Восстановление ресурсов — это использование отходов в качестве входного материала для создания ценных продуктов в качестве новых выходов. Цель состоит в том, чтобы сократить количество образующихся отходов, тем самым уменьшая потребность в пространстве для захоронения отходов и оптимизируя ценность, создаваемую из отходов. [1] Восстановление ресурсов откладывает необходимость использования сырья в процессе производства. Материалы, содержащиеся в твердых бытовых отходах , отходах строительства и сноса , [2] коммерческих отходах и промышленных отходах, могут быть использованы для восстановления ресурсов для производства новых материалов и продуктов. Пластик , бумага , алюминий , стекло и металл — примеры того, где ценность можно найти в отходах.
Восстановление ресурсов выходит за рамки простого управления отходами . Восстановление ресурсов является частью круговой экономики , в которой добыча природных ресурсов и образование отходов сведены к минимуму, и в которой материалы и продукты разрабатываются более устойчиво для долговечности, повторного использования , ремонтопригодности , повторного производства и переработки . [3] Анализ жизненного цикла (LCA) может использоваться для сравнения потенциала восстановления ресурсов различных технологий обработки.
Восстановление ресурсов также может быть целью в контексте санитарии . Здесь этот термин относится к подходам к восстановлению ресурсов, содержащихся в сточных водах и человеческих экскрементах (моча и фекалии). Термин «ресурсы туалета» вошел в употребление недавно. [4] К этим ресурсам относятся: питательные вещества ( азот и фосфор ), органические вещества, энергия и вода. Эта концепция также называется экологической санитарией . Разделение потоков отходов может помочь упростить восстановление ресурсов. Примерами являются хранение мочи отдельно от фекалий (как в туалетах с отведением мочи ) и раздельное хранение серой и черной воды .
Восстановление ресурсов может быть обеспечено за счет изменений в государственной политике и регулировании, инфраструктуры экономики замкнутого цикла, такой как улучшенная «бининфраструктура» для содействия разделению источников и сбору отходов, повторному использованию и переработке , [5] инновационных моделей кругового бизнеса , [6] и оценки материалов и продуктов с точки зрения их экономических, а также социальных и экологических затрат и выгод. [7] Например, органические материалы можно обрабатывать путем компостирования и анаэробного сбраживания и превращать в энергию, компост или удобрение . [8] Аналогичным образом отходы, которые в настоящее время хранятся на промышленных свалках и вокруг старых шахт, можно обрабатывать с помощью биовыщелачивания [9] и инженерных наночастиц [10] для восстановления металлов, таких как литий , кобальт и ванадий, для использования в низкоуглеродных технологиях, таких как электромобили и ветряные турбины . [11]
Ограничивающим фактором восстановления ресурсов является безвозвратная потеря сырья из-за увеличения его энтропии в нашей текущей линейной бизнес-модели. [12] Начиная с производства отходов в производстве, энтропия увеличивается далее за счет смешивания и разбавления материалов в их производственной сборке, за которыми следует коррозия и износ в течение периода использования. В конце жизненного цикла наблюдается экспоненциальный рост беспорядка, возникающего из-за смешивания материалов на свалках. [12] В результате этой направленности закона энтропии потенциалы восстановления ресурсов уменьшаются. Это дополнительно мотивирует инфраструктуру и бизнес-модель круговой экономики .
Переработка — это практика восстановления ресурсов, которая подразумевает сбор и повторное использование утилизированных материалов, таких как пустые контейнеры из-под напитков. Материалы, из которых изготовлены предметы, могут быть переработаны в новые продукты. Материалы для переработки могут собираться отдельно от обычных отходов с использованием специальных контейнеров и транспортных средств для сбора или сортироваться непосредственно из смешанных потоков отходов.
Наиболее распространенными перерабатываемыми потребительскими товарами являются алюминий (банки для напитков), медь (проволока), стальные пищевые и аэрозольные баллончики, старая стальная мебель или оборудование, полиэтиленовые и ПЭТ- бутылки, стеклянные бутылки и банки, картонные коробки , газеты , журналы и легкая бумага, а также коробки из гофрированного картона .
ПВХ , ПЭНП , ПП и ПС (см. идентификационный код смолы ) также подлежат вторичной переработке. Эти изделия обычно состоят из одного типа материала, что делает их относительно простыми для вторичной переработки в новые продукты. Переработка сложных продуктов (таких как компьютеры и электронное оборудование) более сложна из-за необходимости дополнительной разборки и разделения.
