1 и N 2 выполняются следующие технологические операции:

- дробление (разборка) ламп;

- разделение полученных компонентов ламп на фракции;

- сортировка с получением раздельно собираемых фракций, таких как металлические наконечники, порошок люминофора, фракции стекла;

- загрузка получаемых компонентов в тару;

- передача тары с полученными фракциями на демеркуризацию или на накопление.

Переработка ламп на модулях N 1 и N 2 осуществляется с использованием метода "холодной сухой" сортировки с предварительным дроблением ламп. В процессе переработки достигается разделение массы, образующейся в результате дробления, на составные компоненты: стекло, металл, флуоресцентный порошок или стержень зажигания.

Демеркуризация фракций отходов, содержащих ртуть, выполняется на модуле N 3 с получением ртути (качество P0) и очищенных фракций

Описание технологии переработки: ртутьсодержащие отходы поступают в бочках по 30 или 200 л. Загруженный материал последовательно проходит три зоны нагрева. Максимальная температура нагрева достигает 700 °C.

Газы, содержащие пары ртути, воды и продуктов горения, подаются из камеры сгорания в конденсатор, где на поверхности теплообменника конденсатора с водяным охлаждением происходит конденсация паров ртути в жидкую ртуть. Ртуть, смешанная с водой, испарившейся из обработанного материала, накапливается в конденсаторе, отстаивается и сливается. Отработанный воздух поступает на угольный фильтр, фильтруется и сбрасывается в атмосферу. Твердый обезвреженный материал, прошедший через три термокамеры, далее подвергается охлаждению и выгружается через бункер разгрузки в бочки по 200 л.

ПТК "Восток" [35]

Область применения: переработка ртутьсодержащих отходов.

Описание метода. Комплекс установок термодесорбции предусматривает:

- удаление из ртутьсодержащих отходов содержащейся элементарной ртути и ртути, образованной при разложении ее соединений в виде паров, конденсацию паров и сбор ртути;

- дожиг технологических газов и их очистку до установленных в Российской Федерации нормативных значений.

Технологический процесс включает следующие операции:

1. Подготовка ртутьсодержащих отходов для подачи в установки непрямой термодесорбции (далее - НТД) и прямой термодесорбции (далее - ПТД).

Твердые ртутьсодержащие отходы с участка хранения отходов поступают в секцию хранения и предварительного дробления. После первичного просеивания на вибросите ртутьсодержащие отходы размером < 400 мм направляются в секцию смешения и хранения.

Далее ртутьсодержащие отходы через второе вибросито (размер ячейки  400 мм) направляются в первичную дробилку на измельчение до максимального размера 100 мм.

После первичной дробилки ртутьсодержащие отходы направляются во вторичную дробилку для измельчения до максимального размера в 35 мм. После вторичной дробилки ртутьсодержащих отходов размером < 35 мм они направляются в установку НТД.

Пастообразные ртутьсодержащие отходы первоначально поступают в секцию накопления и очистки шлама. В обводненный шлам вводят флокулянты и подвергают центрифугированию. Выделенную твердую фракцию направляют в секцию смешения и хранения установки НТД, а водную - на установку очистки воды.

Ртутьсодержащий осадок/остаток процесса очистки воды является сырьем установки ПТД. Вода направляется в основную установку очистки воды.

2. Процесс непрямой термодесорбции (НТД).

Отходы, поступающие на установку НТД:

- грунт при ликвидации разливов ртути, загрязненный ртутью;

- смесь осадков механической и физико-химической очистки сточных вод производства хлора и каустика ртутным методом;

- отходы термической регенерации ртути из ртутьсодержащих отходов производства хлора и каустика ртутным методом;

- лампы ртутные, ртутно-кварцевые, люминесцентные, утратившие потребительские свойства;

- бой стеклянный ртутных ламп и термометров с остатками ртути;

- отходы термометров ртутных;

- концентрат люминофора при обезвреживании ртутьсодержащих отходов;

- осадок (шлам) от очистки сточных вод (от участка обезвреживания РСО);

- шлам от фильтрования сточных вод (от участка обезвреживания РСО) от мытья полов в зданиях 4, 5 и пропарки тары на участке 20).

