ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2018, Том 2, № 2,

с. 272 — 285

 

Утилизация и биодеградация отходов

 

УДК 504.064.47+621.454.3                                                   Скачать PDF   

DOI: 10.25514/CHS.2018.2.14121

 

ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СЖИГАНИИ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

В. Ю. Мелешко1*, Ю. Л. Краснобаев2,3, В. С. Кочелаевская3, А. М. Червякова3

1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия

2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Москва, Россия

3Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого, Балашиха, Московская обл., Россия

Поступила в редакцию 21.10.2018 г.

Опубликовано 26.12.2018 г.

Аннотация — Предложен новый подход к уточнению класса опасности отходов, образующихся в результате утилизации (ликвидации) энергонасыщенных материалов (ЭМ) путем сжигания (взрыва). Подход имеет два направления – в первом уточнение класса опасности ведется с учетом известного исходного состава утилизируемого (ликвидируемого) ЭМ, во втором – выполняется прогнозирование компонентного состава отхода на основе данных об элементном составе. В последнем случае на основе полученных аналитических данных проводится «проектирование» химических реакций с последующим рассмотрением продуктов полного окисления в качестве компонентов отхода. Предложен алгоритм определения состава отхода, в соответствии с которым определение компонентного состава происходит по упрощенному механизму, приведены примеры расчетов класса опасности отходов ЭМ. Использование предложенного подхода позволит повысить точность оценки опасности отходов и тем самым существенно снизить затраты на утилизацию (ликвидацию) ЭМ, а также уменьшить затраты на размещение данных видов отходов на полигоне.

Ключевые слова: сжигание, энергонасыщенные материалы, опасные отходы, класс опасности, утилизация.

____________________________________________________________________

APPROACH TO DETERMINING CLASS OF HAZARD FOR WASTES GENERATED FROM INCINERATION OF ENERGETIC MATERIALS

V. Yu. Meleshko1*, Yu. L. Krasnobaev2,3, V. S. Kochelaevskaya3, and A. M. Chervyakova3

1Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

2Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI), Moscow, Russia

3Military Academy of the Strategic Missile Forces named after Peter the Great, Balashikha, Moscow region, Russia

Received October 21, 2018

Published December 26, 2018

Abstract – A new approach has been proposed to redefine the hazard class of wastes generated from utilization (disposal) of energetic materials (EM) by incineration (explosion). The approach provides two routine procedures: the first one involves revision of hazard class basing on the known elemental composition of the utilized (eliminated) EM, while the second procedure performs prediction of waste composition basing on data on its elemental composition. In the latter case, analytical data on waste composition are summarized and a «designing procedure» of chemical reactions is carried out with the subsequent analysis of complete oxidation products of waste ingredients. An algorithm for determining waste composition is proposed, which provides a simplified mechanism for determination of waste composition with representative, examples of calculations of hazard classes of EM wastes. The proposed approach will improve the accuracy of hazard assessment for EM wastes along with significant reducing the cost of utilization (disposal) of EM, as well as reducing the cost of storing these wastes at waste landfills.

Keywords: combustion, high power materials, hazardous waste, class of hazard, utilization.

Список литературы:

1. Указ Президента РФ от 19.04.2017 №176 «О Стратегии экологической безопасности РФ на период до 2025 года».
2. СП 2.1.7.1386-03 «Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления».
3. Мелешко В.Ю., Краснобаев Ю.Л., Кочелаевская В.С. Совершенствование системы определения класса опасности опасных отходов, образующихся при сжигании энергетических конденсированных систем. Труды 14 ВНТК «Артиллерийское вооружение России-2017». СПб.: БГТУ «Военмех», 2017.
4. ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
5. ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».
6. Мелешко В.Ю., Краснобаев Ю.Л., Федосеев С.А., Куликова Т.Л. Оценка экологической опасности технологии закрытого сжигания. Труды 4 Всероссийской НТК «Фундаментальные основы баллистического проектирования». СПб.: БГТУ «Военмех», 2014.
7. Трусов Б.Г. Моделирование фазовых и химических равновесий. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.
8. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.Ф., Логачев В.С., Коротков А.И. Горение порошкообразных металлов в активных средах. М.: Наука, 1972.
9. Жидкие и твердые ракетные топлива. Под ред. Шаулова Ю.Х. М.: Изд. иностранной литературы, 1959.
10. Бахман Н.Н., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука, 1967.
11. Воздействие ракетно-космической техники на окружающую среду. Под ред. Адушкина В.В. М.: Изд. «Геос», 2006.
12. Методика МС «Люмэкс». Отходы производства и потребления. ФР.1.31.2016.25161 ПНД Ф 16.3.85-17.
13. Мелешко В.Ю., Краснобаев Ю.Л., Закариев Г.З., Федосеев С.А., Павловец Г.Я., Златкина В.Л. Исследование оксида алюминия, получаемого при сжигании твердотопливных зарядов. Труды 4 Всероссийской НТК «Фундаментальные основы баллистического проектирования». СПб.: БГТУ «Военмех», 2014.
14. Мелешко В.Ю., Краснобаев Ю.Л., Чукавин А.И., Качуро В.А. Направления использования оксида алюминия, образующегося при сжигании энергетических материалов. Научно-технический сборник № 256. М.: ВА РВСН, 2014.
15. Приказ МПР от 04.12.2014 г. № 536 «Об утверждении Критериев отнесения отходов к I-V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду».
16. Самсонов Г.В., Портной К.И. Сплавы на основе тугоплавких соединений. М.: Оборонгиз, 1961.

