Вынесите мусор: как избавиться от отходов
Человек создает огромное количество мусора. Объемы твердых бытовых отходов (ТБО) неуклонно возрастают во всех странах мира, включая Россию. По данным Росприроднадзора, ежегодно в нашей стране образуется порядка 35–40 млн тонн ТБО. Каждый россиянин, по некоторым оценкам, производит в среднем 300 кг мусора в год. Практически весь объем ТБО в дальнейшем размещается на полигонах, санкционированных и несанкционированных свалках, и только 4–5% вовлекается в переработку.
Утилизация отходов является одной из важнейших экологических проблем страны. В конце минувшего года правительство РФ утвердило основные задачи приоритетного проекта “Чистая страна”, ключевой целью которого является уменьшение экологического ущерба, связанного в том числе с захоронением твердых бытовых отходов.
Несмотря на то, что для решения проблемы обезвреживания ТБО постоянно разрабатываются новые технологии, идеального способа устранения мусора, к сожалению, пока не существует. В целом сейчас управление отходами сводится к сокращению их образования, вторичной переработке, захоронению и сжиганию. В чем плюсы и минусы этих методов — в материале ТАСС.
Производить меньше
Помочь в решении проблемы обезвреживания непрерывно образующихся ТБО может их сокращение. Производители должны для этого разрабатывать и внедрять безотходные и малоотходные технологии. А мы как потребители можем добиться предотвращения образования отходов, отказавшись от излишней упаковки, и используя (там, где возможно) предметы длительного пользования вместо одноразовых.
Дать вторую жизнь
Некоторые бытовые отходы могут быть вновь вовлечены в хозяйственный оборот. В частности, их можно использовать для производства новых материалов и продуктов.
Вторичная переработка отходов — более экономичный способ производства по сравнению с изготовлением материалов из начального сырья, к тому же он позволяет беречь природные ресурсы. Использование макулатуры, в частности, сокращает объемы вырубки лесов, а металлолома — сберегает железную руду.
Вторичная переработка “не только экономит место на свалках, но и улучшает эффективность сжигания мусора, поскольку из общей массы удаляются несгораемые материалы”, считает кандидат биологических наук Галина Сапожникова (“Конец “мусорной цивилизации”: пути решения проблемы отходов”, 2010).
Основной проблемой вторичной переработки является сбор и отделение вторсырья от основного мусора — извлекать вторсырье из общего потока отходов дорого и сложно. Для выделения вторичных ресурсов до их смешения с основной массой ТБО применяется раздельный сбор мусора.
Повсеместной практикой является сбор и использование в качестве вторсырья цветных металлов и стекла. Однако не все материалы, пригодные к вторичной переработке, экономически выгодно использовать в этой роли, к тому же развитие самой системы раздельного сбора мусора требует длительной перестройки и серьезных финансовых инвестиций.
Разновидностью вторичной переработки продуктов, применимой к органическим отходам, является компостирование. Оно основано на разложении органических веществ микроорганизмами. Основными компонентами для компостирования являются торф, навоз, опавшие листья, пищевые и растительные отходы. Конечный продукт данного процесса — вещество, которое можно использовать в качестве удобрения. Исходный мусор, используемый для компостирования, должен быть очищен от металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Однако, как отмечают специалисты, современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве.
Закопать
Захоронение — самый распространенный сегодня в России способ ликвидации отходов. По некоторым данным, таким образом в РФ обезвреживается около 95% ТБО.
Основная масса бытовых отходов вывозится для захоронения из поселений на свалки и полигоны, которые представляют собой специальные котлованы, но могут располагаться и в естественных низинах, оврагах или карьерах.
Полигоны размещаются в относительной близости от населенных пунктов, но вдали от жилых зон и водоемов. Ежегодный рост объема отходов приводит к острой нехватке мест, отводимых под свалки. Территорий, пригодных для захоронения ТБО, становится все меньше, а действующие полигоны почти полностью заполнены.
Кроме того, свалки являются экологически опасными объектами. На полигонах происходит длительный процесс разложения отходов, который сопровождается выделением в воздух токсичных газов. Вредные вещества попадают в поверхностные и грунтовые воды, отравляют почву.
Специалисты считают, что полигонное захоронение не обеспечивает бактериологическую и эпидемиологическую безопасность, а с учетом стоимости земли и необходимости ее рекультивации является экономически невыгодным.
Еще один недостаток захоронения заключается в том, что при данном способе практически не извлекаются полезные компоненты отходов.
Сжечь
Метод сжигания — широко распространенный способ уничтожения ТБО, который позволяет также получать дополнительные энергетические ресурсы.
Термические методы позволяют обеззараживать отходы в кратчайшие сроки, использовать образующуюся теплоту для производства электроэнергии. Они не требуют больших размеров отвода земли.
В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. По данным Росприроднадзора, доля сжигаемого бытового мусора в общем объеме его утилизации составляет от 20 до 40% в Австрии, Италии, Франции, Германии, 48–50% — в Бельгии и Швеции, 70% — в Японии, 80% — в Дании и Швейцарии, 10% — в Англии и США. В России сжиганию подвергается пока лишь около 2% бытового мусора.
По сравнению с захоронением мусоросжигание — более сложный и дорогой вариант борьбы с отходами. При этом в процессе сжигания ТБО также образуются вредные вещества, которые могут попасть в атмосферу. Однако, по экспертным оценкам, технология сжигания ТБО является “наименьшим злом” среди других методов утилизации. Она отличается высокой надежностью и позволяет резко снизить потребность в полигонах. К тому же сжигание может рассматриваться как способ использования возобновляемых источников энергии.
“Обойтись без термического обезвреживания отходов, учитывая дефицит земельных участков под полигоны, сегодня невозможно”, — отметил представитель Министерства экологии и природопользования Московской области. “Важно понимать, что технология термического обезвреживания и получения энергии из отходов претерпела немало изменений за последние 40 лет. Заводы по термической переработке с текущим развитием технологий газоочистки не только не представляют серьезных проблем для экологии, а, напротив, решают сложившуюся ситуацию, сегодняшние системы газоочистки и уловления вредных веществ в десятки раз более эффективны, чем несколько десятилетий назад”, — добавил он.
В рамках проекта “Чистая страна” Ростех построит в России пять мусоросжигательных заводов. Четыре из них планируют построить в Подмосковье и один в Татарстане. Заводы позволят сократить объемы захоронения в этих регионах на 30%, также они будут вырабатывать электроэнергию, стоимость которой составит около 15 млрд рублей в год. Если заводы будут работать успешно, эту модель планируется реализовать в других городах России.
Проблема остается
Пока что площадь, занятая полигонами, увеличивается ежегодно на 2,5–4%. Под полигоны ТБО ежегодно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для использования земель, не считая площади земель, занятых несанкционированными свалками. В 2014–2015 годах в России, по данным Росприроднадзора, рост числа мест несанкционированного размещения отходов прогрессировал в сравнении с 2013 годом. Всего за 5 лет выявлено свыше 170 тыс. таких свалок.
Сложившаяся ситуация может привести к опасному загрязнению окружающей среды и создать реальную угрозу здоровью населения, считают специалисты, поэтому для решения проблемы была разработана реформа системы обращения с отходами, которая предусматривает переход от захоронения мусора к его раздельному сбору и переработке. Предполагается, что реформа будет способствовать сокращению числа захоронений и нелегальных свалок.
Переход всех регионов РФ на новую систему должен был произойти 1 января 2017 года. Для этого к осени 2016 года все субъекты должны были разработать территориальные схемы обращения с отходами и утвердить тарифы на вывоз мусора. Территориальные схемы должны были включать в себя всю цепочку данных об отходах, начиная от источника их образования, количества отходов с разбивкой по видам и классам опасности до мест обработки, утилизации, обезвреживания и размещения. Однако многие регионы оказались не готовы и не разработали необходимые схемы, из-за чего реформу перенесли на 1 января 2019 года.
“Мусорный” бизнес отличается коррупцией. Та система, которая существует, позволяет губернаторам, их командам получать деньги из воздуха: они собирают средства за утилизацию отходов с населения. Это достаточно большие средства, если взять субъект, в котором миллион населения, то это около миллиарда рублей”, — отмечает председатель партии “Зеленые” Анатолий Панфилов.
Успешный пример
Высокий процент захоронений отходов и низкий процент вовлечения ТБО в переработку связан и с отсутствием необходимой инфраструктуры, нехваткой самих предприятий-переработчиков. Способствовать решению проблемы утилизации бытовых отходов могло бы внедрение современных технологий и расширение возможностей для работы в этой сфере малого и среднего бизнеса, включая дополнительное стимулирование отрасли, в первую очередь ориентированной на вторичную переработку и вовлечение отходов в хозяйственный оборот.
Успешные примеры такой работы уже есть. Генеральный директор “Экотехноменеджмент Групп” (“ЭТМ Групп”) Олег Приймак на пресс-конференции в ТАСС, в частности, рассказал о современных комплексах переработки смешанных отходов, которые успешно действуют в Костромской, Белгородской и Владимирской областях.