Через приемный бункер сырье (ртутьсодержащие отходы, просеянные до размера фракции менее 35 мм) подается на загрузочный конвейер установки НТД и далее в сушилку.

Установкой предусмотрено шесть жидкостных горелок мощностью  3,3 ГДж/ч с воздушной тягой, которые обеспечивают правильное сгорание и значительный избыток воздуха. В качестве топлива используется дизельное топливо.

Секция нагрева сушилки находится в изолированной зоне горения. Для сохранения тепла контейнер теплоизолирован высокотемпературной изоляцией толщиной 150 мм.

Отработанные горячие отходы из барабана роторной сушилки направляются в охладитель продуктов. Газовая фаза из барабана роторной сушилки направляется в горячий фильтр.

Для охлаждения отработанной среды в охладитель подается вода. В охладителе для предотвращения неконтролируемых выбросов предусмотрен рукавный фильтр. Пыль с рукавного фильтра подается в охладитель винтовым конвейером. Вода, подаваемая в охладитель, частично испарятся, и водяной пар, через фильтр воздуходувкой отводится в атмосферу.

Очищенная почва и отходы выгружаются из охладителя в наклонный конвейер (с ручным приводом и радиальным ходом) и выводятся с установки НТД.

3. Процесс прямой термодесорбции (ПТД).

Отходы, поступающие на установку ПТД:

- уголь активированный, загрязненный ртутью при очистке сточных вод производства хлора и каустика ртутным методом;

- уголь активированный, отработанный при газоочистке демеркуризации отходов производства ламп люминесцентных, загрязненный ртутью;

- отходы ртутьсодержащие зачистки оборудования гидрохлорирования ацетилена на катализаторе на основе активированного угля, пропитанного сулемой, в производстве винилхлорид мономера;

- химический поглотитель паров ртути на основе угля активированного отработанный;

- катализатор на основе активированного угля, пропитанного сулемой, в производстве винилхлорид мономера;

- уголь активированный отработанный от участка обезвреживания РСО;

- осадок (шлам) от очистки сточных вод (от участка обезвреживания РСО);

- шлам от фильтрования сточных вод (от участка обезвреживания РСО: от мытья полов в зданиях 4, 5 и пропарки тары на участке 20).

Подготовленное сырье помещается в загрузочный бункер, откуда шнековым питателем подается в ротационную печь. В качестве топлива используется дизельное топливо.

Сушилка оснащена горелкой, работающей на дизельном топливе, в результате чего образуются продукты сгорания, выступающие в качестве сушильных агентов для сушки отходов. За счет вращения корпуса происходит подача сырья на обработку.

Твердая фракция, выходящая из печи, сбрасывается через поворотный клапан в изолированные приемные бункеры. Газовая фаза (продукты сгорания) из печи направляются в горячий фильтр установки НТД. Система очистки газов общая для установок ПТД и НТД.

4. Система очистки газа

Газовая фаза подвергается нескольким последовательным этапам обработки:

1) фильтрация;

2) охлаждение потока горячего газа в холодильнике/конденсаторе до температуры не выше 80 °C;

3) далее охлажденные газы поступают в трубу Вентури, где выпадают оставшиеся твердые частицы из паровой фазы;

4) охлаждение потока газовой фазы в насадочном скруббере до температуры ниже 50 °C;

5) охлаждение газов в теплообменнике до температуры  10 °C;

6) подогрев потока газов на 2,5 °C в канальном подогревателе для исключения выпадения влаги, подача в угольный абсорбер для снижения концентрации ртути в газовом потоке почти до нулевых значений;

7) газовая фаза подается в термоокислитель для сжигания остаточных органических соединений. Газ нагревается до температуры 800-1100 °C:

8) после окислителя поток газа подается в охладитель/скруббер для удаления кислых газов (HCl и SO ₂), образующихся в окислителе;

9) для дополнительной очистки отходящего газа от ртути после скруббера предусмотрен мембранный абсорбционный фильтр, проходя через который, газ направляется в атмосферу через дымовую трубу.

