ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2025-2-4-11ekip-2838Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSРазработка концепции комплексной переработки отходов мусоросжигательных установокDevelopment of a Concept for Integrated Processing of Waste Incinerator PlantsШадруноваИ.В.ShadrunovaI.V.

д-р техн. наук, зав. отделом

Dr. Sci. (Eng.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruКолодежнаяЕ.В.KolodezhnayaE.V.

канд. техн. наук, вед. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruГорловаО.Е.GorlovaO.E.

д-р техн. наук, вед. науч. сотрудник; профессор

Dr. Sci. (Eng.), Senior Research Fellow; Professor

podpiska@kalvis.ruВоробьевК.А.VorobyevK.A.

аспирант, мл. науч. сотрудник

Past-graduate Student, Junior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruИнститут проблем комплексного освоения недр им. академика В.Н. Мельникова Российской академии наукРоссияResearch Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources named after academician V.N. Melnikov of the Russian Academy of SienceRussian FederationИнститут проблем комплексного освоения недр им. академика В.Н. Мельникова Российской академии наук; Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. НосоваРоссияResearch Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources named after academician V.N. Melnikov of the Russian Academy of Sience; Nosov Magnitogorsk State Technical UniversityRussian Federation202512022025292411Copyright © ООО "Калвис", 20252025ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2838

Рассмотрены технологические подходы комплексного использования отходов, образующихся при сжигании твердых коммунальных отходов (ТКО) с получением продукции, пригодной для применения в традиционно отходоёмких отраслях. Освещены сложившиеся в мировой практике направления утилизации зол и шлаков мусоросжигательных установок и основные перспективы процесса секвестрации углекислого газа с использованием золошлаковых отходов. Приведен анализ сдерживающих факторов утилизации зол и шлаков при производстве строительных материалов, в сельском хозяйстве и геотехнологиях. Изучен дисперсный и вещественный состав шлаков и зол при сжигании ТКО, установлены морфоструктурные особенности зерен силикатов шлака. Представлены результаты испытаний пневмосепарации шлака в каскадно-гравитационном классификаторе с получением песков для геотехнических работ на полигонах. Показана возможность использования отходов мусоросжигательной установки и продуктов их переработки для изготовления компактов.

Technological approaches to the integrated use of waste generated during the incineration of municipal solid waste (MSW) to produce products suitable for use in traditionally waste-intensive industries are considered . The current directions in world practice for the disposal of ash and slag from waste incineration plants and the main prospects for the process of carbon dioxide sequestration using ash and slag waste are covered. An analysis of the limiting factors for the disposal of ashes and slag in the production of building materials, agriculture and geotechnologies is presented. The dispersed and material composition of slags and ashes from the combustion of MSW has been studied, and the morphostructural features of slag silicate grains have been established. The results of tests of pneumatic separation of slag in a cascade-gravity classifier with the production of sand for construction geotechnical work at landfills are presented. The possibility of using waste from a waste incineration plant for the production of compacts of technogenic powdered materials and products of their processing has been shown in order to create materials with specified technological properties and reduce the toxicity of waste