Пилотный проект был запущен в Костроме — весной 2016 года “ЭТМ Групп” там был открыт первый в России автоматизированный комплекс по обработке и обезвреживанию коммунальных отходов с цехом переработки полимеров мощностью 100 тыс. тонн в год. Завод сократит объемы мусора, требующего захоронения, в Костроме и соседних регионах в 4–5 раз.
Инновационная технология комплекса адаптирована под специфику отечественной системы сбора отходов — не рассортированных по видам материала.
Сейчас в основе работы российских мусоросортировочных предприятий лежит ручной труд, который позволяет извлекать из ТБО около 10% полезных фракций. Костромской автоматизированный комплекс позволит перерабатывать и обезвреживать примерно 75% поступивших отходов. Качественный скачок в мусоропереработке стал возможен благодаря применению оптических лазерных сортировщиков.
Часть переработанного мусора идет на производство сырья. При этом самые вредные для окружающей среды компоненты мусора направляются на производство качественных вторичных ресурсов.
Мария Сметанникова
Методы и способы переработки мусора
Захоронение мусора на полигонах
Способ утилизации отходов путем захоронения его на специальным образом оборудованных полигонах является наиболее традиционным из всех использующихся в настоящее время.
Естественная утилизация отходов может показаться наиболее экологически чистым способом избавления от мусора. Это действительно так, если рассматривать отходы, имеющие экологически чистый состав. Иными словами, все биологические отходы (например, пищевые), древесина, бумага легко и относительно быстро разлагаются на составляющие естественным путем и их можно утилизировать, производя вывоз ТБО на специальные полигоны.
Но такие материалы и вещества как пластик, пластмасса, различные виды резины, металл (особенно, окрашенный), различные виды полимеров и прочее подобное естественным путем будут утилизироваться десятки, некоторые – даже сотни лет. Это было бы приемлемо, если бы человечество не производило столь огромные объемы мусора, а современное увеличение темпов его образования различных видов составляют около десяти процентов в год.
Таким образом, использование даже специальным образом оборудованных полигонов для захоронения отходов является нерациональным – ведь современные отходы состоят не из одних естественных отходов, но значительную их часть составляют и полимеры, пластики и т.п. Возможно, этот вопрос мог бы решиться с введением системы сортировки мусора. Но сортировка всех отходов должна осуществляться на начальном этапе их образования, т.е. – в домах и квартирах людей – в местах образования отходов.
Компостирование твёрдых бытовых отходов. Основной целью компостирования является обеззараживание ТБО и переработка в удобрение – компост – за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество “парниковых” газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста – высокое содержание тяжёлых цветных металлов в нём. Оптимальными условиями компостирования являются: рН от 6 до 8, влажность 40 – 60 %, время компостирования осуществляется в специальных закрытых бассейнах или тоннелях в течение месяца. Технологической схемой предусматривается разгрузка мусоровозов в приёмные бункеры, из которых пластинчатыми питателями или грейферными кранами отходы подаются на ленточные конвейеры, а затем – во вращающиеся биотермические барабаны. В биобарабанах при постоянной подаче воздуха происходит стимуляция жизнедеятельности микроорганизмов, результатом которой являлся активный биотермический процесс. В ходе этого процесса температура отходов повышалась до 60°С, что способствовало гибели болезнетворных бактерий. Компост представляет собой рыхлый продукт без запаха. В расчёте на сухое вещество компост содержит 0,5-1% азота, 0,3% калия и фосфора и 75% органического гумусного вещества. Просеянный компост проходит магнитную сепарацию и направляется в дробилки для измельчения минеральных составляющих, а затем транспортируется на склад готовой продукции. Выделенный металл прессуется. Отсеянная некомпостируемая часть ТБО – кожа, резина, дерево, пластмасса, текстиль и другие – направляются на установку пиролиза.
Сжигание с использованием тепла и без использования тепла. Метод сжигания (или в общем виде термические методы обезвреживания ТБО) имеет как несомненные достоинства (можно использовать теплоту сгорания ТБО для получения электроэнергии и отопления зданий, надёжное обезвреживание отходов), так и существенные недостатки. Необходима хорошая система очистки топочных газов, так как при сжигании ТБО в атмосферу выделяются хлористый и фтористый водород, сернистый газ, оксиды азота, а также металлы и их соединения (Zn, Cd, Pb, Hg и т. д. в основном в виде аэрозолей) и, что особенно важно, в процессе горения отходов образуются диоксины, дифенилы, присутствие которых в отходящих газах значительно осложняет их очистку из-за малой концентрации этих высокотоксичных соединений. Разновидностью процесса сжигания является пиролиз – термическое разложение ТБО без доступа воздуха. Применение пиролиза позволяет уменьшить воздействие ТБО на окружающую среду и получать такие полезные продукты, как горючий газ, масло, смолы и твёрдый остаток (пирокарбон). Широко рекламируется процесс высокотемпературной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве.
Процесс осуществляется следующим образом. Бытовые отходы подают в загрузочное устройство периодически. Толкатель сбрасывает их в шлаковую ванну, продуваемую воздухом, обогащенным кислородом. В ванне отходы быстро погружаются в интенсивно перешиваемый вспененный расплав. Температура шлака составляет 1400-1500°С. За счёт интенсивной теплопередачи отходы подвергаются скоростному пиролизу и газифицируются. Минеральная их часть растворяется в шлаке, а металлические предметы расплавляются, и жидкий металл опускается на подину. При низкой калорийности отходов для стабилизации теплового режима в качестве дополнительного топлива в печь подают в небольших количествах энергетический уголь. Вместо угля может быть использован природный газ. Для получения шлака заданного состава загружают флюс.
Шлак выпускается из печи через сифон непрерывно или периодически и подаётся на переработку. Химический состав шлака можно регулировать в широких пределах, получая композиции, подходящие для производства различных строительных материалов – каменного литья, щебня, наполнителей для бетонов, минерального волокна, цемента. Металл через переток поступает в сифон и непрерывно или порциями сливается в ковш и далее передаётся на переработку или непосредственно у печи разливается в чушки, либо гранулируется. Горючие газы – продукты пиролиза и газификации отходов и угля, выделяющиеся из ванны, – дожигают над ванной путём подачи воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода. Печные высокотемпературные (1400-1600°С) газы отсасываются дымососом в паровой котёл для охлаждения и полезного использования их энергии. В котле осуществляется полное дожигание газов. Затем охлаждённые газы направляются в систему очистки. Перед сбросом их в атмосферу производится их очистка от пыли и вредных примесей.
Способы переработки мусора
Переработкой называют деятельность по получению из мусора полезного сырья или энергии. Примерно 50% массы бытового мусора может служить источником вторичного сырья. Более десятка разновидностей отходов подлежат переработке. Прежде всего, это различные пластмассы, макулатура, металлолом, стекло, резина. Для каждого из видов разработаны приемлемые для экологии и эффективные экономически технологии переработки во вторсырьё.
Сортировка и сепарация
Особенностью переработки ТБО в отечественных условиях является незначительная доля раздельно собранных отходов. Такое положение снижает общую массу отходов, подлежащих переработке. Для разделения отходов на фракции используется сортировка и сепарация. Ввиду большой влажности мусорной массы, разнообразия состава и различного размера сортировка на конвейере не всегда возможна или эффективна. Для максимизации извлечения полезных материалов из ТКО применяют правильно спроектированные схемы мусоросортировочных комплексов с учетом морфологического состава и других параметров отходов. В мусоросортировочных комплексах также применяют дробление и множество видов сепарации:
• для извлечения черных металлов применяется электромагнитная сепарация, отделяющая их частицы на основе магнитных свойств;
• цветные металлы извлекаются с помощью вихретоковой сепарации и переменного магнитного поля;
• пригодную к переработке бумагу отделяют оптическим способом;
• текстиль для переработки извлекают из массы в сухих цилиндрических сепараторах («грохотах») с помощью вильчатых установок, а также по признаку сохранения прочности после смачивания;
• синтетическую плёнку выделяют пневматическим или оптическим, или баллистическим способом, а также на основе её электростатических свойств;
• стекло изымают с помощью мокрой сепарации, пневматического или оптического отделения, баллистических свойств и упругости.
Измельчение отходов
Подготовка к сепарации предполагает измельчение массы отходов до определённого размера. А уже извлечённые части материала также могут требовать измельчения, для формирования из них брикетов или гранул. В переработке отходов в основном используются молоковые дробилки, шредеры и измельчители. В зависимости от техпроцесса сепарации извлекаемого вещества применяются разные методы измельчения:
• размалывающие, раскалывающие измельчители;
• дробилки зубовалкового, конусного, щекового и других типов;
• раздавливающие прессы, гладковаловые дробилки и иные механизмы;
• истирающие измельчители — мельницы катковые, тарельчатые, шаро-кольцевые, бегуны;
• ударные — молотковые измельчители, центробежные и кольцевые мельницы;
• планетарные, вибрационные, кавитационные и прочие средства измельчения.