5. Система обработки воды и выделения ртути.

Конденсат, образующийся в системе очистки газов, направляется в емкость-загуститель, которая оснащена переливной перегородкой для раздела фаз. Отделившаяся вода от ртути и примесей насосом подается обратно в систему очистки газов.

Далее происходят выделение из шлама жидкой фазы и обработка ее фильтрующей добавкой (обычно диатомовая земля или гипс), в оставшийся шлам добавляется коагулянт - сульфат алюминия - для улучшения отделения твердых частиц из жидкости. Для удаления твердых частиц из шлама применяются гидравлические фильтр-прессы, куда подается шлам, оставшийся от жидкой фазы. Жидкая фаза после фильтр-прессов отправляется в осветлители. Вначале происходит отделение элементарной ртути от фильтруемой воды при прохождении потока по наклонным пластиковым пластинам.

Далее в поток жидкости подаются сульфид натрия и щелочь для осаждения растворенной ртути. Осажденная ртуть из осветлителя откачивается на фильтр-прессы. Получаемая на фильтр-прессах твердая фаза повторно подается в сушилку для обработки.

Из осветлителя вода подается в накопительный резервуар, далее после предварительной очистки на фильтрах с активированным углем проходит очистку от ртути и затем подается обратно в систему

6. Ртуть, выделяемая в процессе очистки воды процесса НТД, подвергается следующим трем этапам подготовки:

- "кислородный этап", в результате которого удаляются практически все примеси из ртути (длительность составляет от 3 до 14 дней);

- "азотный этап", в результате которого из ртути удаляется весь кислород (длительность составляет ~ 14 дней);

- крайняя дистилляция, происходит в дистилляторе тонкой очистки.

Рассматриваемая технология утилизации ртутьсодержащих отходов на ПТК "Восток" позволяет не только обезвредить ртутьсодержащие отходы, но и получить товарные вторичные продукты. Переработка ртутьсодержащих отходов позволяет получить товарный продукт - ртуть, в ряде случаев ртуть марки РО, полученный металл направляется на предприятия промышленности, стекло - на дальнейшую переработку [35].

Продукцией отделения демеркуризации ртутьсодержащих отходов является ртуть по ГОСТ 4658-73 марок P0, P1, P2 и P3.

3.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду при обращении с ртутьсодержащими отходами I и II классов опасности

При температуре выше 18 °C ртуть обладает высокой токсичностью по отношению к окружающей среде и здоровью человека. В соответствии с этим обращение с ртутьсодержащими отходами должно сопровождаться соблюдением требований безопасности.

Нарушение условий сбора, временного хранения, транспортировки и утилизации ртутьсодержащих отходов может повлечь возникновение как острых, так и хронических отравлений парами ртути. Кроме того, возможно ртутное загрязнение помещений, территории, воздуха, почвы, воды (среды обитания человека).

Отработанные ртутьсодержащие отходы должны храниться на специализированной площадке отдельно от помещений бытового или производственного назначения.

Место временного хранения отходов должно хорошо вентилироваться и быть защищенным от атмосферных явлений, должно быть сделано из водонепроницаемого, не сорбционного материала, предотвращающего попадание вредных паров ртути в окружающую среду, иметь надежно запираемые двери с предупреждением в виде знака ядовитых веществ, а также с данными о лице, которое отвечает за хранение отходов.

Обязательным условием при доставке ртутьсодержащих отходов на утилизацию и обезвреживание является обеспечение целостности и герметичности.