References:

1. Presidential Decree of April 19, 2017 No. 176 “On the Strategy of the Environmental Security of the Russian Federation for the period up to 2025”. [in Russian].
2. JV 2.1.7.1386-03 “Sanitary rules for determining the hazard class of toxic wastes of production and consumption”. [in Russian].
3. Meleshko V.Yu., Krasnobaev Yu.L., Kochelaevskaya V.S. Improving the system for determining the hazard class of hazardous wastes generated during the combustion of energy condensed systems. Proceedings of the 14 VNTK «Artillery Armament of Russia 2017». SPb.: BSTU «Voenmeh», 2017. [in Russian].
4. GN 2.2.5.1313-03 “Maximum permissible concentrations (MPC) of harmful substances in the air of the working zone”. [in Russian].
5. GN 2.1.5.1315-03 “Maximum Permissible Concentrations (MACs) of Chemicals in the Water of Water Bodies of Household, Drinking, and Cultural-Household Water Use”. [in Russian].
6. Meleshko V.Yu., Krasnobaev Yu.L., Fedoseev S.A., Kulikova T.L. Assessment of the environmental hazard of closed combustion technology. Proceedings of the 4th All-Russian STC «Fundamental bases of ballistic design.» SPb.: BSTU «Voenmeh», 2014. [in Russian].
7. Trusov B.G. Simulation of phase and chemical equilibria. M.: . N.E. Bauman MSTU, 2006. [in Russian].
8. Pohil P.F., Belyaev A.F., Frolov Yu.F., Logachev V.S., Korotkov A.I. Combustion of powdered metals in active media. M.: Nauka, 1972. [in Russian].
9. Liquid and solid rocket fuels. Ed. Shaulova Yu.H. M .: Izd. Inostrannoii literatury, 1959. [in Russian].
10. Bakhman N.N., Belyaev A.F. Burning heterogeneous condensed systems. M.: Nauka, 1967. [in Russian].
11. The impact of rocket and space technology on the environment. Ed. Adushkina V.V. M.: Izd. Geos, 2006. [in Russian].
12. Methods MC «Lumex». Production and consumption waste. FR.1.31.2016.25161 PND F 16.3.85-17. [in Russian].
13. Meleshko V.Yu., Krasnobaev Yu.L., Zakariev GZ, Fedoseev S.A., Pavlovets G.Ya., Zlatkina V.L. The study of aluminum oxide produced by burning solid fuel charges. Proceedings of the 4th All-Russian STC «Fundamental bases of ballistic design.» SPb.: BSTU «Voenmeh», 2014. [in Russian].
14. Meleshko V.Yu., Krasnobaev Yu.L., Chukavin AI, Kachuro V.A. Directions for the use of aluminum oxide formed during the combustion of energy materials. Scientific and technical collection number 256. M.: VA Strategic Missile Forces, 2014. [in Russian].
15. Order of the Ministry of Natural Resources dated 04.12.2014 No. 536 “On approval of the Criteria for classifying waste as I-V hazard classes according to the degree of negative impact on the environment”. [in Russian].
16. Samsonov G.V., Portnoy K.I. Alloys based on refractory compounds. M.: Oborongiz, 1961. [in Russian].