Сушка ТКО
Для использования органической фракции ТБО в изготовлении топлива и органических удобрений,а также для извлечения из влажной массы прочих фракций необходима сушка. Используется техника ленточного, барабанного и пневматического принципа действия. Ленточные сушилки, называемые также конвейерными. Отходы движутся по конвейеру под воздействием температуры до 120 градусов (низкотемпературная сушка), механизм работает под контролем противопожарной системы.
Барабанные сушилки используют вращающуюся цилиндрическую ёмкость для сушки сыпучих отходов. Масса высыхает под воздействием горячего воздуха или особой смеси газов. В роторной сушилке внутри неподвижной ёмкости вращается ротор с лопастями. Пневматические сушилки пропускают массу по извилистому тракту, метод используется при подготовке топлива. В ассортименте «Нетмус» есть вся необходимая техника для выделения полезных веществ из мусора и подготовки сырья.
Современный способ переработки мусора
В условиях современного роста промышленности и населения городов проблема утилизации мусора становится все актуальнее. Мусорных свалок ограничено и их не хватает. Кроме того, они оказывают негативное влияние на экологию, которая и так страдает от загазованности и выбросов от больших предприятий. Поэтому требуется строительство мусороперерабатывающих заводов вдали от населенных пунктов, а также применения современных способов получения вторсырья и утилизации.
Естественная переработка мусора
В прошлом веке была популярна переработка бытовых отходов путем его компостирования. Для этого вырывали котлованы и сбрасывали туда отходы органического происхождения и присыпали землёй. В ходе процессов гниения и разложения со временем образовывались органические удобрения. Не так давно этот метод был усовершенствован: стали выпускать специальные подогреваемые герметичные установки. При подогреве органические отходы разлагаются быстрее, в результате чего образуется биогаз (метан), который стали применять для производства биотоплива.
Крупные фирмы стали изготавливать мобильные станции, которые способны обеспечить переработкой частные фермерских хозяйства и небольшие села. Для больших городов могли бы использоваться аналогичные по принципу работы крупные заводы, но они невыгодны, поскольку требуется достаточно много времени на разложение, а полученные удобрения куда-то нужно девать. Кроме того, такие установки не способны переработать другие виды отходов, которые будут накапливаться. К ним относятся строительные отходы, пластиковые и полиэтиленовые изделия и т.п. Выходом бы стало строительство специализированных заводов, но это экономически невыгодно.
Переработка мусора путем термического воздействия
Термическая переработка представляет собой сжигание твердых бытовых отходов с целью уменьшения объема органических веществ, обезвреживания и последующей утилизации или захоронения. При этом в результате горения снижаются исходные объемы в несколько раз, уничтожаются все бактерии, а высвободившаяся энергия может использоваться для нагрева воды в отопительных системах или производства электроэнергии. Обычно такие заводы находятся вблизи крупных свалок, куда организован вывоз мусора со всего города и есть возможность захоронить отходы от переработки на полигонах.
Сжигание бывает прямое и пиролизное. При прямом сжигании получается только тепловая энергия, а при пиролизе образуются два вида топлива: газовое и жидкостное. Оба метода имеют существенный недостаток – вредные вещества при горении выделяются в атмосферу, что наносит существенный вред экологии. Даже установка фильтров для задержки твердых летучих веществ ситуацию в лучшую сторону кардинально не меняет.
Плазменная переработка отходов
Плазменная переработка в настоящее время является самым современным способом уничтожения мусора. Суть процесса заключается в следующем:
- Мусор измельчается, прессуется и при необходимости просушивается для получения гранулированной структуры;
- Гранулы помещаются в специальный реактор, где при помощи плазменной струи им передается необходимое количество энергии, и они переходят в газообразное состояние.
Чтобы предотвратить горение в камеру запускается окислитель. В итоге получается газ, аналогичный природному, но с меньшим содержанием энергии. Его собирают в большие герметичные ёмкости для последующей переработки и использования в качестве топлива для дизель-генераторов, котлов, и газовых турбин.
Такой способ уничтожения мусора давно используется в США и Канаде. Они научились не только перерабатывать отходы, а и эффективно использовать побочный продукт – газ как топливо. Для этого на западе уже созданы все условия, но на постсоветском пространстве новая технология не получила распространения вследствие дорогостоящего оборудования и высоких требований к квалификации обслуживающего персонала.
Новые технологии по переработке мусора требуют финансовых вливаний и заинтересованности на государственном уровне. Но пока существуют заводы с устаревшим оборудованием, и они справляются с объемами, строить современный завод никто не будет, или же пока не наступит экологическая катастрофа.
Способы переработки мусора
Все, что человек производит для удовлетворения своих бесконечно растущих потребностей, рано или поздно переходит в категорию отходов. Содержимое мусорного контейнера – это не просто мусор и предмет головной боли муниципальных чиновников, а это нечто, что было добыто из недр земли, переработано, стало полезной вещью, а потом было выкинуто за ненадобностью.
Наиболее разумным способом решения проблемы мусора является налаживание раздельного сбора бытовых отходов, а затем их переработка и вторичное использование.
Мусоросжигание – это не самодовлеющий процесс. Начинать нужно с реализации масштабной программы ресурсосбережения. Это организация селективного сбора ценных компонентов ТБО (твердых бытовых отходов) в местах их образования у населения. Для этого нужно внедрить три взаимосвязанные технологические операции. На кухне должны быть две емкости – для вторсырья и остаточных отходов.
Вторсырье – это макулатура, пластмасса, бумага, консервные банки, другая упаковка – собирается в пакет для вторсырья. Все остальные – остаточные отходы – выносится в мусоропровод. А вторсырье выносится в контейнер для вторсырья, установленный перед подъездом. Это значительно упрощает управление потоками отходов и вторсырья.
Необходимо работать с населением, объяснять принципы раздельного сбора отходов. Также нужно установить в городе соответствующее число контейнеров для вторсырья, удобных для сброса.
И третья операция – строительство сортировочных комплексов – комплексов по сортировке и компактированию ТБО, где осуществляется покомпонентная сортировка вторсырья и подготовка его к дальнейшей переработке (пакетирование, брикетирование, складирование, централизованный сбыт). Это – отлаженная система индустрии вторсырья, что работает в Европе, но адаптированная к нашим условиям.
По расчетам, так можно выделить и собрать 30 процентов вторсырья, свободного от захоронения и сжигания.
^ Способы переработки мусора
В
о всем мире остро стоит проблема нейтрализации или утилизации бытового мусора – твердых бытовых отходов. К концу 80-х годов суммарная мощность энергоустановок, использующих в качестве топлива отходы, достигала более 1200 МВт, и велось проектирование и строительство новых установок. Однако полного перехода от нейтрализации к утилизации бытовых отходов сжиганием в мировой практике не произошло, происходит переоценка преимуществ технологии сжигания отходов. В связи со сложностью выполнения природоохранных требований в последнее время прекращают деятельность многие мусоросжигательные заводы. Строительство мусоросжигательных заводов нового поколения – дорогое удовольствие. Так, единственный в мире МСЗ, соответствующий всем экологическим нормам, расположен в Германии. Его строительство обошлось более чем в 800 миллионов долларов.
Говоря о современных методах борьбы с мусором, специалисты отмечают, что сжигание считается самой дорогой технологией переработки отходов. Но возможно предприятие, где будут применяться технологии, позволяющие серьёзно экономить электроэнергию. Образующегося от сжигания мусора тепла будет достаточно, чтобы обеспечить потребности завода без использования электрических сетей. Обычный мусор можно рассматривать как альтернативный вид энергоресурсов. Это будет прекрасная замена углю, газу, мазуту.
Другое направление в переработке мусора – компостирование. Аэробная обработка в течение двухсуточного прохождения мусора во вращающемся барабане (использована конструкция цементной печи) приводит к аэробному разогреву за счет окисления и разложению высокомолекулярных органических соединений, распаданию органических веществ на простые составляющие. Продукт переработки предполагается использовать как компост для удобрения почвы.
Т
ретье направление утилизации бытовых отходов – переработка их на специально оборудованных полигонах по технологии твердофазного метаногенеза с получением биогаза в качестве товарного продукта. Биогаз (60-70% СН4, 30-40% СО2) образуется в результате анаэробного разложения органических веществ. Конечным продуктом после их деструкции являются минерализованные вещества, остающиеся в толще трансформированной массы. В Европе и Америке имеется несколько сотен установок по добыче и использованию биогаза из отходов. Добыто сотни миллиардов кубических метров газа, который используется в агрегатах по производству электрической и тепловой энергии.
Проблема мусора и его утилизации до сих пор не решена полностью не только в нашей стране, но и во всем мире. И главным остается вопрос – как научиться возвращать отходы в цикл производства, сохраняя тем самым, естественно, природные ресурсы.
В США и странах Западной Европы уже давно налажен раздельный сбор твердых бытовых отходов. По своему составу твердые бытовые отходы в различных странах принципиально не различаются, утверждают разработчики программ, и содержат макулатуру, черные и цветные металлы, пищевые отходы, пластмассу, стекло, текстиль.