Отходы и приборы с ртутным заполнением должны упаковываться и транспортироваться в специальной таре, соответствующей техническим условиям на тару для сбора и транспортирования ртутьсодержащих отходов и изделий. При транспортировании ртутьсодержащих отходов необходимо обеспечивать обязательную укладку мест правильными рядами во избежание повреждения тары в пути, потери ртути и заражения транспортных средств и местности ртутью [38].

Работы, связанные с обращением ртутьсодержащих отходов, должны сопровождаться инструментальным контролем на содержание ртути в рабочей зоне, в выбросах из оборудования в окружающую среду и в образующихся вторичных отходах.

На участке обезвреживания и утилизации ртутьсодержащих отходов образуются следующие отходы I и II классов опасности, которые подлежат переработке на установке ПТД на участке обезвреживания и утилизации РСО:

- средства индивидуальной защиты органов дыхания от паров ртути и ртутьсодержащих соединений отработанные;

- химический поглотитель паров ртути на основе угля активированного отработанный;

- осадок (шлам) от очистки и фильтрования сточных вод (от участка обезвреживания РСО);

- перчатки резиновые, загрязненные ртутью.

Рассмотренные термические методы утилизации ртутьсодержащих отходов могут использоваться для получения вторичной ртути из отходов с ртутным наполнением. При этом должна быть обеспечена защита персонала от паров ртути при нестационарных режимах работы: аварийное отключение электропитания, при загрузке и выгрузке отходов, ремонте оборудования и т.п.

Отходами утилизации ртутьсодержащих отходов (ртутьсодержащих люминесцентных ламп) являются [33]:

- стеклобой (стекломасса):

- алюминиевые цоколи;

- концентрат люминофора;

- выбросы (после очистки) отходящих газов в атмосферу.

Стеклобой подлежит накоплению в металлических контейнерах и далее используется в свинцовом производстве (для ошлакования в отражательной печи).

Алюминиевые цоколи используются в качестве восстановителя при очистке оборотной технологической воды от растворимых солей тяжелых металлов в технологическом процессе пирометаллургического передела ртутьсодержащего сырья.

Концентрат люминофора подлежит хранению в герметичной упаковке и по мере накопления перерабатывается в трубчатой печи. Огарки от обжига концентрата люминофора используются для рекультивации старых огарочных отвалов.

Вода после санитарной обработки помещения и периодической демеркуризации установки, скапливаемая в футерованном приямке, идет на смачивание люминофора [37].

Работа на установке ведется под постоянным аналитическим контролем аккредитованной лаборатории на содержание ртути в стеклобое, цоколях и в люминофоре. Определяется содержание паров ртути в воздухе рабочей зоны и на выходе воздушного потока из адсорбера в атмосферу. Анализы проводятся с использованием приборов, внесенных в ФГИС "Аршин" https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry, на основании методик КХА https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/16. [37].

При использовании метода мокрой химической демеркуризации (гидрометаллургический метод) для обезвреживания люминесцентных ламп получают сульфидированный бой ламп и вторичный металл в виде цоколей.

В ходе термохимической демеркуризации РСО, а именно отработанных ртутных ламп, производится только их обезвреживание с получением боя ламп.

Процессы утилизации и обезвреживания РСО сопровождаются выделением вторичной ртути и дополнительным получением вторичных материальных ресурсов или связыванием ртути в безопасные соединения.

В обоих случаях при мокрой химической и термохимической демеркуризации отработанных ртутных ламп необходимо контролировать выделение в атмосферу паров ртути и предусматривать дополнительные меры по обращению с образующимися вторичными отходами.

При утилизации и обезвреживании ртутьсодержащего оборудования следует учитывать не только наличие ртути в отходах, но и возможность обезвреживания загрязненной тары и почвы. Последнее представляется особо важным, если учесть тенденции накопления металлической ртути в окружающей среде и особенности миграции ртути грунтовыми водами и донными осадками.