комплексная переработка отходовшлакзоламусоросжигательная установкапневмоклассификацияintegrated processing of wasteashslagincinerator plantspneumatic separation of slagReferencesПаспорт приоритетного проекта "Снижение негативного воздействия на окружающую среду посредством ликвидации объектов накопленного вреда окружающей среде и снижения доли захоронения твердых коммунальных отходов" (утвержден президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам (протокол от 21 декабря 2016 г. № 12). [Электронный ресурс]. URL: http://static.government.ru/media/files/B3JtWzMSWVAHKTd6plVchwnOLWEYmF9f.pdf. (дата обращения 24.06.2024).Паспорт приоритетного проекта "Снижение негативного воздействия на окружающую среду посредством ликвидации объектов накопленного вреда окружающей среде и снижения доли захоронения твердых коммунальных отходов" (утвержден президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам (протокол от 21 декабря 2016 г. № 12). [Электронный ресурс]. URL: http://static.government.ru/media/files/B3JtWzMSWVAHKTd6plVchwnOLWEYmF9f.pdf. (дата обращения 24.06.2024).Алексашина В.В. Экология города. Мусоросжигательные заводы. Academia. Архитектура и строительство. 2014. № 4. С. 77—86. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologiya-goroda-musoroszhigatelnyezavody (дата обращения: 02.07.2024).Алексашина В.В. Экология города. Мусоросжигательные заводы. Academia. Архитектура и строительство. 2014. № 4. С. 77—86. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologiya-goroda-musoroszhigatelnyezavody (дата обращения: 02.07.2024).Матер. III Mеждунар. науч. конф. "Технические науки: традиции и инновации". г. Самара, март 2018 г. Казань, Молодой ученый, 2018. 128 с.Матер. III Mеждунар. науч. конф. "Технические науки: традиции и инновации". г. Самара, март 2018 г. Казань, Молодой ученый, 2018. 128 с.Cheng T.W, Huang M.Z, Tzeng C.C, Cheng K.B, Ueng T.H. Производство цветной стеклокерамики из золы мусоросжигательных заводов с использованием термоплазменной технологии. Химосфера. 2007. Т. 68(10). С. 1937—1945. doi: 10.1016/j.chemosphere.2007.02.046.Cheng T.W, Huang M.Z, Tzeng C.C, Cheng K.B, Ueng T.H. Производство цветной стеклокерамики из золы мусоросжигательных заводов с использованием термоплазменной технологии. Химосфера. 2007. Т. 68(10). С. 1937—1945. doi: 10.1016/j.chemosphere.2007.02.046.Калмыкова Ю.С., Хоботова Э.Б., Ларин В.И. Утилизация отвальных доменных шлаков в производстве шлакощелочных вяжущих. Вестник ХНАДУ. 2015. № 70. С. 76—82. [Электронный ресурс]. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-otvalnyh-domennyh-shlakov-v-proizvodstveshlakoschelochnyh-vyazhuschih (дата обращения 02.07.2024).Калмыкова Ю.С., Хоботова Э.Б., Ларин В.И. Утилизация отвальных доменных шлаков в производстве шлакощелочных вяжущих. Вестник ХНАДУ. 2015. № 70. С. 76—82. [Электронный ресурс]. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-otvalnyh-domennyh-shlakov-v-proizvodstveshlakoschelochnyh-vyazhuschih (дата обращения 02.07.2024).Манзи С., Ланселлотти И., Маси Г., Саккани А. Активируемые щелочью связующие из золы мусоросжигательных заводов и метакаолина, усиленные композитами из переработанного углеродного волокна. Front. Mater. 2020. Т. 7. 583400. doi: 10.3389/fmats.2020.583400.Манзи С., Ланселлотти И., Маси Г., Саккани А. Активируемые щелочью связующие из золы мусоросжигательных заводов и метакаолина, усиленные композитами из переработанного углеродного волокна. Front. Mater. 2020. Т. 7. 583400. doi: 10.3389/fmats.2020.583400.Łach M., Mierzwiński D., Korniejenko K., Mikuła J., Hebda M. Geopolymers as a material suitable for immobilization of fly ash from municipal waste incineration plants. J Air Waste Manag Assoc. 2018. Vol. 68(11). P. 1190—1197. doi: 10.1080/10962247.2018.1488772.Łach M., Mierzwiński D., Korniejenko K., Mikuła J., Hebda M. Geopolymers as a material suitable for immobilization of fly ash from municipal waste incineration plants. J Air Waste Manag Assoc. 2018. Vol. 68(11). P. 1190—1197. doi: 10.1080/10962247.2018.1488772.Шлемп С.-Х., Турчински У. Геотехнические аспекты использования шлака от сжигания отходов для устройства оснований (статья на немецком языке). Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2015. № 2. C. 40—49. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/geotehnicheskie-aspekty-ispolzovaniya-shlaka-ot-szhiganiya-othodovdlya-ustroystva-osnovaniy-statya-na-nemetskom-yazyke (датаобращения 02.07.2024).Шлемп С.-Х., Турчински У. Геотехнические аспекты использования шлака от сжигания отходов для устройства оснований (статья на немецком языке). Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2015. № 2. C. 40—49. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/geotehnicheskie-aspekty-ispolzovaniya-shlaka-ot-szhiganiya-othodovdlya-ustroystva-osnovaniy-statya-na-nemetskom-yazyke (датаобращения 02.07.2024).Ржевская В.С., Минкина Т.М., Крыжко А.В., Бурлуцкая Е.И., Лисовенко Р.В. Технологические приемы улучшения качества компоста, полученного из органических отхоов мусороперерабатывающего завода. Экосистемы. 2022. №32. С. 60—72. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologicheskie-priemy-uluchsheniya-kachestva-komposta-poluchennogo-iz-organicheskih-othodovmusoropererabatyvayuschego-zavoda (дата обращения 02.07.2024).Ржевская В.С., Минкина Т.М., Крыжко А.В., Бурлуцкая Е.И., Лисовенко Р.В. Технологические приемы улучшения качества компоста, полученного из органических отхоов мусороперерабатывающего завода. Экосистемы. 2022. №32. С. 60—72. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologicheskie-priemy-uluchsheniya-kachestva-komposta-poluchennogo-iz-organicheskih-othodovmusoropererabatyvayuschego-zavoda (дата обращения 02.07.2024).Бюллетень о текущих тенденциях российской экономики. Вып. 66. Октябрь 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://ac.gov.ru/uploads/2-Publications/BRE/_октябрь_web.pdf (дата обращения 15.10.2021).Бюллетень о текущих тенденциях российской экономики. Вып. 66. Октябрь 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://ac.gov.ru/uploads/2-Publications/BRE/_октябрь_web.pdf (дата обращения 15.10.2021).Колодежная Е.В, Шадрунова И.В., Гаркави М.С. Потенциал использования шлаков мусоросжигательных установок для связывания углекислого газа. Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 3. С. 40—45. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-40-45.Колодежная Е.В, Шадрунова И.В., Гаркави М.С. Потенциал использования шлаков мусоросжигательных установок для связывания углекислого газа. Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 3. С. 40—45. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-40-45.Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е., Колодежная Е.В. Развитие технологических инноваций глубокой и комплексной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 159—171.Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е., Колодежная Е.В. Развитие технологических инноваций глубокой и комплексной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 159—171.Любомирский Н.В., Бахтин А.С., Бахтина Т.А. и др. Металлургические отходы как сырьевой резерв для достижения углеродной нейтральности стройиндустрии. Часть 1. Способность металлургических отходов связывать СО2. Строительные материалы. 2023. № 11. С. 80—94. DOI 10.31659/0585-430X-2023-819-11-80-94.Любомирский Н.В., Бахтин А.С., Бахтина Т.А. и др. Металлургические отходы как сырьевой резерв для достижения углеродной нейтральности стройиндустрии. Часть 1. Способность металлургических отходов связывать СО2. Строительные материалы. 2023. № 11. С. 80—94. DOI 10.31659/0585-430X-2023-819-11-80-94.Long Ji, Hai Yu, Carbon dioxide sequestration by direct mineralization of fly ash. Carbon Dioxide Sequestration in Cementitious Construction Materials, 2018. Р. 13—37. doi:10.1016/b978-0-08-102444-7.00002-2.Long Ji, Hai Yu, Carbon dioxide sequestration by direct mineralization of fly ash. Carbon Dioxide Sequestration in Cementitious Construction Materials, 2018. Р. 13—37. doi:10.1016/b978-0-08-102444-7.00002-2.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.