В 
Великобритании ежегодно производится 414 миллионов тонн бытовых отходов. Около 30 процентов отходов подвергается переработке. С каждым годом количество перерабатываемых отходов увеличивается, однако экологи и местные власти бьют тревогу: во многих регионах отходы (особенно строительный мусор) продолжают сжигать или закапывать в специально отведенных местах.
Правительство субсидирует несколько специальных программ по переработке бытовых отходов. Проводятся кампании по вовлечению населения в селективный сбор бытового мусора. Одна из таких кампаний под названием “Переработка отходов ради садов” предусматривает посадку 35 тысяч деревьев за счет собранного населением и переработанного алюминия – в основном банок из-под пива, кока-колы и других напитков. И надо сказать, что этот стимул сработал. В этой кампании приняли участие более трехсот местных советов. Ее результат: переработка алюминиевых отходов составляет сейчас в Британии 42 процента от его бытового производства. Как известно, переработка бытовых отходов алюминия сберегает до 95 процентов энергии, потребляемой для его выплавки из бокситов. Алюминиевые банки принимаются и в приемных пунктах по всей Британии из расчета 45 пенсов (около доллара) за килограмм – это примерно 60 банок.
С
егодня в Швейцарии, Франции и других европейских странах сжигается до 80 процентов отходов, при этом производится тепло и электроэнергия. В Германии, законодательство которой считается самым жестким с точки зрения защиты окружающей среды, работают более полусотни подобных установок, на свалки же вывозится только 10 процентов мусора. Примечательно, что сжигание мусора дает и экономический эффект. Затраты на сжигание одной тонны мусора на новом оборудовании составляют 180-200 марок, а складирование на полигонах стоит 200-400 марок за тонну.
Разработана экологически чистая технология, на базе которой создаются экономичные модульные установки, перерабатывающие твердые бытовые отходы и позволяющие снабжать электроэнергией города и сельскохозяйственные районы, обеспечивая значительную долю их потребностей в электроэнергии. В основе процесса переработки твердых бытовых отходов в электроэнергию лежат принципиально новые технологии газификации в слое органических компонентов твердых бытовых отходов и утилизации получаемых энергоносителей в виде горючего газа и смол в электроэнергию в турбоагрегате.
Обладая общими достоинствами мусоросжигающих установок и электростанций (ликвидация свалок и полигонов, использование вторичных ресурсов, получение значительной доли энергии на бытовые нужды и пр.), установки, работающие по такой технологии, имеют и ряд несомненных, присущих только им, достоинств. Процесс газификации и последующей утилизации энергоносителей в турбоагрегате позволяет рационально, поэтапно управлять режимами переработки твердых отходов, характеризующихся изменением состава и свойств в широких пределах, без применения дополнительных энергоресурсов.
П
роцесс в целом характеризуется высокой эффективностью (энергетический КПД по промежуточному энергоносителю 80. 90 %, КПД турбоагрегата – около 50 %). В процессе газификации эффективно разрушаются вредные вещества типа диоксинов, содержащиеся в твердых бытовых отходах, а в процессе его утилизации не образуются новые вредные вещества, загрязняющие дымовые выбросы.
Процесс очистки полученных горючих продуктов газификации характеризуется высокой эффективностью и относительно низкой стоимостью применяемого оборудования. Экологическая чистота установок позволяет размещать их в жилых микрорайонах крупных городов, что снижает затраты на подготовку твердых бытовых отходов к уничтожению и транспортировку и увеличивает число рабочих мест в этих районах, помогая решить еще одну сложную проблему крупных городов.
Требования к твердым бытовым отходам при их переработке в режиме газификации не выходят за рамки требований при их непосредственном сжигании и, в целом, предлагаемый процесс может включать в себя любые дополнительные технологии по извлечению вторичных сырьевых ресурсов (металлов, бумаги, стекла и пр.).
Реактор-генератор рассматривается как модуль, обеспечивающий создание комплексов переработки твердых бытовых отходов требуемой производительности. Любая система утилизации полученных энергоносителей может быть замкнута на несколько реакторов.
Проблема бытовых отходов всегда насущна для стран, не имеющих места для огромных помоек, куда стекаются грузовики с очередной порцией отбросов. В Японии вместо таких мест создаются локальные заводы по переработке мусора, частично превращающего его в полезные в производстве вещи.
Д
ело в том, что переработка органического мусора напрямую связана с вопросом освоения прибрежной полосы. В Японии мало бухт, удобных для строительства портов. В основном они создаются путем ограждения водного пространства волноломами и бетонными стенами. Так вот, сваи для таких стен делаются из стандартных блоков, полученных в результате переработки мусора. Они погружены один на один, в воде между ними происходит ряд химических реакций, превращающих эту массу в единый и прочный монолит. Это и практично, и полезно, и очень дешево.
Утилизация промышленного мусора – тема довольно специфичная, поэтому мы остановимся на обычном мусоре, ежедневно скапливающемся в обычной японской семье. В частном секторе имеются специально оборудованные места для сбора мусора. Как правило, он весь разделен на несколько видов: 1) горючий и пластиковый; 2) негорючий; 3) стекло, фарфор и батарейки; 4) картон, макулатура, старая одежда. Для каждого вида свой день и время выброса. Так, горючий мусор собирается 3 раза в неделю, остальной – раз в одну или две недели в строго определенный день. Дни выброса по видам подробно указываются в специальн
ых плакатах, которые можно свободно взять в холле мэрии любого города.
Как правило, мелкий мусор выбрасывается в полупрозрачных или прозрачных (в зависимости от местности страны) пакетах, которые можно приобрести в любом хозяйственном магазине, либо же использовать специально приспособленные под эти цели пакеты из-под покупок супермаркетов.
Фактически, весь мусор идет в переработку, часть используется как вторсырье, поэтому наиболее рьяные сторонники защиты экологии вынимают железные скрепки из журналов и картонных ящиков, снимают с пластиковых бутылок полиэтиленовые наклейки и алюминиевые пробки, отрезают от ветоши пуговицы и нашивки, там, где используется комбинированная упаковка из бумаги и пластика, разделяют ее насколько это возможно, сортируя по каждому из видов.
Не имеющая своих ресурсов, Япония вынуждена очень серьезно подходить к проблеме вторсырья и переработки мусора. И в этом вопросе многое зависит от сознательности обычных людей, для которых подобное отношение к отходам стало само собой разумеющейся нормой жизни, постоянно подкрепляемой деятельностью городских властей.
В отличие от промышленных, твердые бытовые отходы, или, как еще их называют, коммунальные имеют значительно большее различие по составу. Это порождает ряд проблем в вопросах “куда” и “как”. Целью решения задачи является минимизация расходов на устранение и минимизация нагрузки на окружающую среду.
Т
акая задача стоит перед Управлением коммунального хозяйства и прочими структурами с аналогичными функциями. Сначала можно подумать, что решить такую задачу невозможно. Нас убедили в том, что избавиться от отходов становится все дороже и дороже. На самом деле решение проблемы лежит в самой системе очистки. Классический путь удаления отходов признан всеми тупиковым: контейнер – мусоровоз – свалка – рекультивация.
Рекультивация – пункт условный, можно сказать формальный. Даже достаточно тщательно обработанная и засыпанная плодородным грунтом свалка остается огромным источником так называемого “свалочного газа” (смесь метана и оксида углерода), который, как доказано, является фактором, стимулирующим “парниковый эффект”. То есть засуху в одном месте и затяжные дожди в другом.
Учитывая, что в бытовом мусоре практически не содержится ядовитых веществ, многие стали предлагать сортировку мусора, как метод снижения издержек за счет реализации вторичного сырья, полученного из мусора. Одновременно должна снижаться нагрузка на окружающую среду за счет уменьшения отходов, вывозимых на свалку. Это напоминает добычу полезных ископаемых. При получении полезной составляющей, какая-то часть идет в отвал за ненадобностью. В идеале всех бы устроила схема, когда весь мусор перерабатывался бы в полезные продукты: вторичное сырье, энергию и удобрения.
С
уществующие технологии позволяют так сделать, но пока это действительно дороже существующих методов удаления отходов. Такую задачу поставили перед собой специалисты нью-йоркского Центра по биологии природных систем. Существует правило: чем глубже переработка, тем она дороже. Следовательно, выделить 3% вторичного сырья из отходов дешевле, чем 50%. Следовательно, возникает подзадача, которая должна определить целесообразную степень извлечения. Одним из таких решений стал раздельный сбор отходов, однако в условиях крупных густонаселенных городов эта задача становится достаточно сложной, так как решающую роль здесь играет само население.
Возможно строительство комплексов, которые будут производить тепловую энергию на основе переработки твердых бытовых отходов, а проще говоря, мусора. В европейских странах аналогичные предприятия существуют повсеместно. Подобные технологии привлекательны тем, что позволяют решать сразу две задачи – утилизировать бытовые отходы и получать ценный побочный продукт, будь то строительные материалы, тепло, электричество или что-то иное.
К
амнем преткновения при строительстве подобных объектов является экологический вопрос. Это связано с тем, что общественность зачастую не имеет достоверной информации о том, представляют ли подобные предприятия опасность для окружающей среды. Как правило, опасность загрязнения сильно преувеличивается и в большей мере относится к старым установкам, основанным на сжигании твердых бытовых отходов. Действительно, на старых установках выброс того же диоксина может достигать 300 мкг на тонну топлива. На современных установках этот показатель не превышает 0,6 мкг на тонну.
Для сравнения: при сжигании каменного угля выделяется 1-10 мкг диоксина, при сжигании тонны бензина от 10 до 2000 мкг – цифры достаточно серьезные, однако никто не говорит о том, что надо, к примеру, ввести запрет на пользование автотранспортом.
Разумеется, строительство котельной невозможно без целого комплекса природоохранных мероприятий. В частности, предусмотрено устройство сооружений для очистки дренажных стоков от органических загрязнений, тяжелых металлов, механических примесей. Газы, выходящие в атмосферу, будут проходить глубокую многоступенчатую очистку газов. Будет проводиться постоянный мониторинг состояния окружающей среды. Зарубежный опыт подсказывает, что при надлежащем выполнении этих работ, влияние на окружающую среду минимально.
Ж
ители должны быть задействованы в процессе переработки. Необходимо вести разъяснительную работу, создавать условия для селективного сбора мусора. Если предлагают ввести четыре контейнера: один – для сбора макулатуры, второй – для пластика, третий – для металла отдельно и четвертый – для боя стекла, то нужно разъяснить необходимость этого людям. После кратковременной разъяснительной работы, проведенной во всех домах, люди откликнутся на это.
Местные власти должны устанавливать в жилых массивах, рядом с супермаркетами, у паркингов, возле школ специальные контейнеры зеленого цвета для сбора разных видов бытовых отходов. Каждый такой контейнер предназначен отдельно для газет и журналов, для текстильных отходов, для алюминиевых банок, отдельно для пластиковых и стеклянных бутылок. Существуют, например, даже отдельные контейнеры для бутылок белого, коричневого и зеленого стекла. Эта селекция мусора позволяет намного эффективнее и в больших масштабах проводить его переработку. Переработка бытовых отходов становится в наше время важнейшим показателем бытовой культуры и цивилизованности.
В
се программы на Западе, насколько известно, начинались с детей. Только через детей можно достучаться до сознания их родителей, для того чтобы они озаботились здоровьем своих детей и будущих внуков и так далее. Именно дети на подкорковом уровне сознания ощущают опасность свалок и заводов. Дети быстрее могут достучаться до сознания своих родителей, и когда родители поощряют инициативу своих детей, то результаты – существенные.
В США не только надеются на сознание жителей, но, имея большую армию хорошо оплачиваемых мусорщиков, приучают к порядку граждан через штрафы. Эти мусорщики следят очень строго за тем, чтобы мусор выбрасывался в определенные контейнеры.
Необходимо вводить параллельно и контейнеры, и комплексы, и работать с населением. Этот технологический процесс должен делаться одновременно.
Общественное мнение все больше склоняется к более полному использованию производственных и бытовых отходов в качестве источника энергии. Любые отходы содержат в себе определенное количество энергии, затраченное на их производство. Например, энергосодержание бумаги включает в себя энергосодержание древесины и энергии, затраченной на ее рубку, перевозку, изготовление рулонов бумаги и производство печатного листа. Исключая количество энергии, израсходованной на рубку и транспортировку, расход энергии на производство 1 т бумаги составляет 430-602 кг н.э. Использование макулатуры дает экономию энергии 215-387 кг н.э. К этому добавляется экологический эффект от использования макулатуры, поскольку 1100-1200 кг макулатуры эквивалентно 1700-2400 кг древесины. Кроме того, бумажное производство загрязняет окружающую среду выбросами ртути, хлора, потребляет от 100 до 200 куб.м воды на 1 т бумаги. При изготовлении бумаги из макулатуры расход воды составляет 2 куб.м/т. Бумага может быть использована для воспроизводства 3-5 аз, сохраняя при каждом цикле определенное количество леса и нефти.
Аналогичные соображения справедливы для многих видов отходов, в первую очередь, для пластмасс и алюминия, как наиболее энергоемких продуктов. Вторичное использование 1 т поливинилхлорида дает экономию энергии 1,5 т н.э., а его сжигание с использованием тепла позволяет экономить только 0,4 т н.э. Для алюминия повторное использование дает экономию энергии 4-5 т н.э.
Сбор отходов с сортировкой облегчает повторное использование материалов. Только благодаря этому Нидерланды намерены снизить потребление энергии к 2010 г. на 30%. Начиная с 1990 г. в Дании введена такса 140 крон (120 франков) за сброс и сжигание 1 т отходов.
Процесс вторичной переработки – капиталоемкое предприятие, что под силу только крупным компаниям или центрам, а не администрациям городов и коммунальным службам. Естественно, что выгоду от переработки получают эти предприятия. В тоже время сложившаяся практика принятия решений, стереотипы и отсутствие государственной поддержки не способствует притоку крупных инвестиций в эту отрасль.
Таким образом, перед государством возникают следующие задачи:
1. Развивать рынок вторичного сырья, дабы сделать максимально выгодным его извлечение из мусора.
2. Разрабатывать и производить мусороперерабатывающее оборудование, дабы снизить инвестиции и, в конечном счете, минимизировать себестоимость переработки.
3. На государственном уровне стимулировать малоотходные производства и использование вторичного сырья.
4. Централизация в вопросе строительства мусороперерабатывающих производств.
Тема: Способы и методы переработки ТБО
Опции темы
Отображение
Способы и методы переработки ТБО
Мусорные свалки, загрязнение водоемов – это все то, к чему приводит жизнедеятельность человека.
Без применения инновационных способов мусоропереработки, существует большая вероятность превращения планеты в одну громадную свалку. Ученые постоянно придумывают и внедряют на практике новые способы переработки ТБО.
1. Захоронение отходов на полигонах.
Сортировка мусора
Земляная засыпка
2. Естественные методы разложения ТБО.
3. Термическая переработка ТБО.
Сжигание
Низкотемпературный пиролиз,
Высокотемпературный пиролиз (плазменная переработка)
Захоронение на полигонах сегодня является наиболее распространенным в мире способом утилизации отходов. Данный метод применяется к несгораемым отходам и к таким отходам, которые в процессе горения выделяют токсичные вещества.
Полигон отходов (ТБО) не является обычной свалкой. Современные полигоны для утилизации— это сложные инженерные сооружения, оснащенные системами борьбы с загрязнениями подземных вод и атмосферного воздуха. Некоторые полигоны умеют перерабатывать газ, образующийся в процессе гниения отходов газ в электроэнергию и тепло. К сожалению, сегодня это в большей степени относится к европейским странам, поскольку в России очень малый процент полигонов соответствует данным характеристикам.
Главный минус традиционного захоронения отходов заключается в том, что даже при использовании многочисленных систем очистки и фильтров этот вид утилизации не дает возможности полностью избавиться от таких негативных эффектов разложения отходов как гниение и ферментация, которые загрязняют воздух и воду. Поэтому, хотя относительно других способов утилизации, захоронение ТБО стоит достаточно дешево, экологи рекомендуют перерабатывать отходы, сводя к минимуму тем самым риски загрязнения окружающей среды.
Компостирование мусора
Компостирование мусора
Компостирование представляет собой технологию переработки отходов, которая основана на их естественном биоразложении. По этой причине компостирование широко применяется для переработки отходов имеющих органическое происхождение. Сегодня существуют технологии компостирования как пищевых отходов, так и неразделенного потока ТБО.
Процесс компостирования также может быть централизован и осуществляться на специальных площадках, представляющих собой завод по переработке (ТБО) мусора органического происхождения. Конечным продуктом данного процесса является компост, которому можно найти различные применения в сельском хозяйстве.
Компостирование представляет собой технологию переработки отходов, которая основана на их естественном биоразложении. По этой причине компостирование широко применяется для переработки отходов имеющих органическое происхождение. Сегодня существуют технологии компостирования как пищевых отходов, так и неразделенного потока ТБО.
В нашей стране компостирование не получило достаточно широкого распространения, и обычно оно применяется населением в индивидуальных домах либо на садовых участках. Однако процесс компостирования также может быть централизован и осуществляться на специальных площадках, представляющих собой завод по переработке (ТБО) мусора органического происхождения. Конечным продуктом данного процесса является компост, которому можно найти различные применения в сельском хозяйстве.
Термическая переработка мусора (ТБО)
Поскольку бытовые отходы содержат достаточно высокий процент органической фракции, для переработки ТБО довольно часто применяют термические методы. Термическая переработка мусора (ТБО) представляет собой совокупность процессов теплового воздействия на отходы, необходимых для уменьшения их объема и массы, обезвреживания, и получения энергоносителей и инертных материалов (с возможностью утилизации).
Важными преимуществами современных методов термической переработки являются:
эффективное обезвреживание отходов (полное уничтожение патогенной микрофлоры).
снижение объема отходов до 10 раз.
использование энергетического потенциала органических отходов.
Из всего многообразия, которым могут похвастаться методы переработки ТБО, наиболее распространено сжигание. Основными преимуществами сжигания являются:
высокий уровень апробированности технологий
серийно выпускаемое оборудование.
продолжительный гарантийный срок эксплуатации
высокий уровень автоматизации.
Основной тенденция развития мусоросжигания является переход от прямого сжигания отходов к оптимизированному сжиганию полученной из ТБО топливной фракции и плавный переход от сжигания как процесса ликвидации мусору к сжиганию как процессу, который обеспечивает дополнительное получение электрической и тепловой энергии. И наиболее перспективно сегодня применение плазменных технологий, благодаря которым обеспечивается температура выше, чем температуры плавления шлака, что дает возможность получить на выходе безвредный остеклованный продукт и полезную энергию.
Плазменная переработка мусора (ТБО)
Плазменная переработка мусора (ТБО), по существу, представляет собой не что иное как процедуру газификации мусора. Технологическая схема данного способа предполагает собой получение из биологической составляющей отходов газа с целью применения его для получения пара и электроэнергии. Составной частью процесса плазменной переработки являются твердые продукты в виде непиролизуемых остатков или шлака.
Явным преимуществом высокотемпературного пиролиза является то, что данная методика дает возможность экологически чисто и относительно просто с технической стороны перерабатывать и уничтожать самые различные бытовые отходы без необходимости их предварительной подготовки, т.е. сушки, сортировки и т.д. И само собой, использование данной методики сегодня более выгодно с экономической точки зрения, чем применение других, более устаревших методик.
При использовании данной технологии получаемый на выходе шлак является совершенно безопасным продуктом, и он может быть использован впоследствии для самых различных целей.
Последний раз редактировалось Ann; 28.03.2014 в 09:44 .
“Анализ альтернативных методов обезвреживания мусора.”
Наряду с получившими наибольшее распространение в мировой практике методами механизированного обезвреживания и переработки ТБО – сжиганием, аэробным компостированием и комплексом этих двух методов – во всем мире разрабатывают альтернативные технологии обезвреживания и переработки ТБО, направленные на получение новых материалов и извлечение из отходов ценных утильных фракций. Активизировались работы по комплексной сортировке ТБО с извлечением ценных вторичных материалов, анаэробному сбраживанию с получением горючего газа и органического удобрения. Разработана и внедрена технология извлечения из ТБО горючих фракций и изготовления топливных брикетов или гранулированного топлива, используется прессование ТБО для изготовления строительных блоков и т.д.
Основная целькомплексной сортировки – максимальное механизированное извлечение из всей массы ТБО утильных компонентов. В каждой конкретной схеме используют свой набор технологического оборудования, позволяющий в большей или меньшей степени отобрать утильные фракции. В табл. 1 представлены различные способы извлечения утильных фракций из бытовых отходов.
Таблица 1 – Различные способы извлечения угольных фракций из бытовых отходов
Извлечение с помощью переменного «бегущего» магнитного поля; дробление и пневмовибрационная сепарация
Пневматическое разделение фракций по скорости витания в потоке воздуха; гидропульпация и осаждение тонковолокнистых фракций
«Сухое» извлечение в цилиндрических грохотах с крючками (вильчатые установки); сепарация за счет сохранения прочности (в отличие от бумаги) при смачивании и перетирании
Пневматическое разделение по скорости витания в потоке воздуха; сепарация за счет сохранения прочности при смачивании и перетирании; электростатическая сепарация
«Мокрая» сепарация в циклонах; пневматическое отделение в восходящем потоке воздуха по скорости витания; сепарация в метателях с отражательной плитой по упругости и баллистическим свойствам
Оптическое отделение бутылок и картонных упаковок
Сепарацию ТБО в основном рассматривают как способ улучшения «традиционных» методов их переработки (повышается качество компоста за счет изъятия балластных фракций, снижается засорение колосниковой решетки при сжигании мусора), а не только как метод, позволяющий утилизировать некоторые ценные компоненты ТБО.
Таким образом, эффективность метода переработки отходов, в котором акцентировано внимание на извлечение утильных компонентов, определяется закупочной стоимостью выделенных компонентов с учетом их качества. Примером служат несколько принципиально различных апробированных технологических схем комплексной сепарации ТБО.
Фирмы «Рутир», «Сорайн Чекини»(Италия) разработали технологию механизированного разделения ТБО с учетом линейных размеров, плотности, парусности, магнитных свойств и др. На первой стадии процесса ТБО освобождаются от пластмассовых мешков, в которых в Риме упаковывают отходы. Далее на колосниковом грохоте отходы разделяют на три фракции. Крупная фракция после электромагнитной сепарации направляется на сжигание, мелкая – на компостирование. Наиболее целесообразно, по мнению фирмы, отделение утильных компонентов из средней фракции. Бумага отсасывается при перегрузке материала специальными установками.
Черный металлолом извлекают магнитным сепаратором, текстиль – барабанной вильчатой установкой. Оставшийся после отбора бумаги, текстиля, черного металла материал средней фракции направляется на грохот, где в свою очередь разделяется на три фракции. Мелкая фракция, как и после первого грохочения, направляется в отделение компостирования, средняя и крупная – к машинам для отделения бумаги. Далее материал поступает в машины для отделения органической части, пригодной для производства кормового вещества. Бумага ленточными конвейерами подается на бумагоочистительное сито для окончательной продувки и очистки, а затем на пресс, где упаковывается в кипы, готовые к отправке.
Пищевые отходы разделяют на две части. Одна из них, содержащая ценные органические вещества, подается в цех для приготовления кормовых веществ, другая, содержащая в основном стекло, кости, проходит через магнитные сепараторы и сепаратор балласта и подается в машину для отделения стекла и костей. Лом черного металла, отобранный магнитными сепараторами, направляют для очистки в печь. Очищенный металл поступает на пресс для упаковки. Пищевые отходы после промывки водой при сильном встряхивании направляют на дробилку с режущими ножами. Раздробленный материал поступает в стерилизатор, куда подают пар. Внутри стерилизатора расположен смеситель, перемешивающий материал в процессе стерилизации. Материал находится в стерилизаторе 40-50 мин и нагревается до 100-110 °С. Такая температура является достаточной для инактивации всей патогенной микрофлоры. Стерилизатор работает циклично. Разгрузка производится автоматически переключением лопастей, перемешивающих и перемещающих материалы. Обезвреженный материал поступает во вращающуюся сушильную камеру. В момент поступления в камеру он аэрируется воздухом, нагретым до 80 °С, и переносится вверх, где в течение 20-25 мин подвергается действию воздуха, нагретого до 100 “С и выше. В процессе сушки влажность материала снижается до 10-12 %.
Стерильный и просушенный материал смешивают с кукурузой, витаминами и минеральными веществами. Готовая смесь направляется в установку для превращения в гранулы. Полученный кормовой продукт отвечает гигиеническим требованиям и обладает химическими свойствами, необходимыми для кормления всех животных, хотя ввиду его особенностей рекомендуется для кормления жвачных животных.
Производственная зона изготовления кормового продукта (стерилизация) надежно отделена от зон сортировки и переработки отходов. Перемещение персонала между зонами не допускается.
Органическое вещество с низкой кормовой ценностью частично направляется в биотермические барабаны для получения компоста. В последние годы фирма вместо компоста выдает новую продукцию: белково-органичес-кое удобрение в виде сухих гранул, которые экспериментально использовались в качестве топлива. Новый процесс предусматривает приостановку ферментации, разогрев с высушиванием, дополнительную очистку от балласта.
Широко применяют сортировку при переработке бытовых отходов и в Швеции. На мусороперерабатывающем заводе в Стремстаде ТБО измельчаются, проходят под магнитным сепаратором и сортируются в цилиндрическом грохоте. Мелкую фракцию направляют в смеситель, куда поступает осадок сточных вод, и далее на площадку дозревания, где из нее формируют штабеля.
В результате упрощенной сортировки на заводе получают 2,4 % лома черных металлов, 26,3 % топлива и 71,3 % фракций для компостирования. В последнюю фракцию перед компостированием добавляют 24 % (от массы исходных ТБО) осадка сточных вод.
Построенный шведской фирмой «Флект»сортировочный завод в Вийстерсе (Нидерланды) обеспечивает переработку 20 % всех бытовых отходов страны, являясь составной частью крупнейшего компостирующего завода производительностью 3 млн м3 ТБО в год. Производительность сортировочного завода – 600 тыс. м3 ТБО в год (125 тыс. т/год). Ежегодно завод производит:
9,1 тыс. т легкой бумажной массы;
7,5 тыс, т тяжелой бумажной массы;
3,5 тыс. т черных металлов;
4,5 тыс. т пластмасс;
39 тыс. т органического вещества для компостирования;
47 тыс. т балластных фракций, отправляемых на свалку.
Германская фирма IMPO MaschinenbauGMBHразработала комплекс для сортировки отходов, включающий наряду с системой транспортеров вибратор, подвесной сепаратор черного металлолома, а также сепаратор цветного металла.
Принцип работы сепаратора цветных металлов основан на использовании вихревых токов (токов Фуко), возникающих в проводнике, попадающем в переменное магнитное поле. Эти токи вызывают вторичное магнитное поле, взаимодействующее с первичным магнитным полем. В результате проводник выбрасывается из зоны действия первичного поля. Благодаря вибратору материал на ленте сепаратора разрыхляется. В шкив ленты вмонтирован магнитный барабан, вращающийся со скоростью, существенно превышающей скорость шкива. За счет возникающих вихревых токов цветной металлолом отбрасывается дальше неметаллических фракций. Полная схема комплекса включает и другие виды сортировочного оборудования.
Несомненно интересное решение проблемы сортировки и переработки отходов разработало объединение SYS-ТЕС – Gesellschaftfur Systemtechnologie mbH из Кельна.Представленная этим объединением так называемая «Технология будущего» включает значительный набор технологического оборудования для различных операций, включающих последовательно сухую механическую обработку бытовых отходов, гидрообработку отделенного на первой стадии процесса крупного отсева и отсепари-рованной бумаги, а также специальную обработку (облагораживание) извлеченных утильных фракций.
Цель технологии – максимальное извлечение утильных фракций бытового мусора, что повышает экономическую эффективность всего комплекса, сокращает площади полигонов ТБО, снижает газовые выбросы мусоровозов.
Учитывая, что основная масса ТБО собирается жителями Германии в пластмассовые пакеты, весь поступающий на завод мусор первоначально проходит через валковую фрезерную установку для разрывания полимерных пакетов. Далее он направляется в барабанный грохот для предварительного разделения на крупные и мелкие фракции.
Крупные фракции далее проходят через пневмосепа-ратор, где по парусности (скорости витания в потоке воз-1 духа) отделяются легкие бумажные фракции.
Магнитным сепаратором из тяжелых фракций извлекается лом черных металлов. Оставшийся материал проходит оптический сепаратор, где происходит отделение пластиковых бутылок и картонных упаковок (от пищевых продуктов). Оставшийся крупный отсев и отделившиеся бумажные фракции раздельно направляются в два гидро-пульпатора, где превращаются в пульпу и подвергаются дальнейшей обработке, включающей:
повторное измельчение;
сепарацию алюминия вихревыми токами в переменном магнитном поле на специальном сепараторе цветных металлов;
превращение бумаги в бумажное волокно;
обезвоживание полученных материалов в центрифугах;
агломерация (получение окатышей) в барабанной установке;
гранулирование в шнековой установке.
Особенностью указанного способа является использование для сортировки и переработки ТБО оборудования, выпускаемого для бумажной промышленности. Система гидросепарации ТБО была разработана фирмой «Блэк Клаусон» (США).Пластинчатым питателем отходы подавали из приемного бункера в заполненный водой смесительный резервуар «гидропульпатор», где они интенсивно перемешивались мешалками и частично измельчались.
Пульпа (шлам) шла в сепаратор, где от нее отделялись крупный металлолом и балласт, а далее – в циклон, в котором отделялись стекло, песок и мелкие фракции металла. В следующем циклоне отделялись текстиль, бумага и другие волокнистые фракции. Затем их обезвоживали и укладывали в кипы. После этих операций из пульпы отделялся осадок, пригодный для компостирования. Очищенную воду возвращали в гидропульпатор. Полный цикл переработки длился 90 мин.
При такой технологии не было необходимости в последующей очистке компоста от балластных фракций. На опытном заводе фирмы из ТБО извлекалось 13 % бумажной массы, 4 % стекла, 9 % черных и 0,3 % цветных металлов.
Учитывая трудности сбыта бумажной массы, фирма впоследствии предпочла использовать волокнистые фракции после обезвоживания для производства гранулированного топлива.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТОПЛИВА
Теплота сгорания специально отобранных и высушенных легкосгораемых компонентов бытовых отходов в 2 раза выше теплоты сгорания исходных ТБО. Полученное из мусора топливо в отличие от исходных ТБО может длительное время храниться и транспортироваться, имеет более однородный фракционный состав, меньшую влажность и зольность, содержит меньше металлических включений, обладает высокой теплотворной способностью, так как в его состав входят такие фракции, как бумага и картон. В связи с этим ряд зарубежных фирм ведет широкомасштабные эксперименты по механическому извлечению из ТБО легкосгораемых компонентов для использования после соответствующей подготовки в качестве энергетического топлива.
Как правило, при изготовлении топлива не ограничиваются измельчением ТБО и магнитной сепарацией, а применяют пневматические сепараторы, грохоты и другое оборудование, причем получение топлива сочетается с извлечением утильных компонентов или органических веществ для компостирования.
В Англии на трех сортировочных заводах используется технология, разработанная исследовательской лабораторией «Уоррен Спринг»,в соответствии с которой бытовые отходы подвергают грубому измельчению (размер I частиц – до 200 мм), а затем направляют в грохот для разделения на две фракции. Крупную фракцию используют для получения бумажной массы и топлива, из мелкой выделяют черный металл и стекло. Схема завода включает барабанный пневматический сепаратор, отделяющий бумагу от более тяжелых фракций.
В г. Сория (Испания)построена экспериментальная установка, работающая по методу «Фероспак» для изготовления топливных брикетов из смеси ТБО с промышленными отходами растительного происхождения. Предварительно прокомпостированные отходы смешивают в соотношении 1:5 со «свежими» ТБО и загружают на сутки в биотермическую камеру. Затем материал поступает на грохот, магнитную сепарацию и дробилку для грубого (предварительного) измельчения, после чего направляется в биотермическую башню, дробилку для тонкого дробления (до фракции 1-5 мм) и во вторую биотермическую башню. За счет частичной ферментации механическая прочность компоста снижается, что способствует меньшему износу молотков дробилок и меньшей затрате энергии на дробление.
Из биотермических башен материал направляется в сушилку, куда подаются газы с первичной температурой 300-350 °С (температура материала поднимается до 120-150 °С). Подсушенный до влажности 3-8 % компост подается в брикетировочный пресс, выпускающий брикеты диаметром 80 мм. Плотность брикетов – 1,2 т/м3. Теплота сгорания брикетов (не менее 4 000 ккал/кг) обеспечивается добавлением к ТБО значительного количества древесных опилок и других подобных материалов.
В последние годы активизировались работы по метановому сбраживанию ТБО. Фирмы «Валорга» и «Софрегас» (Франция)апробировали в производственных условиях технологию переработки отходов в анаэробных условиях с получением горючего газа и органического удобрения. Первый опытный завод, работающий по этой технологии, построен и эксплуатируется под Греноблем.
Специфика данной технологии такова: ТБО разгружают в приемный бункер, откуда грейферным краном их подают на питатель, а затем в дробилку с вертикальным валом. Измельченные отходы из дробилки перегружаются на ленточный конвейер, проходящий под сепаратором черного металлолома. Очищенный от черного металла материал направляется в метантенк (500 м3), где находится 10-16 сут при температуре 25 “С. При этом происходит сбраживание органической массы. Из каждой тонны ТБО получают 120- 140 м3 газа, который поступает в газгольдер.
Часть полученного газа откачивают компрессором и через уравнительную камеру направляют под давлением под слой перерабатываемого материала, что необходимо для перемешивания массы. Твердая фракция из метан-тенка направляется в шнековый пресс для частичного обезвоживания и далее в рыхлитель. Затем материал попадает в цилиндрический грохот, где разделяется на массу, используемую как органическое удобрение и крупный отсев.
Из 1 т ТБО получают 170 кг (140 м3) биогаза, содержащего 65 % метана, 410 кг органического удобрения влажностью 30 %, 50 кг металлолома и балластных фракций (которые извлекают магнитным сепаратором и отбрасывают дробилкой), 250 кг крупного отсева с цилиндрического грохота. 120 кг составляют газовые потери и фильтрат. Для собственных нужд завода расходуется 5 % получаемого биогаза. Биогаз можно использовать в исходном состоянии с получением 23 400 кДж/м3 тепла или после очистки от диоксида углерода и сероводорода с получением 35 600 кДж/м3 тепла.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ БЛОКОВ
Прессование ТБО при высоких давлениях – один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов. Уплотненные ТБО выделяют меньше фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность пожаров, эффективнее используется площадь полигонов.
Уплотнители для прессования ТБО на полигонах выпускает фирма «Американ Хойстэд Деррик».Производительность уплотнителя составляет 450 т в смену, масса брикетов – 1,2-1,4 т, размер – 0,9 х 0,9 х 1,2 м. Брикет прессуется в течение 1,5 мин с максимальным давлением 19 МПа.
Японская фирма «Тезука-Косан»разработала и внедряет на базе собственного оборудования изготовление строительных блоков для затопления отходов в море. ТБО прессуют несколькими плунжерами различного сечения, поочередно внедряемыми в материал.
