Техники за минимизиране на отпадъците в индустрията

При производството на всеки продукт се отделят течни, твърди и/ или газообразни отпадъчни материали. Освен че оказват въздействие върху околната среда, тези отпадъци представляват загуба на ценни ресурси и енергия от производствения процес, а внедряването на решения за обезвреждането им изисква значителни инвестиции. Традиционно мерките за контрол на замърсяването се основават на преработка и пречистване, за които са необходими персонал, енергия, суровини и финансови средства. При този подход замърсителите се отстраняват от източника, но се преместват на друго място, например депо.

Поради нарастващия брой нормативни изисквания, увеличаващите се разходи за обезвреждане и санкции при неспазване на разпоредбите все повече индустриални предприятия преразглеждат програмите си за контрол на замърсяването. Редуцирането на отпадъците по време на производствения процес e свързано както с икономически, така и с екологични ползи.

Техниките за минимизиране на отпадъците могат да бъдат разделени в четири основни категории: управление на наличностите; модифициране на производствените процеси, редуциране обема на отпадъците и възстановяване на материали. В действителност тези техники обикновено се прилагат комбинирано с цел постигане на максимална ефективност с минимум разходи.

Управление на инвентара
Адекватното управление на суровините, междинните и крайните продукти и свързаните с производството отпадъчни потоци е един от най-важните методи за редуциране на отпадъците. В много случаи отпадъците са просто суровини с изтекъл срок на годност, "не по спецификация", замърсени или ненужни, както и остатъци от разливи или повредени крайни продукти. Разходите за обезвреждане на тези отпадъци включват не само цената за обработката им, но и цената на загубените суровини или продукти.

Методите за управление на наличностите варират от елементарно изменение на процедурата по поръчка до внедряване на техники за lean производство. В много предприятия редуцирането на отпадъците може да бъде постигнато чрез стесняване или разширяване на програмите им за контрол на инвентара. Предприемането на такива мерки въздейства в значителна степен върху три основни вида отпадъци – от излишък, с изтекъл срок и вече неупотребявани суровини.

Закупуването само на необходимото количество суровини за даден производствен цикъл или определен период от време е един от ключовите фактори за ефективно управление на инвентара. Често на производителите се налага да обезвреждат излишни суровини, само защото са с изтекъл срок. Подобряването на практиките по управление на наличностите, съчетано с обучение на персонала, отговарящ за доставките, по отношение на разходите за обезвреждане могат да ограничат този проблем.

Разработването на процедури за преразглеждане и одобряване за всички суровинни материали е друга стъпка от внедряването на програма за управление на инвентара. Процесът на одобрение включва проверка на всички използвани в производството материали за съдържание на опасни съединения. При откриване на такива съединения следва да се проучат предлаганите на пазара алтернативни съставки. В повечето случаи е достатъчно да се прегледа информацията в листите за безопасност (MSDS), предоставени от доставчика на химикали.

Най-добрата практика за управление на наличностите е lean производството, при което суровините от приемния пункт преминават директно към производствената зона и се употребяват незабавно, а готовите продукти се експедират веднага, без да се съхраняват на склад. Като резултат всъщност няма инвентар от суровини и продукция. Тази концепция е сложна за внедряване и не може да бъде приложена във всички предприятия, но с нейна помощ количеството на отпадъците се редуцира в съществена степен.

Модифициране на производствените процеси
Повишаването на ефективността на производствения процес може да доведе до значително редуциране на генерираните отпадъци при източника. В действителност някои от най-разходно ефективните техники за намаляване на отпадъците изискват осъществяването на прости и относително евтини изменения в производството. Сред тях са подобряване на експлоатацията и процедурите по поддръжка, замяна на използваните суровинни материали и подмяна на съществуващото оборудване с по-ефективно.

Подобряването на експлоатационните дейности най-често включва внедряване на техники за оптимално оползотворяване на суровините. За всяко предприятие първата стъпка в това направление е проучване на производствения процес, като се обхванат всичките му етапи – от доставката на суровинните материали, през изработката, до съхраняването на готовата продукция. Друга област от критично значение е поддръжката. С помощта на ефективна програма за поддръжка могат лесно да се идентифицират потенциалните източници на отпадъци и проблемът да бъде разрешен, преди да се стигне до загуба на материали.

Замяната на суровините с опасен характер намалява както количествата опасни отпадъци при производството на продукта, така и капиталовите разходи за оборудване, което да отговаря на екологичните нормативни изисквания. Въпреки че преформулирането на продукт е една от най-трудните техники за минимизиране на отпадъците, тя може да бъде изключително ефективна. Като пример могат да бъдат посочени елиминирането на пигменти, съдържащи тежки метали от мастила и бои; подмяната на фенолните биоциди с други, по-безопасни съединения в течностите за металообработка и разработването на бои, мастила и адхезиви на водна основа, а не на база органични разтворители.