Тип принимаемого перерабатываемого материала зависит от города и страны. В каждом городе и стране действуют различные программы переработки, которые могут обрабатывать различные типы перерабатываемых материалов.
Ценные ресурсы могут быть извлечены из сточных вод , канализационного ила , фекального ила и человеческих экскрементов . [13] К ним относятся вода, энергия и удобрения, такие как азот , [14] фосфор , [15] калий , а также микроэлементы, такие как сера и органические вещества . Также растет интерес к извлечению другого сырья из сточных вод, такого как биопластики и металлы, такие как серебро. [16] Первоначально системы очистки сточных вод были разработаны только для удаления экскрементов и сточных вод из городских районов. Вода использовалась для смывания отходов, часто сбрасываемых в близлежащие водоемы. С 1970-х годов растет интерес к очистке сточных вод для защиты окружающей среды, и усилия были сосредоточены в первую очередь на очистке воды в конце трубы. [ требуется ссылка ] Примерно с 2003 года появились концепции экологической санитарии и устойчивой санитарии с акцентом на извлечении ресурсов из сточных вод. [ необходима цитата ] С 2016 года в обиход вошел термин «ресурсы туалетов», что способствовало привлечению большего внимания к потенциалу восстановления ресурсов из туалетов. [4]
Могут быть восстановлены следующие ресурсы:
Также разрабатываются другие методы преобразования сточных вод в ценные продукты. Выращивание черных львинок в экскрементах или органических отходах может производить личинки мух в качестве белкового корма. [21] Другие исследователи собирают жирные кислоты из сточных вод для производства биопластиков. [22]
Утилизированные материалы органического происхождения, такие как растительный материал, пищевые отходы и бумажные изделия, могут быть переработаны с использованием процессов биологического компостирования и пищеварения для разложения органического вещества. Полученный органический материал затем перерабатывается в виде мульчи или компоста для сельскохозяйственных или ландшафтных целей. Кроме того, отработанный газ из процесса (например, метан ) может быть собран и использован для выработки электроэнергии и тепла (ТЭЦ/ когенерация ), что максимизирует эффективность. Цель биологической переработки заключается в контроле и ускорении естественного процесса разложения органического вещества.
Существует большое разнообразие методов и технологий компостирования и сбраживания, различающихся по сложности: от простых домашних компостных куч до периодических сбраживателей в масштабах небольших городов, промышленного сбраживания смешанных бытовых отходов в закрытых сосудах (см. механическую биологическую обработку ). Методы биологического разложения различаются на аэробные и анаэробные , хотя существуют и гибриды этих двух методов.
Анаэробное сбраживание органической фракции твердых бытовых отходов (ТБО) оказалось более экологически эффективным, чем захоронение, сжигание или пиролиз . [ требуется ссылка ] Анализ жизненного цикла (LCA) использовался для сравнения различных технологий. Полученный биогаз (метан) должен использоваться для когенерации (электричество и тепло, предпочтительно на месте производства или поблизости от него) и может использоваться с небольшой модернизацией в газовых двигателях внутреннего сгорания или турбинах. С дальнейшей модернизацией до синтетического природного газа его можно вводить в сеть природного газа или дополнительно очищать до водорода для использования в стационарных когенерационных топливных элементах. Его использование в топливных элементах устраняет загрязнение от продуктов сгорания. Существует большое разнообразие методов и технологий компостирования и сбраживания, различающихся по сложности от простых домашних компостных куч до периодических метантенков в масштабах небольших городов, промышленного масштаба, сбраживания смешанных бытовых отходов в закрытых сосудах (см. механическую биологическую очистку ).
Валоризация отходов, полезное повторное использование, полезное использование, восстановление стоимости или утилизация отходов [23] — это процесс валоризации отходов или остатков экономического процесса (с учетом экономической стоимости) путем повторного использования или переработки с целью создания экономически полезных материалов. [24] [23] [25] Термин происходит из практики устойчивого производства и экономики , промышленной экологии и управления отходами . Термин обычно применяется в промышленных процессах, где отходы от создания или переработки одного товара используются в качестве сырья или энергетического сырья для другого промышленного процесса. [23] [25] Промышленные отходы , в частности, являются хорошими кандидатами для валоризации, поскольку они, как правило, более последовательны и предсказуемы, чем другие отходы, такие как бытовые отходы . [23] [26]
Исторически сложилось так, что большинство промышленных процессов рассматривали отходы как нечто, подлежащее утилизации, что приводило к промышленному загрязнению, если не обращаться с ними должным образом. [27] Однако усиление регулирования остаточных материалов и социально-экономические изменения, такие как внедрение идей об устойчивом развитии и круговой экономике в 1990-х и 2000-х годах, усилили внимание к промышленным методам извлечения этих ресурсов в качестве материалов с добавленной стоимостью . [27] [28] Ученые также сосредотачиваются на поиске экономической ценности для снижения воздействия на окружающую среду других отраслей, например, на развитии недревесных лесных продуктов для поощрения сохранения.Во многих странах раздельный сбор отходов на обочине дороги является одним из методов восстановления ресурсов.