Давление в зоне контакта с малыми плунжерами достигает 36 МПа при общем давлении 5-6 МПа. Степень сжатия при этом методе достигает 1:10 несмотря на высокую влажность поступающих ТБО (до 56-65 %). Размер получаемого блока составляет 1,1 х 1,1 X 1,2 м, плотность -1,2-1,7 т/м3. Производительность установки -100 т в смену. В процессе прессования выдавливается фильтрат, составляющий 2-5 % массы прессуемых материалов. Готовые блоки заключают в проволочную сетку или листовой металл и применяют в качестве крупных строительных элементов. Если планируется использование блоков для строительства дамб в море, то блоки покрывают горячим асфальтом или пластмассовой пленкой.
Проведенные фирмой испытания показали за два года лишь небольшую поверхностную коррозию блоков, покрытых листовым металлом. Аэробного или анаэробного процессов, сопровождающихся повышением температуры или выделением неприятных запахов, не обнаружено.
ГИДРОЛИЗ И СБРАЖИВАНИЕ ОТХОДОВ
Основные фракции ТБО – бумага и пищевые отходы, содержащие значительное количество целлюлозы. Эксперименты по получению промышленного этилового спирта (этанола) из целлюлозы, содержащейся в ТБО, проводились в США и Великобритании. Этанол получают следующим образом: первоначально целлюлоза подвергается гидролизу, в процессе которого она реагирует с водой в присутствии соляной кислоты в качестве катализатора.
Для ускорения процесса и увеличения выхода этанола реакция проводится при высокой температуре. В результате получают сахара. Раствор сахаров сбраживается с получением раствора этилового спирта.
Далее следует быстрое охлаждение водой, нейтрализация с помощью карбоната кальция и фильтрация. После этого производится сбраживание примерно в течение 20 ч при температуре 30-38 °С. Полученный водный раствор этилового спирта очищается и перегоняется с получением 95%-ного спирта.
При гидролизе происходят две реакции: целлюлоза восстанавливается в сахар, который под действием горячей разбавленной кислоты распадается, причем скорость восстановления и распада зависит от концентрации кислоты, температуры и времени. Энергия реакции не зависит от концентрации кислоты и составляет 42 900 кал/ моль при восстановлении целлюлозы в сахар и 32 800 кал/ моль при распаде сахара.
Увеличение концентрации кислоты или температуры (или обоих факторов одновременно) ведет к повышению эффективности восстановления сахара, причем в диапазоне 170-190 “С повышение температуры на 10 °С приводит к увеличению скорости реакции восстановления сахара на 186 % и скорости распада сахара на 125 %. Расчеты позволяют выбрать концентрацию кислоты и температуру, соответствующие оптимальному выходу сахара.
Ниже приведены результаты расчета выхода 95 %-ного этанола при поступлении 250 т ТБО в сутки.
Какие есть способы утилизации мусора?
В данной статье мы озаботимся чистотой городов и, естественно, мусором, с которым надо что-то делать. Но что? Вывозить? Сжигать? Закапывать? Разберемся.
Вопросы, связанные с сохранением чистоты городов, с тем, как более эффективно осуществлять вывоз строительного мусора , как его затем утилизировать, беспокоят сегодня каждого человека, независимо от его социального положения. Муниципальные органы управления, а также частные компании ежедневно решают проблемы сбора бытового и строительного мусора. Кроме сбора мусора, остро стоит вопрос вывоза строительного мусора, его утилизация, и вторичная переработка, которая, к сожалению, не всегда эффективна.
Если сбор отходов более менее решаемые проблемы, то с переработкой отходов дела обстоят совсем плохо. Практически во всех городах и небольших населенных пунктах, на улицах выставлены урны, куда могут сбрасывать мусор прохожие. Во дворах жилых кварталов стоят средние и большие баки – они предназначены для отходов, которые выносят горожане со своих квартир. Сегодняшние баки имеют более современный вид, чем десять лет назад, поэтому можно сказать, что городские власти ведут определенную работу по борьбе с загрязнением городов.
Многоэтажные дома оборудованы мусоропроводами, на выходе которых установлен коллектор. Из мусоросборника отходы удаляются специалистами по вывозу мусора. Благодаря этому процессу, который беспрерывен, в домах обеспечен удобный сбор мусора. Транспортировку мусорных масс обеспечивает специальная техника, которая за последние годы значительно усовершенствовалась, поэтому вывоз строительного мусора уже не так проблематичен как ранее.
Основной проблемой для современных городов являются мусорные свалки, которые огромные по размерам, и их масштабы постоянно увеличиваются. Чтобы решить эту проблему, необходимо развивать промышленность, которая бы перерабатывала мусор или бы сжигала те отходы, которые не подлежат переработке. То тепло, которое образовывается в результате сжигания, можно использовать в теплоэнергетике.
Нетоксичный мусор можно было бы использовать при формировании ландшафтов. Прежде чем закладывать отходы в котлован, их необходимо спрессовать, после чего наполненный котлован засыпается грунтом. Таких слоев в котловане должно быть несколько. Но, для такой утилизации отходов требуются специальные полигоны, на которых будет прессоваться отходная масса. Вторичная переработка – оптимальное решение для утилизации мусора, так как она сохраняет окружающую среду.
Технологии переработки отходов: способы использовать богатство под ногами
Компания “Двор без мусора” – вывоз отходов на переработку и утилизацию в Москве и Московской области. Низкие цены на вывоз мусора от 378 руб/кубометр. Скидки, индивидуальный подход. Звоните 8 (495) 133-75-18.
Технологий переработки отходов на сегодняшний момент существует бескрайнее множество. Каждая уважающая себя компания-производитель оборудования для утилизации мусора считает необходимым разработать новый способ переработки того или иного типа отходов. Именно поэтому перечислить сейчас все технологии просто невозможно – слишком уж они многочисленны.
Тем не менее, методы, лежащие в основе тех или иных способов переработки отходов, достаточно однотипны. Основные же различия в подходах имеются для разных типов мусора.
Технологии переработки отходов разных видов
По типу перерабатываемого мусора все технологии переработки 
отходов можно разделить на несколько основных типов:
1 . Переработка твёрдых бытовых отходов. В основном это пластик, полиэтилен, синтетические материалы, текстиль, резина, стекло. Как правило, большую часть ТБО теоретически можно снова включить в производство, поэтому технологии переработки отходов в основном заключаются в измельчении, пакетировании, плавлении, и некоторых более специфических операциях.
2. Переработка макулатуры. Это – очень сложный и многоступенчатый процесс, в корне отличающийся от такового для пластика или древесных опилок. Кроме того, саму бумагу иногда не относят к твёрдым бытовым отходам, потому её переработка – это отдельная технология.
3. Металлы. В большинстве случаев технологии переработки металлов очень хорошо отработаны и позволяют возвращать в производство до 100 процентов отходов. Переработка изделий из металла заключается в обжигании их для избавления от краски и других покрытий, переплавке и дальнейшем использовании.
4. Древесина. Несмотря на всё уменьшающуюся долю древесных отходов в мусоре, их до сих пор нельзя сбрасывать со счетов. Чаще всего мелкие древесные частицы прессуют для дальнейшего изготовления строительных и отделочных материалов типа МДФ и ДВП, а крупные просто сортируются и идут непосредственно в производство изделий из древесины.
5. Пищевые отходы. Это, пожалуй, самая разнородная, но вместе с тем – легко утилизируемая категория. Действительно, отделить даже в мусорном пакете из одного ресторана остатки хлеба от овощей и жидкости практически невозможно. Но их легко можно вместе переработать. Для этого используется дегидратация отходов, их измельчение и брикетирование. В конечном итоге такие брикеты можно использовать в качестве удобрения, то есть опять вернуть в оборот.
Масштабы переработки отходов
Учитывая доступность и обилие мусора практически везде, переработкой отходов заниматься сегодня достаточно выгодно. И берутся за это не только крупные инвесторы, но и частные предприниматели.
Для последних сегодня разрабатывается множество систем, компактных и эффективных. При этом используются в них в основном самые распространённые и несложные технологии переработки отходов, которые, тем не менее, позволяют в нужной степени перерабатывать большую часть бытовых отходов.
Например, существуют небольшие установки, легко помещающиеся в обычном гараже и позволяющие перерабатывать пластиковые бутылки в тротуарную плитку. Имеются измельчители, с помощью которых те же пластиковые бутылки перерабатываются в материал для набивки подушек, автомобильных сидений и утеплительные кирпичи.
Чуть более крупные установки позволяют получать из пластика, полиэтилена и других полимеров блоки исходного сырья. Это уже товар, потребляемый самим производством. Да и пищевые отходы, как уже говорилось, легко перерабатываются с помощью измельчителей, помещающихся даже в обычную кухонную тумбочку.
Бумага же, металл или резина требуют значительно больших масштабов переработки. Связано это либо с высокими температурами для металлов, или многоступенчатостью переработки – для бумаги и резины, в результате чего соответствующие технологические установки достаточно громоздки и требуют большого количества обслуживающего персонала.
С каждым днём технологии переработки отходов совершенствуются и множатся. Весомый вклад в этот процесс вносят частные предприниматели, участвующие в переработке отходов даже более активно, чем государственные компании. И именно для их нужд постоянно совершенствуется оборудование и оттачиваются различные мелочи, благодаря чему утилизация мусора становится всё более и более чистой и прибыльной процедурой.