Модифицирането на използваното оборудване може да бъде силно рентабилен метод за редуциране на генерираните отпадъци. Изпълнението на тази техника обаче е свързано със значителни по размер капиталови инвестиции в нови съоръжения и обучение на служителите за работа с тях. Тези инвестиции обаче са с много бърза възвръщаемост.

Намаляване на обема на отпадъците
Тази техника обхваща сепарирането на токсични, опасни и рециклируеми отпадъци от общия поток. Тя се прилага обикновено за редуциране на обема и съответно на разходите за обезвреждане на отпадъците, както и за разширяване на спектъра от възможности за управлението им.

Сепарирането в повечето случаи е проста и икономична техника за минимизиране на отпадъците. Разделянето например на опасните и неопасните отпадъци при източника им на генериране ще доведе до намаляване на обема и разходите за управлението им. Освен това незамърсените и неразредените отпадъци може да бъдат използвани повторно в производствения процес или да бъдат предадени за възстановяване на съдържащите се в тях ценни компоненти.

Тази техника е приложима за широка гама отпадъчни потоци и индустриални сектори, и обикновено изисква малки изменения в експлоатационните дейности. Например при финишната обработка на метали отпадъците, съдържащи различни видове метали, могат да бъдат третирани поотделно с цел възстановяване на ценните материали. Отработените разтворители и отпадъчни масла също може да са рециклируеми, ако се разделят от други твърди или течни отпадъци.

Широко прилагана техника за разделяне е събирането и съхранението на промивни води и разтворители, използвани за почистването на оборудване – резервоари, тръбопроводи, помпи и др., за повторна употреба в производствения процес. Това може да се реализира в производствените предприятия за метали, бои, мастила, химикали, както и в печатници.

Съществуват редица техники за намаляване на обема на отпадъците посредством физично третиране. При тези технологии обикновено се извършва отстраняване на даден компонент на отпадъка, например вода. Наличните методи за концентриране включват гравитачна и вакуум филтрация, изпарение, ултрафилтрация, обратна осмоза, изсушаване, компактиране и обработка с филтър преси.

Освен ако материалът не може да бъде рециклиран, концентрирането на отпадък, така че да заема по-малко пространство, не е минимизиране. В някои случаи концентрирането може да увеличи потенциала на един материал за рециклиране или повторна употреба. Например филтър пресите или изсушителите могат да повишат концентрацията на метали в утайките от третирането на води от галванични цехове до такава степен, че те да се превърнат в ценна суровина за топилните пещи.

Възстановяване на компоненти
Възстановяването на материали е високо рентабилна алтернатива за управление на отпадъци. Прилагането на подобни техники може да елиминира разходите за обезвреждане, да намали разходите за суровинни материали и дори да доведе до реализиране на приходи. Ефективността на метода зависи от разделянето на подлежащите на възстановяване отпадъци от останалите отпадъци и излишни материали от производствения процес. Това сепариране гарантира, че възстановимите материали няма да се замърсят и че концентрацията им е максимална. Възстановяването на ценните компоненти от отпадъците може да се извърши на или извън производствената площадка.

В повечето случаи най-доброто място за осъществяване на процеса по възстановяване е на територията на самото предприятие. Отпадъците могат да бъдат възстановени с най-висока ефективност при източника на генерирането им, когато възможността за замърсяване от други отпадъчни материали е намалена, тъй като не са необходими товаро-разтоварни дейности и транспорт. Отпадъците, които представляват просто замърсен вариант на суровинни материали, са добри кандидати за рециклиране на място.

Някои отпадъчни потоци могат да бъдат рециклирани, като директно бъдат върнати в производствения процес. Това е осъществимо, когато отпадъчният материал е леко замърсен или представлява просто излишък от суровина. Леко замърсените отпадъци понякога могат да бъдат използвани и за дейности, при които няма изискване за високо качество на материалите. Например отработени разтворители с висока чистота, генерирани при производството на микроелектронни компоненти, могат да бъдат използвани повторно за обезмасляване на метали.

В някои случаи е възможно отпадъците да трябва да претърпят някакъв вид пречистване преди повторна употреба. Методът за пречистване се определя от физичните и химичните свойства на отпадъчния поток, икономическите аспекти на възстановяването и работните изисквания.
При възстановяването на материали обикновено се отделят и остатъци, които могат да бъдат подложени на по-нататъшна преработка или да бъдат обезвредени по подходящ начин. Управлението на тези остатъци следва да бъде отчетено при оценката на икономическата целесъобразност на всяка една техника за възстановяване на компоненти от отпадъците.

Възстановяването на материали от отпадъчните потоци не се извършва на производствената площадка в случаите, когато предприятието не разполага с необходимото оборудване, когато не се генерират достатъчно отпадъци, за да бъде системата рентабилна, или когато възстановеният материал не може да бъде употребен повторно на място. Цената за рециклиране извън производствената площадка зависи от чистотата на отпадъка и от пазара, на който ще бъде реализиран възстановеният материал.