В Австралии домохозяйствам предоставляются несколько контейнеров: один для переработки (желтая крышка), другой для обычных отходов (обычно красная крышка) и еще один для садовых материалов (зеленая крышка). Садовый контейнер для переработки предоставляется муниципалитетом по запросу. В некоторых населенных пунктах действует двухпоточная переработка , при которой бумага собирается в мешки или коробки, а все остальные материалы — в контейнер для переработки. В любом случае восстановленные материалы отправляются на предприятие по переработке материалов для дальнейшей переработки.
Муниципальный, коммерческий и промышленный, строительный и сносной мусор сбрасывается на свалки, а часть перерабатывается. Бытовые отходы сортируются: вторсырье сортируется и превращается в новые продукты, а непригодный материал сбрасывается на свалки. По данным Австралийского бюро статистики (ABS), уровень переработки высок и «растет, при этом 99% домохозяйств сообщили, что они перерабатывали или повторно использовали в течение прошлого года (опрос 2003 года), по сравнению с 85% в 1992 году». [29] В 2002–2003 годах «30% материалов из муниципалитетов, 45% из коммерческих и промышленных генераторов и 57% из строительного и сносного мусора» были переработаны. Производство энергии также является частью восстановления ресурсов: часть свалочного газа улавливается для производства топлива или электроэнергии, хотя это считается последним средством, поскольку целью восстановления ресурсов является полное избежание захоронения на свалке. [ необходима цитата ]
Восстановление ресурсов является ключевым компонентом в способности бизнеса поддерживать аккредитацию ISO14001 . Компаниям рекомендуется повышать свою экологическую эффективность каждый год. Один из способов сделать это — перейти от системы управления отходами к системе восстановления ресурсов (например, переработка: стекла, пищевых отходов, бумаги и картона, пластиковых бутылок и т. д.)
Образование и осведомленность в области восстановления ресурсов становятся все более важными с глобальной точки зрения управления ресурсами . Декларация Таллуара — это декларация об устойчивом развитии, обеспокоенная беспрецедентными масштабами и скоростью загрязнения и деградации окружающей среды , а также истощением природных ресурсов . Локальное, региональное и глобальное загрязнение воздуха ; накопление и распространение токсичных отходов; уничтожение и истощение лесов, почвы и воды ; истощение озонового слоя и выбросы «парниковых» газов угрожают выживанию людей и тысяч других живых видов, целостности Земли и ее биоразнообразию , безопасности наций и наследию будущих поколений. Несколько университетов внедрили Декларацию Таллуара, создав программы по управлению окружающей средой и восстановлению ресурсов. Университетское и профессиональное образование продвигают различные организации, например, WAMITAB и Chartered Institution of Wastes Management . Многие супермаркеты поощряют клиентов использовать свои торговые автоматы для сдачи использованных купленных контейнеров и получения возмещения от сборов за переработку. Бренды, которые производят такие машины, включают Tomra и Envipco .
В 2010 году на канале CNBC был показан документальный фильм « Trash Inc: The Secret Life of Garbage» об отходах, о том, что с ними происходит, когда их «выбрасывают», и об их влиянии на мир. [30]
В 2015 году Организация Объединенных Наций установила 17 целей устойчивого развития (ЦУР). ЦУР 12 , «ответственное потребление и производство», измеряет прогресс в достижении 11 целей с помощью 13 показателей. Цели 3, 4 и 5 фокусируются на образовании отходов в пищевых продуктах и химических веществах. [31]
Расширенная ответственность производителя (EPR) — это стратегия ценообразования, которая способствует интеграции всех расходов, связанных с данным продуктом на протяжении всего его жизненного цикла. Отражение в рыночной цене «затрат на утилизацию в конце срока службы» способствует большей точности ценообразования. Расширенная ответственность производителя призвана налагать ответственность на весь жизненный цикл продуктов, от производства до упаковки, транспортировки и утилизации или повторного использования. EPR требует, чтобы фирмы, которые производят, импортируют и/или продают продукты, несли ответственность за эти продукты на протяжении всего срока службы и утилизации или повторного использования продуктов.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )