Какие способы переработки бытового мусора

Современные методы утилизации и переработки твердых бытовых отходов

Установки от экстрасенса 700х170

В настоящее время проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) крайне актуальна. Прежде всего, актуальность заключается в отрицательном воздействии ТБО на окружающую среду. Кроме того, ТБО это источник вторичных ресурсов, а также — “бесплатный” энергоноситель.

Для любого населенного пункта проблема удаления или обезвреживания ТБО в первую очередь является проблемой экологической. Очень важно, чтобы процессы утилизации ТБО не нарушали экологическую безопасность населенного пункта, нормального его функционирования, а также условия жизни его населения.

Подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных. Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные, часто плодородные, территории нередко горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно:

· санитарная земляная засыпка,

Предварительная сортировка- это технологический процесс предусматривающий сортировку ТБО на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Здесь происходит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов. Подобный отбор предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи.

Сжигание – это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов.

Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

Сжигание можно разделить на два вида:

· непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия;

· пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо.

Биотермическое компостирование – этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины.

Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны.

Санитарная земляная засыпка- это такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов.

Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных.

Пиролиз – это способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс, условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный пиролиз (свыше 900° С).

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. При пиролизе не происходит восстановления тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность.

Рекомендации по защите окружающей среды от ТБО

В разделе было рекомендовано использовать сжигание для переработки ТБО, так как этот способ более распространен и в случае правильного использования дает “бесплатную” энергию, которая может быть использована для централизованного отопления и производства электроэнергии. Для исключения проблем с многокомпонентностью утилизируемых ТБО, необходимо на начальной стадии утилизации использовать предварительную обработку.

Чрезвычайные ситуации

Под термином чрезвычайная ситуация объединяются стихийные бедствия, промышленные аварии, катастрофы на транспорте, применение противником в случае войны различных видов оружия, создающих ситуации опасные для жизни и здоровья значительных групп населения.

Каждая ЧС имеет свою причину, свои особенности воздействия на окружающую среду, на человека, свой характер развития.

Классификация ЧС

Под термином чрезвычайная ситуация объединяются стихийные бедствия, промышленные аварии, катастрофы на транспорте, применение противником в случае войны различных видов оружия, создающих ситуации опасные для жизни и здоровья значительных групп населения.

Каждая ЧС имеет свою причину, свои особенности воздействия на окружающую среду, на человека, свой характер развития.

В безопасности жизнедеятельности под чрезвычайной ситуацией (ЧС) понимается реализация опасности, которая угрожает жизни людей и их здоровью.

ЧС можно классифицировать по причинам:

– антропогенные и экологические;

По скорости распространения:

– внезапные (землетрясения, взрывы, транспортные аварии);

– стремительные (пожары, аварии с выбросами газообразных веществ);

– умеренные (паводки, извержения вулканов, аварии с выбросами радиоактивных веществ);

– плавные (засухи, эпидемии, загрязнения почвы и вод);

По масштабу распространения:

Опасность носит потенциальный характер, что означает ее скрытность, неопределенность во времени и пространстве. Условия, позволяющие потенциальной опасности перейти в реальную, называются причинами. Знание причин, идентификация их – основа профилактики ЧС.

Пожарная безопасность

Пожарная безопасность офиса обеспечивается как системами и средствами предотвращения пожара и противопожарной защиты, так и комплексом организационных мер. Системы и средства пожарной безопасности должны характеризоваться уровнем обеспечения пожарной безопасности людей и материальных ценностей, а также экономическими критериями эффективности этих систем для материальных ценностей, с учетом всех стадий (научная разработка, проектирование, создание, эксплуатация) процесса внедрения.

В соответствии с действующим законодательством ответственность за обеспечение пожарной безопасности предприятий, организаций и учреждений несут руководители этих объектов, которые обязаны:

– обеспечить разработку инструкций о мерах пожарной безопасности;

– организовать изучение и выполнение правил пожарной безопасности и инструкций о мерах пожарной безопасности всеми сотрудниками;

– установить в офисе строгий противопожарный режим, который включает в себя порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы, правила пользования электронагревательными приборами, определение мест для курения и т. п.) и постоянно контролировать его соблюдение всеми сотрудниками, а также посетителями;

– обеспечить объект средствами пожаротушения и связи, а также содержать их в исправном состоянии. В случае неисправности или выхода из строя этих систем принимать меры к приведению их в работоспособное состояние;

– назначить приказом лиц, ответственных за пожарную безопасность офиса, а также за эксплуатацию и исправное техническое состояние систем вентиляции, отопления, электроустановок, противопожарного водоснабжения, противопожарной защиты, средств связи и пожаротушения, установок пожарной автоматики и систем оповещения людей о пожаре;

– организовать разработку и внедрение мероприятий, направленных на совершенствование противопожарного режима объекта;

– организовать своевременное выполнение мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, предложенных органами Госпожнадзора и предусмотренных приказами и указаниями вышестоящих организаций;

– периодически проверять состояние пожарной безопасности объекта, контролировать знание и выполнение сотрудниками обязанностей по предотвращению пожара, а также разработать план действий сотрудников в случае возникновения пожара, организовать ежегодные практические тренировки по отработке этих планов;

– включать в план социального и экономического развития объекта мероприятия, направленные на повышение уровня его пожарной безопасности;

– обеспечить помещения объекта средствами противопожарной пропаганды (плакатами, стендами, макетами, панно и т. д.);

– обеспечить ведомственное расследование пожаров, установление причин их возникновения и виновных лиц, а также разработку мероприятий по предотвращению подобных случаев;

Ответственность за пожарную безопасность отдельных помещений несут должностные лица, специально назначенные приказом руководителя предприятия. Таблички с указанием лиц, ответственных за пожарную безопасность, вывешиваются на видных местах. Лица, ответственные за пожарную безопасность, обязаны:

– знать пожароопасные свойства материалов, веществ и технических средств, применяемых или хранимых на вверенном участке, и не допускать нарушений правил их хранения и эксплуатации;

– следить за исправностью сигнализации, телефонной связи, систем отопления и вентиляции, электроустановок, состоянием путей эвакуации, источников водоснабжения и принимать меры к устранению обнаруженных неисправностей;

– знать правила использования имеющихся средств пожаротушения и обеспечивать их постоянную готовность к действию;

– разъяснять сотрудникам инструкции и правила пожарной безопасности, действующие на объекте;

Каждый сотрудник, независимо от занимаемой должности, обязан четко знать и строго выполнять установленные правила пожарной безопасности, не допускать действий, которые могут привести к пожару или возгоранию.

Руководители предприятий и другие должностные лица, виновные в нарушении настоящих правил, в зависимости от характера нарушений и их последствий несут ответственность в установленном законом порядке.

Для каждого предприятия на основе Типовых правил пожарной безопасности для промышленных предприятий разрабатывают инструкцию о мерах пожарной безопасности. В инструкциях следует отражать основные требования пожарной безопасности офисов фирмы (по содержанию помещений, путей эвакуации, территории объекта, дорог, подъездов к источникам противопожарного водоснабжения, подходов и подъездов к зданиям и сооружениям; условия и нормы хранения веществ и материалов в цехах, складах, кладовых и других помещениях; места применения открытого огня и курения и т. д.). В инструкциях о мерах пожарной безопасности устанавливаются также порядок применения средств пожаротушения и вызова пожарной помощи в случае возникновения пожара на предприятии, а также обязанности и действия рабочих и служащих при пожаре.

Все работающие на предприятиях должны проходить специальную противопожарную подготовку в системе производственного обучения с целью изучения:

– правил пожарной безопасности и инструкций о мерах пожарной безопасности;

– показателей пожарной опасности хранимых, используемых и обращающихся в производстве веществ и материалов;

– характеристик пожарной опасности зданий, сооружений, технологических процессов и производственного оборудования;

– правил содержания и применения первичных средств пожаротушения;

– последовательности действий в случае пожара.

Для ликвидации пожара в любой организации в легко доступных местах размещаются традиционныесредства пожаротушения: пенообразующие огнетушители, механические средства (багры, топоры) для разрушения очага пожара, бочки с песком, пожарные рукава и др.

Наряду с традиционными пенообразующими огнетушителями все шире применяются малогабаритные самосрабатывающие порошковые огнетушители. Тушение пожара с их помощью происходит без участия человека путем импульсного выброса огнетушащего порошка в зону возгорания. Запуск осуществляется автоматически при воздействии на огнетушитель открытого пламени или при повышении в защищаемом объеме температуры. Примерами таких огнетушителей являются огнетушители «Осп-1,2» фирмы «Эпотос». Огнетушитель представляет собой закрепленный в металлическом держателе герметичный сосуд диаметром 50 мм и длиной 410 мм, заполненный огнетушащим порошком массой 1 кг. Огнетушитель ОСП-1 срабатывает при температуре 100°С, а ОСП-2 – 200°С. Они не требуют технического обслуживания в течение срока годности (не менее 5 лет), могут эксплуатироваться при температуре (-50. +50) °С в агрессивных средах.

Перспективными средствами пожарной охраны являются автоматические системы пожаротушения. Современные системы автоматического газового пожаротушения обеспечивают тушение пожара путем заполнения помещения с очагом возгорания газом по сигналу «Пожар» от извещателей, установленных в этом помещении. Типовой комплекс содержит:

– модуль газового пожаротушения с баллонами газа объемом 40-100 л, запорно-пусковым устройством, манометром и пиропатроном, размещаемыми в специальном помещении (станции газового пожаротушения);

– пожарно-охранные и пожарные извещатели;

– приемно-контрольный пункт, к входным клеммам которого подключаются шлейфы от извещателей, а с выходных клемм снимаются сигналы управления подрывом пиропатрона, отключения вентиляции, включения табло оповещения сотрудников о подаче газа:

– газопроводы (трубы) от газовой станции к помещениям и газовые распылители в помещениях;

– кнопки ручного пуска и блокировки пуска.

Через ПКП комплекса газового пожаротушения сопрягается с ПКП автономной системы охраны и с пультом наблюдения централизованной системы.

К безопасному и эффективному газу, используемому для пожаротушения пожара закрытых помещений с людьми, относится перфторбутан. Он не разрушает озоновый слой, не токсичен, не оставляет следы при применении.

В данном разделе дипломной работы были изложены требования к рабочему месту разработчика модели. В ходе написания данной работы на основании изученной литературы по данной проблеме, были:

– указаны оптимальные параметры микроклимата производственных помещений,

– рассмотрены эргономические аспекты проектирования рабочих мест.

– изучены способы улучшения условий труда (правильное освещение, отсутствие посторонних шумов);

– рассмотрены различные методы переработки твердых бытовых отходов;

– рассмотрены чрезвычайные ситуации, и наиболее подробно описана противопожарная безопасность;

– проведен расчет освещенности и уровня шума на рабочем месте.

Какие способы переработки бытового мусора

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Какие способы переработки бытового мусора

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Какие способы переработки бытового мусора

Какие способы переработки бытового мусора

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Способы переработки ТБО

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Уже сегодня проблема бытовых отходов это не только загрязнение окружающей среды. С каждым годом «закапывать» мусор на полигонах становится все дороже, переработка ТБО выход из данной проблемы. Многие страны мира не одно десятилетие ищут оптимальные технологии для решения. Ежедневно в мире образуется 5 миллиардов тонн мусора, а менее чем через 100 лет, по прогнозу ученых, цифра удвоится. Именно по этой причине решение вопроса о переработке ТБО должна решаться в кротчайшие сроки.

Основные методы переработки:

Какие способы переработки бытового мусора

Мусор в землю: традиционный метод переработки ТБО

Самым распространенным из способов переработки по-прежнему остается захоронение мусора на свалках и специальных полигонах. Его основной недостаток — это большие затраты, которые никак не окупаются. Но главное это загрязнение отходами потребления близлежащих территорий, поверхностных и сточных вод, воздушного пространства.

Поиск решения проблемы по утилизации отходов потребления одними из первых начали Соединенные Штаты Америки. С 1930 года они приступили к изучению возможностей сбора и применения биогаза. Установлено, что из тонны твердых бытовых отходов можно извлечь 150 — 200 м³ биогаза. Правда, это за весь период разложения мусора. В первый год из каждой тонны ТБО выделяется около 7,5 м³ биогаза и в дальнейшем этот показатель снижается.

К 1985 году в США было введено более 30 биогазовых установок, использовавших метан, получаемый из ТБО. На одном из американских полигонов площадью 14 гектар, где было размещено 1 миллиона тонн бытового мусора вперемешку с 500 тысячами тонн промышленных отходов, в течение года получили 60 миллионов м³ биогаза. Каждый час — примерно по 7000 м³, этого хватило на выработку 13,1 мВт/час электроэнергии.

По оценкам экологов, в России на мусорных полигонах и свалках ежегодно образуется около 1,1 миллиарда м³ биогаза = 788 000 тонн. Правда, большая его часть никак не используется.

  • Угроза загрязнения окружающей среды.
  • Большая площадь занимаемых территорий.
  • Территории полигонов не могут быть использованы в других целях.

Какие способы переработки бытового мусора

Что не сгниет, то сгорит: мусоросжигательные заводы

Более радикальный и быстрый метод решения проблемы — сжигание отходов потребления в специальных печах. Главные плюс: на выходе получается шлак, практически не имеющий запаха, а его масса от трех до десяти раз меньше массы сжигаемого мусора. Однако мусоросжигательные печи нуждаются в мощных системах очистки дыма, поскольку при горении ТБО выделяются токсичные вещества, способствующие загрязнению окружающей среды.

Сам шлак также может содержать опасные соединения и тяжелые металлы, способствующие природному загрязнению. Впрочем, в последнее время разрабатываются методы высокотемпературного плазменного сжигания мусора, при котором вредные вещества полностью нейтрализуются.

Наибольший процент бытовых отходов подвергают этому виду утилизации в Японии. В 2011 там таким образом подверглись утилизации 64% собранных твердых бытовых отходов. Больше половины отходов на мусоросжигательные заводы отправляют датчане, шведы, жители Люксембурга и Швейцарии.

Из приблизительно 2500 мусоросжигательных заводов построенных в мире, 400 расположены в Европе. В течение года они производят порядка 130 миллиардов кВт/ч электроэнергии — в 4,5 раза больше, чем вырабатывается на Ленинградской АЭС.

  • Уменьшение объема отходов.
  • Использование пара для выработки тепла и энергии.
  • Угроза загрязнения окружающей среды.
  • Требует более внушительных финансовых затрат.

Какие способы переработки бытового мусора

Вторсырье в брикеты: брикетирование мусора

Одним из наиболее передовых способов утилизации бытовых отходов является их брикетирование. Предварительно требуется разделение мусора по характеру.

В составе твердых бытовых отходов содержатся различные компоненты:

  • пищевые отходы
  • бумага и картон
  • текстиль
  • стекло
  • металлы
  • полимеры
  • опасные вещества

Вторичная переработка в этом случае также возможно, поэтому в процессе дополнительной сортировки извлекаются все пригодные для данной процедуры материалы. Ни в коем случае, после отсортировки не должно остаться токсичных и опасных отходов, катализирующих процесс загрязнения окружающей среды.

Какие способы переработки бытового мусора

Опыт Швеции

В Швеции из мусора выделяют более 50% вторичных материалов, помимо металла и стекла. Переработка через мусоросортировочные заводы, построенные по шведской технологии в городе Вийстерс (Голландия), проходит ⅕ бытовых отходов этой страны — 125 тысяч тонн = 600 тысяч м³ ежегодно.

  • Бумаги — 16 000 тонн.
  • Пластмассы — 4500 тонн.
  • Железа и сплавов — 3500 тонн.
  • Органической основы для компостирования — 39000 тонн.

На мусорный полигон вывозится 47 000 тонн балластных фракций, это менее 10% от исходного количества. В этом основная проблема переработки бытовых отходов. Эффективная переработка бытовых отходов налажена в Швеции — она мусор ввозит из других стран. Ежегодно шведы готовы принимать до 800 000 тонн ТБО от соседей. Главным образом из Норвегии. Между тем как на свои свалки отправляют лишь 4% от произведенных отходов — почти в десять раз меньше, чем в среднем по Европе. Здесь особенно актуально построить завод по механизированной переработке бытовых отходов и получать стабильный доход. Оборудование для МПБО имеет высокую стоимость, однако окупается достаточно быстро – в течение 1-3 лет.

Что касается Швейцарии, жители этой страны начинают решать проблему с момента ее образования. То есть с сортировки мусора. Они тщательным образом следуют этому правилу, разделяя отходы потребления на несколько видов.

Обязательно отделяются от общего мусора:

  • чистая пластиковая тара
  • лампы
  • герметично упакованные аккумуляторные батареи
  • консервные банки
  • электротехника

Это далеко не все виды твердых бытовых отходов, подверженные разделению. Такой метод сортировки предупреждает загрязнение окружающей среды. Выброс несортированного мусора конечно возможен, но за дополнительную плату. Это мотивирует граждан самостоятельно сортировать мусор.

Какие способы переработки бытового мусора

Опыт Германии

Германия, как и другие европейские страны, занимается решением вопроса утилизации бытовых отходов. Они также практикуют сортировку отходов потребления. В немецких домах и дворах можно увидеть по пять или шесть контейнеров для разных видов мусора. Все контейнеры имеют определенный цвет, что помогает упростить процесс сортировки. Сортировкой бытовых отходов занимается большая часть жителей этой страны. Причем они делают это на добровольной основе, серьезно подходя к проблеме загрязнения окружающей среды. Вывозом несортированного мусора, как правило, занимаются муниципальные компании, так как этот вид мусора перерабатывать крайне невыгодно. Они получают прибыль от людей, оплачивающих вывоз мусора.

Далее мусор отправляется на завод по переработке твердых бытовых отходов, в результате сжигания отходов образуется шлак и пар. Шлак направляется на дальнейшую переработку, а пар на электростанцию для получения электричества или тепла. Органические отходы после отсортировки отправляют на биогазовые станции. С помощью микроорганизмов мусор перерабатывается в биогаз. Этот газ также может направляться на преобразование в энергию, а также использоваться как топливо.

Но есть в Европе и те страны, где так же как и в России еще не скоро откажутся от содержания полигонов для захоронения бытовых отходов. Это касается Греции, Хорватии. Рекордсменом является Румыния — на полигоны отправляется 99% отходов потребления. Переработка в этой стране практически не применяется.

Утилизация бытовых отходов в России

С такими объемами мусора, которые образуются ежегодно на территории России, важно использовать эффективные методы утилизации, чтобы избежать загрязнения соседних территорий. Переработанный мусор может стать спасением постоянно ухудшающейся экологической ситуации в стране.

Преобладает метод захоронения, такая обработка является наиболее простой и дешевой, но, к сожалению, сильно влияет на состояние экологической сферы. Кроме того, часто для захоронения используются несанкционированные полигоны. Крайне важно использовать для этого подходящие и подготовленные территории, соответствующие всем природоохранным требованиям.

Способы переработки непрерывно совершенствуются, появляются новые более экономичные и не допускающие загрязнения. Для изменения сложившейся ситуации важно найти эффективные пути, такие как снижение количества отходов для утилизации. Этого можно добиться при условии переработки в сырье для новой продукции.

Переработка экономит природные ресурсы, часть из которых является невозобновляемыми. Однако совершенствование переработки бытовых отходов сдерживается тем, что необходимо грамотно разработать бизнес план и иметь солидную сумму для первоначальных вложений в строительство инженерных сооружений и инфраструктуру мусороперерабатывающего производства. Исследуя зарубежный опыт, можно подчеркнуть выгоду и высокую эффективность инвестирования в предприятия, перерабатывающие отходы ТБО.

Вопрос № 10. В чем причины возрастания объемов твердых бытовых отходов? Какие способы переработки бытовых отходов существуют?

Сегодня по данным государственной корпорации «Ростехнологии», являющейся крупнейшим участником рынка мусоропереработки в стране, на территории России скопилось более 31 миллиардов тонн неутилизированных отходов. И их количество ежегодно увеличивается более чем на 60 миллионов тонн.

Министерством природных ресурсов России было подсчитано, что на каждого россиянина приходится по 400 килограммов отходов в год. Ну а среднестатистическая российская семья, состоящая из четырех человек, выбрасывает за год около 150 килограмм разного рода пластмасс, примерно 100 кило макулатуры, и около 1000 стеклянных бутылок.

Однако, корень мусорной проблемы в России заключается не в постоянном увеличении объемов ТБО, а скорее в неумении властей этими отходами грамотно распорядиться. Данные, имеющиеся у компании «Ростехнологии» свидетельствуют, что не менее 40% от всего накопившегося в стране мусора представляет собой ценное вторичное сырье. Однако в переработку поступает всего лишь около 7–8% бытовых отходов, а остальной мусор просто вывозится на полигоны.

В связи с этим можно утверждать, что наша страна сегодня снова проходит мимо больших денег, поскольку сегодня проекты по мусоропереработке являются мировым трендом, который интересен как бизнесу, так и зарубежным инвесторам. Мировой мусорный рынок сегодня оценивается примерно в 120 млрд долл. А в России переработка отходов, по подсчетам различных компаний, может приносить от 2 до 3,5 миллиардов долларов в год.

Сегодня сферу инвестиций в мусоропереработку можно считать, во-первых, весьма перспективной в виду высокого спроса на вторичное сырье, получаемое на мусороперерабатывающих заводах. Во-вторых, она считается низкорисковым бизнесом — ввиду твердых тарифов на утилизацию ТБО от муниципалитетов.

По этой причине иностранные фонды и компании, которые традиционно очень консервативны в отношении нашей страны, постоянно заявляют о своей готовности финансировать строительство мусороперерабатывающих предприятий в России.

Этот интерес со стороны зарубежных компаний вполне понятен: у нас данная отрасль сегодня находится в самом начале развития. По состоянию на сегодняшний день, в России функционирует только:

-243 мусороперерабатывающих заводов.

-50 мусоросортировочных комплексов.

-10 мусоросжигательных заводов.

Само собой, их явно мало для того, чтобы суметь справиться с грандиозными объемами ТБО, образующимися в нашей стране. Следовательно, каждое новое мусороперерабатывающее предприятие в России будет иметь хорошую окупаемость: примерно от двух до пяти лет.

Помимо этого в России нет заводов, которые осуществляют полный цикл переработки мусора. Большинство отечественных проектов до сих пор ограничиваются покупкой промышленных прессов, необходимых для спрессовывания мусора для его дальнейшей укладки на полигоне. И вполне естественно, что возможность получения выручки от продажи полученного из мусора вторсырья, на которую прежде всего рассчитывают иностранные инвесторы, у нас практически никак не реализовывается.

Именно в этом и заключается ключевое отличие отечественной схемы мусоропереработки от европейской. Принятые в Европе высокие экологические требования сделали размещение ТБО на полигонах самым дорогим и невыгодным способом утилизации отходов, в то время как их переработка является весьма серьезным доходным бизнесом. В России же все происходит с точностью наоборот: дешевле всего оказывается складировать мусор на полигонах либо сжигать его.

Утилизация бытового мусора

Какие способы переработки бытового мусора

1. Тема проекта. Утилизация бытового мусора

2. Автор. Салихова Вероника Айдаровна

3. Руководитель. Закирова Резеда Фазировна – учитель начальных классов первой категории

4. Организация. МОБУ СОШ № 1с. Бакалы

Цель работы: изучение процесса утилизации бытовых отходов и вторичной переработки отходов в разных странах мира.

1. Изучить дополнительную литературу по теме .

2. Определить значение вторичной переработки бытового мусора.

3. Узнать способы переработки разного вида сырья.

4. Найти варианты использования бытовых отходов в хозяйстве.

Практическая значимость. В век технического совершенства очень много новизны. Если зайдешь в любой супермаркет, то удивишься разнообразию упаковок. Меня заинтересовал вопрос: куда люди выбрасывают эти упаковки после использования.

Я решила провести опрос среди учеников нашей школы. Опрос показал, что мы выбрасываем мусор там, где нам удобно.

Изучив литературу, я узнала, как происходит утилизация в разных странах мира. Самая налаженная работа по использованию бытовых отходов организовано в Германии.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1с. БАКАЛЫ

МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА БАКАЛИНСКИЙ РАЙОН РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Утилизация бытового мусора

Выполнила: ученица 1 класса Салихова Вероника

Руководитель: Закирова Р. Ф. – учитель

начальных классов МОБУ СОШ № 1 с. Бакалы

  1. Введение. Отходы или сырье.
  2. Утилизация бытового мусора. Виды вторичного сырья.
  3. История вторичной переработки.
  • В мире.
  • В России и СССР:
  • Москва;
  • Санкт-Петербург;
  • Башкортостан.
  • Мировой опыт:
  • США;
  • Германия;
  • Швецария;
  1. Возможные пути решения:
  • Вторичные пластмассы
  • Текстиль и обувь
  • Последние разработки
  1. Заключение
  • Значение вторичной переработки отходов
  • Чудесные превращения. Поделки из бросового материала
  1. Литература

Цель работы: изучение процесса утилизации бытовых отходов и вторичной переработки отходов в разных странах мира.

  1. Изучить дополнительную литературу по теме .
  2. Определить значение вторичной переработки бытового мусора.
  3. Узнать способы переработки разного вида сырья.
  4. Найти варианты использования бытовых отходов в личном хозяйстве.

Развитие городов, повышение уровня жизни населения и постоянно возрастающая хозяйственная деятельность человека создают одну из острейших проблем XXI столетия – проблему негативного воздействия на природу отходов производства и потребления. Практически во все времена своего существования человек стремился как можно быстрее и дешевле избавиться от отходов, не задумываясь при этом о последствиях. Как и сотни лет назад, наиболее распространенный метод решения проблемы ТБО – их захоронение. В Европе на полигоны вывозят около 50% собираемых ТБО, в США – около 70%, в России –96-97 %.

Несанкционированное размещение опасных отходов на «стихийной» свалке

Повсеместно возникающие вокруг населённых пунктов плохо организованные, а порой и просто «стихийные» свалки являются серьёзными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод.

Процессы, происходящие в толще складированных отходов под влиянием кислорода воздуха, воды и микроорганизмов, приводят к выделению в атмосферу, почву и грунтовые воды органических и неорганических загрязняющих веществ, среди которых оксиды серы и азота, тяжелые металлы. Свалки могут стать источником эпидемиологической опасности, поскольку некоторые виды отходов являются пищей для птиц, грызунов и насекомых, способных разносить различные заболевания.

Очаг возгорания на несанкционированной свалке

Известно: макулатура, металлолом, пластиковые и стеклянные бутылки, старые шины и прочий обычный городской хлам при переработке способны превращаться в массу полезных вещей. Какие проблемы испытывают все российские города и что нужно делать, чтобы совсем не задохнуться от мусора? К сожалению, единственный выход, который предлагают нам администрации всех крупных городов и областей – сжигание отходов, но это борьба не с проблемой, а с ее следствием. Подобный способ обращения с ТБО является наиболее опасным, кроме того, он гораздо менее перспективен и эффективен, чем переработка, которая обычно требует меньше капитальных вложений и приносит прибыль. Также переработка отходов создает дополнительные рабочие места, а товары из вторсырья, в конечном итоге, оказываются дешевле за счет экономии энергии, воды и первичных ресурсов. Индустрия переработки мусора дает намного меньше выбросов в атмосферу, воду и почву, чем простое сжигание и позволяет сохранить природные ресурсы на более длительный срок.

Утилизация бытового мусора

К твердым бытовым отходам ( ТБО ) принято относить отходы, образующиеся в жилых зданиях. ТБО классифицируют по источникам образования и по составу, по категориям опасности и соответствующим технологиям переработки отходов На схеме показаны все направления обращения с отходами (в том числе и с ТБО).

Разделённый домашний мусор: 1 — стеклянные бутылки, 2 — тонкий пластик, 3 — толстый пластик, 4 — картон, 5 — смешанный мусор, 6 — железные банки, 7 — бумага, 8 — полистирол, 9 — стекло, 10 — батареи, 11 — металл, 12 — органические отходы, 13 — упаковка «Тетрапак», 14 — ткань, 15 — туалетный мусор.

История вторичной переработки

В СССР утилизации придавалось большое значение. Были разработаны унифицированные бутылки для молока, пива и прохладительных напитков, по всей стране существовали пункты сбора стеклотары. Для сбора макулатуры и металлолома привлекались школьники и члены пионерской организации. Был налажен жесткий учет драгметаллов, применяемых в промышленности, в частности в электронике.

Образование отходов в экономике России составляет 3,4 млрд тонн в год, в том числе 2,6 млрд тонн/год — промышленные отходы, 700 млн тонн/год — жидкие отходы птицеводства и животноводства, 35—40 млн тонн/год — ТБО, 30 млн т /год — осадки очистных сооружений. Средний уровень их использования составляет около 26 %, в том числе промотходы перерабатываются на 35 %, ТБО — на 3—4 %, остальные отходы практически не перерабатываются.

Низкий уровень использования отходов объясняется, главным образом, не отсутствием технологий, а тем, что переработка большей части отходов в качестве вторичного сырья характеризуется низкой рентабельностью или вообще нерентабельна. В результате низкого уровня использования продолжается накопление отходов в окружающей природной среде. Объемы накопления неиспользуемых отходов достигли 80—90 млрд тонн.

Москва , является крупнейшим индустриальным гигантом России, до предела насыщенным промышленными предприятиями. Площадь города с присоединенными территориями составляет 99,3 тыс. га. В этом мегаполисе проживает более 10 миллионов человек, что составляет 6% населения страны. Ежегодно в Москве образуется более 3,5 млн. тонн твердых бытовых отходов (ТБО) и около 6,1 млн. тонн промышленных отходов. В то же время переработке подвергается лишь 10% ТБО и около 59% промышленных отходов.
В Подмосковье сейчас минимум 210 полигонов сохранения отходов и свалок, 69 из которых – действующие, общая их площадь – 678 га. Дальнейшую эксплуатацию ряда свалок местные органы власти или администрация Московской области, запретили; следовало бы закрыть в Подмосковье еще 19 свалок, срочно нуждающихся в рекультивации.
Из полигонов, принимающих московские ТБО, на сегодняшний день действуют только три: “Тимохово” (Ногинский район), “Хметьево” (Солнечногорский район) и “Икша” (Дмитровский район). Их общая площадь – 140 га. Экологическая обстановка на полигонах и вокруг них оценивается как очень неудовлетворительная (деятельность полигона “Икша”, например, приостановлена).
Несколько лет назад в Москве проблему мусора намеревались решить, построив крупные мусоросжигательные заводы (МСЗ). В настоящее время функционируют только два подобных предприятия, да и те с устаревшей технологией. На сегодняшний день в качестве альтернативы сжиганию создана замкнутая цепочка оборота алюминиевой банки из-под напитков и пластиковых бутылок: от сбора и переработки использованной тары до выпуска новой из вторсырья. Существуют и эффективно функционируют предприятия работающие в данном направлении.

Санкт-Петербург – также представляет собой мегаполис и, по размерам, равно как и по количеству производимого мусора, уступает только Москве. При этом все отходы вывозятся на окраинные и областные свалки и полигоны, которые стремительно увеличиваются в размерах. В связи с этим назрела необходимость кардинального решения проблемы утилизации ТБО и промышленных отходов. Возможных вариантов два: строительство одного-двух мусоросжигательных заводов или развитие системы цивилизованной утилизации.

Система обращения с твердыми бытовыми отходами в Республике Башкортостан

Стоит отметить, что в Республике Башкортостан – одном из наиболее развитых в промышленном отношении регионов Российской Федерации – вопросам обращения с отходами уделяется должное внимание. Природные богатства предопределили развитие на ее территории горнодобывающей , перерабатывающей , нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслей промышленности, энергетики и трубопроводного транспорта, позволили развить сельское хозяйство.

По данным федерального государственного статистического наблюдения объем накопленных отходов в Республике Башкортостан достиг 2 млрд. т, основная часть приходится на долю отходов горнодобывающей отрасли.

Ежегодно в республике образуется более 37 млн. т промышленных отходов, около 1,1 млн. т твердых бытовых отходов. На одного жителя республики приходится в год более 1 куб. метра бытовых отходов.

Экологическая акция «Бумаге – вторую жизнь!»

Острая проблема загрязнения окружающей среды продуктами жизнедеятельности человека призывает нас к чувству ответственности за чистоту воздуха и воды, улиц и дворов.

Мы ставим целью показать необходимость рационального использования вторичного сырья – макулатуры.

– 1 тонна макулатуры сберегает около 4 куб.м. древесины. А это 5 взрослых деревьев! Ежегодно растения планеты усваивают 150 млрд. тонн углерода и выделяют в атмосферу свыше 25 млрд. тонн кислорода. Один гектар леса испаряет в летний день 40 тонн воды.

– Производство целлюлозы для водоемов всегда опаснее производства макулатурной массы.

– Переработка использованной бумаги позволяет сократить число вредных веществ, выделяемых в атмосферу при ее сжигании или гниении.

Родители и учителя помогите детям в благородном деле улучшения качества окружающей среды!

Утилизация ртутьсодержащих отходов

Нередко под видом малоопасных на полигоны ТБО поступают промышленные отходы, содержащие токсичные компоненты, к примеру, разбитые ртутьсодержащие термометры, люминесцентные лампы. Содержащаяся в люминесцентных лампах ртуть – опасный ядовитый металл и, попадая в окружающую среду, может негативно отразиться на здоровье людей. В одной ртутной лампе в среднем содержится около 100 мг газообразной ртути, данный вид отхода относится к первому классу опасности для окружающей природной среды. С учетом того, что на каждого работающего жителя приходится в год около одной использованной ртутной лампы, потенциальная угроза «ртутного» загрязнения окружающей среды достаточно серьезна.

На базе Стерлитамакского филиала создан участок по демеркуризации ртутьсодержащих отходов, полностью отвечающее нормативным требованиям. Это серьезный вклад в работу, которая целенаправленно проводится в республике по обезвреживанию отработанных вредных веществ.

Утилизация промасленных отходов

Ежегодно в городах Республики Башкортостан образуется свыше 150 тонн твердых промасленных отходов, основная часть которых образуется в промышленном комплексе, особенно на предприятиях, имеющих в своем составе мазутные котельные, склады и хранилища ГСМ, автохозяйства, железнодорожные депо, ремонтные мастерские и др.

Промасленные отходы относятся к категории пожароопасных отходов, и обращение с ними требует соблюдения особых условий.

США
В США подсчитали, что металлы, извлеченные из твердых отходов, могут обеспечить национальную потребность в железе на 7%, в алюминии на 8% и в олове на 19%. На местном уровне предпринимается ряд мер по сокращению количества ТБО. В Миннеаполисе и Сент-Поле запрещено продавать продукты питания в пластиковой оболочке, которая не разлагается или не может быть переработана. Примерно 500 тыс. семей США выбрасывают стеклянные, бумажные или алюминиевые отходы в раздельные контейнеры, которые затем доставляются на предприятия по переработке определенного мусора.

Переработка стекла
В стране перерабатывается 98% всего производимого стекла. Большинство сообществ США используют комбинированную программу переработки – упаковка из-под пищевых продуктов и бутылки из-под напитков собираются вместе. Далее они разделяются уже непосредственно на фабрике по переработке.

Ежегодно в Германии образуется до 40 млн.тонн отходов. Раньше там, как и сейчас в России, весь мусор сваливали в кучу и несли в серую бочку. Потом стали делить отходы: стекло к стеклу, бумагу к бумаге. Для каждого вида ТБО имеется своя бочка. Бочки должны стоять недалеко от домов, но не далее 15 м от проезжей части, чтобы облегчить работу мусорщикам.
В серую бочку теперь несут только остаточный мусор, старые газеты, журналы и картонные коробки. В желтую бочку выбрасывают банки, бутылки, полимерную и бумажную, а также частично металлическую упаковку, на которой стоит “зеленая точка”. Зеленая бочка предназначена для органических отходов, которые перерабатываются в компост. В ближайшее время ожидается введение в использование голубой бочки для бумаги и картона.
Эти бочки, стоящие перед входом в дом или подъезд, опустошаются раз в две недели специальными машинами. Население платит несколько сот марок в год, причем эта сумма не зависит от количества извлеченного из бочек мусора. В такой ситуации разбрасывать мусор невыгодно, поскольку такие действия караются высокими штрафами.
Лишнюю стеклянную тару, которая по каким-либо причинам не попала в желтую бочку для упаковок, нужно складывать в большие контейнеры, также расположенные в нескольких точках каждого района. Зеленые, белые и коричневые бутылки сортируются на месте. Лекарства с просроченной датой принимают аптеки. Для старых батареек есть приемные пункты в любом супермаркете. О вывозе холодильников нужно договариваться заранее.
Мусор, собранный в городе, в зависимости от расстояния между местом сбора и полигоном, доставляется или непосредственно на полигон, или в центр по сортировке, или на мусороперегрузочную станцию. Здесь посредством мусороприемника на несколько десятков тонн со встроенным гидравлическим прессом осуществляется перегрузка отходов в большие (грузоподъемностью 24-40 тонн) автоконтейнеры. Таким образом, сокращаются транспортные расходы.
В центрах по сортировке собранные упаковочные материалы сортируются вручную.

Особые отходы. Их прием осуществляется бесплатно для населения. Имеются контейнеры для:

  • красок и лаков;
  • просроченных лекарств и косметики;
  • старых масел;
  • батарей для электронных и электрических приборов;
  • старых химикатов;
  • средств защиты растений;
  • аэрозольных упаковок;
  • вышедших из строя ртутных ламп.

К раздельному сбору мусора немцы привыкли, но нельзя сказать, что в этом отношении царит сплошная идиллия. С ростом благополучия проблема бытовых отходов усложняется: то фирмы начинают требовать, чтобы потребитель мыл стаканчики от йогурта перед тем как отнести их на помойку, то изготовители тары отказываются платить пошлину за лицензию на право переработки.
Швейцария
На улицах Женевы муниципальная служба вторсырья расставила металлические контейнеры для битых и нестандартных бутылок, причем стекло сортируется по цвету: белое, зеленое, коричневое, для этого на контейнерах имеются соответствующие надписи. Для отработанных батареек вокруг крупных магазинов и школ ставят “скворечники” – небольшие ящики. Подсчитано, что 80% проданных в стране батареек вновь возвращаются жителям. Женевцы собирают и бытовой алюминий – крышки от молочных бутылок, оберточную фольгу от шоколада. В городе создана инициативная группа “Не растрачивай алюминий”, которая печатает и распространяет листовки, призывающих граждан включиться в эту акцию.

Твердые бытовые отходы (ТБО) нужно не уничтожать, а использовать. Нельзя подходить к проблеме ТБО как к борьбе с мусором, ставя задачу любой ценой избавиться от него и поскорее выбросить на свалку или сжечь. Это гигиенически нецелесообразно и экологически вредно. Кроме того, ТБО – это комплексное сырье, содержащее целый ряд ценных компонентов.

Возможна вторичная переработка бумаги: старые бумаги вымачиваются, чистятся и измельчаются для получения волокон — целлюлозы . Дальше процесс идентичен процессу производства бумаги из лесоматериалов.

В России основная часть макулатуры (до 75 %) используется для производства туалетной бумаги и картона (коробочного, тарного, гофрокартона ).

Основным механическим способом переработки отходов ПЭТ является измельчение, которому подвергаются некондиционная лента, литьевые отходы, частично вытянутые или невытянутые волокна. Такая переработка позволяет получить порошкообразные материалы и крошку для последующего литья под давлением. Характерно, что при измельчении физико-химические свойства полимера практически не изменяются.

Во многих странах Европы на мусоросборных площадках спальных районов, помимо контейнеров для сбора металла, пластика, бумаги и стекла, появились контейнеры для сбора использованной одежды, обуви и тряпи.

Вся тряпь поступает в сортировочный центр. Здесь происходит отбор одежды, которая ещё может быть пригодна для использования, она впоследствии поступает в благотворительные ассоциации для малоимущих, церкви и красный крест. Непригодная одежда проходит тщательный отбор: отделяются все металлические и пластмассовые детали (пуговицы, змейки, кнопки и пр.), затем разделяют по типу ткани (хлопок, лен, полиэстер и т. д

Обувь подвергается похожему процессу сортировки: подошва отделяется от верха, компоненты сортируются по типу материала, после чего поступают на предприятия по переработке резины, пластмассы и т. д. В этом своего успеха достигла инновационная компания спортивной одежды NIKE, в магазинах которой в США можно получить скидку, оставив свои сношенные кроссовки.

Ученые из Нидерландов представили последние разработки в сфере переработки отходов — улучшенную технологию, которая без предварительной сортировки, в рамках одной системы, разделяет и очищает все отходы, которые туда поступают, до первоначального сырья. Система полностью перерабатывает все виды отходов (медицинские, бытовые, технические) в закрытом цикле, без остатка. Сырье полностью очищается от примесей (вредных веществ, красителей и т. д.), пакуется и может быть использовано вторично. При этом система экологически нейтральна.

Значение вторичной переработки отходов

Во-первых, ресурсы многих материалов на Земле ограничены и не могут быть восполнены в сроки, сопоставимые со временем существования человеческой цивилизации. Во-вторых, попав в окружающую среду, материалы обычно становятся загрязнителями . В-третьих, отходы закончившие свой жизненный цикл изделия часто (но не всегда) являются более дешевым источником многих веществ и материалов, чем источники природные.

Чтобы как-то уменьшить бытовой мусор, я решила сделать поделки из бросового материала. Использование этих материалов дает чувство независимости от взрослых, так как его можно использовать по своему усмотрению, а главное этот материал всегда можно найти, он разнообразен. Поделки могут иметь разное назначение:

  1. для игр детей;
  2. для украшения интерьера детского учреждения, дома , сада;
  3. их можно использовать в качестве подарков.
  1. Давыдова Г.Н. Детский дизайн. Поделки из бросового материала. М.:Скрипторий 2003, 2010г
  2. Давыдова Г.Н. Поделки из бросового материала. Цветы. М.:Скрипторий 2003, 2010г
  3. Дик Н. Ф. Лучшие проекты в 3-4 классах. Ростов–на-Дону: Феникс, 2009 г.
  4. Дубова М. В. Организация проектной деятельности младших школьников. М.:БАЛАСС, 2010 г.
  5. Дьяченко А. Л. Большая энциклопедия природы для детей. Бельгия, Шантеклер, 1991 г.
  6. Журнал. Непоседа (за2009-2010 гг.)
  7. Журнал. 1000 советов (за2008-2010гг.)
  8. Нуждина Т. Энциклопедия для малышей. Ярославль, 1997 г.
  9. Электронное пособие. Энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2009 г.

Анализ методов и перспектив использования твёрдых бытовых отходов в системах энергоснабжения

Твёрдые бытовые отходы и их свойства

Бытовой мусор является одним из видов хозяйственно-бытовых отбросов жизнедеятельности человека. Бытовой мусор состоит из органических и неорганических частей. Полная характеристика ТБО предполагает рассмотрение их фракционного и морфологического состава, средней плотности, количества, химическую и бактериологическую характеристику. Ниже приведена сводная таблица состава ТБО рис.1.

Какие способы переработки бытового мусора

Рис.1. Примерный состав ТБО в СССР в 1989 г.

На соотношение составляющих бытовых отходов оказывают большое влияние: степень благоустройства жилищного фонда, сезоны года, климатические и другие условия. Так, в осенний период содержание пищевых отходов значительно выше, чем в другие периоды, что связано с большим использованием овощей и фруктов в рационе питания населения. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что с течением времени в составе и свойствах мусора происходят существенные изменения. В составе мусора постоянно увеличивается содержание бумаги благодаря развивающемуся производству и растущему использованию её прежде всего из-за повышения культурного уровня и распространения упаковок в торговле.

В связи с вредными свойствами бытового мусора, обусловленными наличием в нем быстроразлагающихся органических веществ, болезнетворных организмов и т.д. возникает важнейшая задача санитарной очистки городов. При этом целесообразно использовать полезные свойства отбросов.

Можно выделить следующие основные методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

  • Утилизационные – с максимальным использованием всех полезных свойств путём переработки основной части мусора в органическое удобрение и биотопливо, выделения вторичного сырья и использование горючих неутилизируемых частей (в качестве топлива) на мусороперерабатывающих заводах;
  • Ликвидационные, не предусматривающие использование полезных свойств отходов: захоронение на усовершенствованных свалках с засыпкой землёй, сброс в болота, выработанные шахты, карьеры, вывоз в море, а также сжигание отбросов без использования тепла.

С точки зрения использования твёрдых бытовых отходов в системах энергосбережения для нас конечно представляет интерес утилизационные способы переработки.

Получение компоста из твердых бытовых отходов (ТБО)

Одним из наиболее распространенных методов утилизации бытового мусора является его биологическая переработка с получением компоста и биотоплива. Процесс обезвреживания и переработки осуществляется за счёт саморазогревания мусора, и поэтому называется биотермическим. Этот процесс происходит в результате роста и развития разнообразных, в основном теплолюбивых (термофильных), микроорганизмов в аэробных условиях, то есть при достаточном доступе воздуха.

В ходе процесса мусор разогревается до температуры 60С°, что губительно действует на болезнетворные микроорганизмы и обеспечивает надёжное обезвреживание мусора. Под действием развивающейся микрофлоры сложные, быстрогниющие органические вещества разлагаются с образованием форм, легко усваиваемых растениями, получается компост.

Схематически основные фазы микробиологического процесса разложения органического вещества отбросов можно представить следующим образом. Сначала компостируемая масса имеет температуру окружающего воздуха. Затем с ростом микроорганизмов растёт и температура компоста. До 40С° в нём усиленно размножаются мезофильные организмы (оптимальная температура их развития 25-30С°).

Повышение температуры в компостируемой массе свыше 40С° приводит к гибели мезофилов и размножению более теплолюбивых микробов – термофилов. Это наиболее важная стадия в процессе компостирования, так как микроорганизмы проявляют здесь наибольшую активность и окислительные процессы интенсифицируются. Затем температура постепенно снижается, доходит до мезофильной стадии и процесс затухает.

При компостировании сложные белковые соединения легко разлагаются и переходят в более простые соединения – сначала в аминокислоты, конечная фаза расщепления которых сопровождается выделением аммиака. Аммиак окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Процесс этот называется нитрификацией, так как его вызывают особые нитрифицирующие микроорганизмы.

При ускоренном механизированном компостировании, когда процесс органического вещества в установке длится несколько дней, обычно имеют место процессы аммонификации. Нитрификация может наступить лишь во время последующего дозревания в штабелях или в почве при соответствующих условиях.

На процесс компостирования наиболее влияют: влажность компостируемой массы, аэрация, температура и состав исходного мусора. Для создания лучших условий компостирования применяют различные способы подготовки отбросов или их сочетания: магнитная сепарация, просеивание для разделения по крупности и по составу, дробление. В ходе процесса осуществляют подачу воздуха, подсушку или увлажнение отходов, в ряде установок применяют биологические добавки, ускоряющие процесс разложения органических веществ. В некоторых установках извлечение металла и операции по обогащению компоста производят после процесса компостирования в конце технологической линии.

Существуют различные технологии компостирования:

Минимальная технология

Компостные кучи – 4 метра в высоту и 6 метров в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от одного до трех лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарная зона.

Технология низкого уровня

Компостные кучи – 2 метра в высоту и 3-4 в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи – через 10-11 месяцев. Компостирование занимает 16-18 месяцев.

Технология среднего уровня

Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4-6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.

Технология высокого уровня

Требуется специальная аэрация компостных куч. Компост готов уже через 2-10 недель.

Сжигание твердых бытовых отходов (ТБО)

Также очень распространённым методом является сжигание ТБО. В некоторых случаях оно получается наиболее целесообразно.

Специфика сжигания мусора состоит в том, что он состоит из частиц, разных по размеру и разнохарактерных по средней теплоте сгорания. Кроме того, топливные свойства мусора сильно изменяются в течение года. Средняя теплота сгорания достигает максимума зимой и минимума летом. Наибольшее влияние на этот показатель оказывает содержание влаги. Средняя теплота сгорания мусора составляет около 6300 кДж/кг.

При сжигании мусора расходуется большое количество кислорода воздуха, которое значительно увеличивается при повышении в мусоре доли пластмасс. Даже сложное и дорогостоящее очистное оборудование, применяемое на мусоросжигательных заводах, не исключает опасности загрязнения атмосферы вредными выбросами.

От сжигания мусора образуется остаток в виде шлака, масса которого составляет 15-25% исходного мусора. Таким образом, значительная часть мусора остаётся не уничтоженной и вывозится на обычные свалки. Шлак от сжигания мусора содержит растворимые в воде минеральные и органические вещества, которые загрязняют почвы и грунтовые воды.

Существует ряд конструкций топок для сжигания мусора. Вне зависимости от конструкции топка должна обеспечивать:

  • хорошее перемешивание частей мусора для усреднения состава и выравнивания процесса горения;
  • перемещение составляющих мусора и его отдельных порций для обеспечения процесса воспламенения доступа воздуха в слой;
  • поддержание достаточно высоких температур, гарантирующих воспламенение и устойчивое горение мусора;
  • дожигание газообразных и твёрдых продуктов неполного сгорания мусора.

Мусоросжигание применяется в основном в следующих случаях: при содержании в бытовых отходах менее 30% активного органического вещества (например, остаток разделения мусора при компостировании), при отсутствии гарантированных потребителей компоста, в условиях повышенных санитарных требований к обезвреживанию отходов. Также в крупных городах строят мусоросжигательные заводы в центре города и при этом выигрывают на транспорте отходов и на экономии земляных ресурсов. Но в данном случае очень большие затраты ложатся на долю очистных сооружений.

Также развивается направление маленьких мусоросжигательных установок, которые могут устанавливаться как в квартирах, так и на целые дома. Основная же проблема в данном случае опять-таки состоит в очистке дымовых газов, а также в контроле за этим. Большое развитие это направление получило в Австралии и Новой Зеландии.

Анализ технологической схемы утилизации ТБО осуществлённой на Минском ОЗПБО

В 1978 году был построен Минский опытный завод по переработке бытовых отходов (МОЗПБО) и в 1986 году он был реконструирован и расширен. При этом в качестве основного объекта-аналога был принят действующий в г. Санкт-Петербурге опытный завод механизированной переработки бытовых отходов. Основными производственными процессами которого являются биотермическая переработка ТБО и сжигание некомпостируемых бытовых отходов (НБО).

За основу принят технологический процесс с биотермической переработкой ТБО в биобарабанах КМ 102А (4*60) совместно с механически обезвоженным ОСВ Минской станции аэрации, с сепарацией чёрных и цветных металлов, стекла и полиэтиленовой плёнки, а также со сжиганием некомпостируемых частей и частичным сжиганием исходных бытовых отходов для получения тепла в виде пара.

Мусоровозы въезжая на разгрузочную эстакаду выгружают отходы в приёмный бункер ТБО. На заводе имеется два приёмных бункера с пластинчатым питателем и один бункер для резервирования, из которого отходы переносятся в приёмный бункер грейферным мостовым краном. С пластинчатого питателя отходы попадают на ленточный конвейер, по которому загружаются в биобарабан. Для каждого конвейера установлено 2 биобарабана, которые загружаются по очереди.

После загрузки барабан начинает вращаться. Отходы находятся в биобарабане около 2 суток. При этом происходит их обезвреживание за счёт саморазогревания, так как происходит аэробный процесс разложения отходов. Температура отходов поднимается примерно до 50-60С°. Кроме того, в течении этого времени компостная масса истирается и измельчается.

Далее после выхода компостной массы из биобарабана, она по ленточному конвейеру попадает на грохот, где разделяется по фракционному составу. Мелкая фракция в которую попадают измельчённые пищевые продукты и бумага, мелкие отходы, измельчённое стекло и т.д. идёт на металлический сепаратор, далее на сепаратор для стекла, после чего дополнительно дробиться и складируется на полях дозревания компоста.

Крупная фракция, состоящая, в основном, из пластика, полиэтилена, ветоши, металлических предметов и прочих неорганических отходов попадают в приёмный бункер мусоросжигательной установке, куда добавляются ещё и свежие бытовые отходы. Из бункера грейферным краном отходы транспортируются в чешские котлы ЧКД Дукла, где и сжигаются. Остающийся шлак подаётся на металлоотделитель, а после этого либо вывозится на свалку, либо используется в дорожном строительстве, как материал для поднятия уровня. Дымовые газы проходят через систему очистки и выбрасываются в атмосферу.

Для защиты окружающего воздуха от загрязнений дымовые газы от мусоросжигательных установок подлежат очистке. Традиционной схемой очистки дымовых газов от МСУ как у нас, так и за рубежом является очистка на высокоэффективных электростатических фильтрах с расчётным КПД до 99-99,5% по летучей золе и твёрдым фракциям. Температура газов перед фильтрами не должна превышать 300-350С°. Фильтры устанавливаются индивидуально к каждому котлу.

На сегодняшний день Минский ОЗПБО не работает по полному циклу из-за того что: во-первых из-за тяжёлого экономического положения наших колхозов производимый компост не находит сбыта, а во-вторых МСУ даёт слишком большие выбросы вредных веществ. В настоящее время на заводе ТБО загружаются в биобарабаны, где они обезвреживаются и измельчаются. Затем эта масса разделяется на компостную массу (полупродукт) и НБО. Из них сепарируется металл, а затем эти две фракции вывозятся на свалки и захороняются послойно.

В ближайшем будущем предполагается установки линии прессования ТБО. То есть отходы будут прессоваться в тюки и закапываться в таком виде. При прессовании отходов экологический ущерб окружающей среде растягивается на более долгое время, то есть одновременное воздействие на окружающую среду уменьшается.

Данный завод относиться к заводам ещё первого поколения. И по такой схеме он практически никогда не работал, так как компост получался низкосортный и потребителя на него не находилось, а мусоросжигательная установка давала слишком большие вредные выбросы в атмосферу. В настоящее время он просто разделяет компостную обезвреженную массу после биобарабана на две фракции, пропускает их через железоотделитель и вывозит на свалку, где крупная и мелкая фракция закапываются слоями.

В последнее время по всему миру идёт тенденция к отказу от мусоросжигательных установок. Так как они являются основными источниками диоксинов. А мусоросжигательные заводы по европейским нормам стоят очень дорого. Более 50% от стоимости МСЗ – это очистные сооружения.

Ниже на рис.2. показаны основные устройства для очистки газов, принятые на современных МСЗ (МСЗ в городе Алкмаар, Нидерланды).

Какие способы переработки бытового мусора

Рис.2. Схема очистных сооружений на современном МСЗ в Алмааре (Нидерланды)

  • 1. Топка и бойлер
  • 2. Электростатические фильтры
  • 3. Распылитель (выпаривание загрязненной воды)
  • 4. Охлаждение и кислая промывка газов (скруббер) 1 стадия
  • 5. Щелочная промывка газов (скруббер) 2 стадия
  • 6. Рециркуляция отходящих газов
  • 7. Нейтрализация, флоккуляция, осаждение
  • 8. Теплоообменник
  • 9. Реактор с инжекцией активного угля (кокса)
  • 10. Пылевые фильтры
  • 11. Регенеративный теплообменник
  • 12. Разогрев газов
  • 13. Реактор каталитического дожига окислов азота (существует модификация для одновременного дожига диоксинов)

Получение биогаза из ТБО (твердых бытовых отходов)

Одним из наиболее перспективным методом утилизации твёрдых бытовых отходов является получение из него биогаза. Получение биогаза основано на том, что после захоронения предварительно уплотнённых отходов начинаются процессы их химико-биологического преобразования, которые можно подразделить на четыре фазы.

Аэробная фаза (продолжительность от нескольких недель до нескольких месяцев). Активизируется деятельность бактерий, потребляющих кислород.

Анаэробная фаза (продолжительность до нескольких месяцев). Активизируется деятельность бактерий, которые могут существовать без доступа или с минимальным количеством кислорода. Происходит изменение физико-химических свойств отходов (например, меняется рН), образуются органические кислоты.

Анаэробная «нестабильная метановая» фаза (продолжительность от нескольких месяцев до года). Активизируется деятельность метан-образующих бактерий. Химический состав отходов стабилизируется.

Анаэробная «стабильная метановая» (продолжительность от нескольких лет до десятилетий). Активизируется деятельность бактерий, разлагающих (без доступа воздуха) органические составные части отходов до метана, двуокиси углерода и воды.

Процесс анаэробного разложения отходов зависит от их состава и протекает с различной скоростью. Процесс газообразования зависит от продолжительности времени. Так, сначала количество образующегося метана резко возрастает, а затем с годами постепенно стабилизируется.

На неорганизованных свалках образующийся газ бесконтрольно поступает в атмосферу. При этом он вытесняет из почвы кислород, нанося значительный ущерб флоре и препятствуя росту растений. Кроме того, свалка становится потенциальным очагом пожароопасности.

В результате биохимических преобразований и разложения отходов до конечных продуктов образуется горючая газовая смесь, состоящая приблизительно из 55% метана, 40% двуокиси углерода и 5% азота. Теплота сгорания этой смеси позволяет использовать ее для отопительных целей.

При разложении 1 т отходов выделяется 200-250 м 3 биогаза. Разложение отходов начинается под действием кислорода воздуха, однако слои, расположенные на глубине котлована, разлагаются и без доступа кислорода. На глубине около 4 м температура достигает 35. 40°С. Температура, необходимая для нормального протекания биохимических процессов, не должна быть ниже +15°С.

Высокий процент содержания в биогазе метана создает возможность применения его в энергетических целях. Образующийся биогаз может направляться в газопроводы подачи на сжигание для обогрева жилых помещений или же после соответствующей переработки использоваться для выработки электрической энергии.

Этот способ ещё хорош и тем что на его осуществление не нужно очень больших капитальных затрат и экологический ущерб от него минимален. Для реализации данного метода требуется только вырыть котлован, изолировать его от почвы, проложить трубопроводы в залежи мусора для выхода биогаза и использовать полученный газ по назначению.

Переработка ТБО с помощью пиролиза

Австрийские фирмы разработали технологию переработки отходов путем их высокотемпературной газификации (на основе модификации своей запатентованной технологии газификации угля).

Эта технология предусматривает переработку шлама сточных вод из коммунальных очистных сооружений, промышленного шлама. На переработку пойдут отходы: бытовые, синтетических материалов, измельченных волокнистых материалов, а также отходов химической и нефтехимической промышленности – отработанных масел, жидких остатков переработки сырой нефти, кокса.

Особенностью указанной технологии термической переработки является получение из жидких и твердых отходов чистого газообразного продукта.

При газификации отходов с помощью воздуха, кислорода, водяного пара, двуокиси углерода, водорода и их смесей происходит превращение углерода в окись углерода (СО), двуокись углерода (CO2), водород (Н2), метан (СН4) и более высоководородные соединения (СnНm).

Такие элементы, как азот и сера, содержащиеся в отходах, превращаются (в зависимости от условий газификационного процесса) в аммиак (NН3), цианистый водород (HCN), окиси азота (NOx), сероводород (Н2S) и оксид-сульфид углерода (CSO).

Теплоту, необходимую для эндотермических реакций, получают, как правило, от сжигания части отходов, предназначенных для газификации.

Главными целями газификации являются: переработка отходов в аккумулируемую или неаккумулируемую тепловую энергию, которую можно использовать взамен дорогостоящих угля, нефти, газа. А также сводится к минимуму числа побочных продуктов переработки и выхода веществ, загрязняющих атмосферу.

Газификация отходов осуществляется при низких (менее 1200°С) и высоких (более 1200°С) температурах.

Разработан также технологический процесс высокотемпературной газификации отходов. Процесс проводится в одном реакторе, где происходит газификация в подвижном (кипящем) и неподвижном слоях.

В кипящем слое газифицируются жидкие или пылевидные отходы. Образующийся остаток в виде жидкого шлака непрерывно выводится из реактора.

В неподвижном слое газифицируются кусковые отходы. Возможна газификация отходов совместно с более ценными энергоносителями, такими, как уголь и нефть.

Вторичная переработка твердых бытовых отходов

Очень перспективным методом переработки твёрдых бытовых отходов являются системы механического отбора и переработки всего, что может быть использовано в промышленности и в сельском хозяйстве. Таким образом, утилизируется примерно 64-74% мусора от общей его массы.

Возможные подходы к разделению отходов представляют собой спектр решений, заключенных между двумя полюсами: чисто «техническим» и чисто «социальным». Первый полюс – некая идеальная фабрика, на входе которой мы имеем неразобранный поток муниципального мусора, а на выходе – потоки материалов, удовлетворяющих требованиям рынка, и поток, идущий на свалку. Второй – население само разделяет свои отходы, доводит их перерабатываемую часть до рыночной кондиции (моют бутылки, удаляют крышки и т.п.), после чего доставляют эти отходы «куда надо».

Первый путь в чистом виде практически невозможен. Переработка неподготовленного потока ТБО подходит, как метод получения обогащенного топлива для МСЗ, и попутно решает некоторые задачи извлечения вторсырья (например, металлов), но как метод, имеющий основной целью выделение вторсырья из общего потока мусора, она не годится. Практически невозможно, например, отделить пластик от бумаги, бутылочное стекло окажется перемешанным с оконным и т.п. Качество материалов, полученных из общей смеси окажется невысоким.

Разумеется, с чисто технической точки зрения можно сколь угодно качественно разделить поток мусора, как с помощью машинных технологий, так и с помощью ручной разборки. Однако такой процесс, естественно, окажется непомерно дорогим, и это сделает всю деятельность экономически бессмысленной. В частности, можно с уверенностью утверждать, что издержки, налагаемые на общество при таком способе разборки смешанного мусора окажутся значительно больше, чем если бы этот мусор разделялся или, точнее, не смешивался бы вовсе с самого начала.

В основном перерабатываются следующие виды отходов:

  • Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов (например, т.н. «глассфальт»). Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании.
  • Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов «ресайклинга».
  • Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из высококачественных отходов (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров и т.д.). Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве – вместо соломы на фермах.
  • Переработка пластика в целом – более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика (например, PET – двух- и трехлитровые прозрачные бутылки для прохладительных напитков) можно получать высококачественный пластик тех же свойств, другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика не производится.

Типы пластика и коды для них определены “Обществом пластиковой промышленности” (SPI) и приведены в табл.1. Коды SPI широко применяются для обозначения типа упаковочного материала. Такая практика является обязательной во многих странах и большинстве штатов США.

Типы пластика и их коды

Какие способы переработки бытового мусора

На Западе широко распространена практика повторной переработки типов 1 и 2; несколько реже перерабатывается тип 4. Переработка остальных типов не практикуется (за исключением отдельных проектов малого масштаба).

Следует учесть, что значительное количество пластиковых упаковок, используемых сегодня, являются анти-экологичными, то есть включают в себя сразу несколько материалов: например, литровые пакеты, в которых продается сок, (т.наз. «асептические пакеты») состоят из фольги, пластика, картона; эластичные бутылки для кетчупа часто производятся из нескольких типов пластика. Такая упаковка практически не поддается вторичной переработке и зачастую не сгорает в мусоросжигательных печах.

Какие способы переработки бытового мусора

Рис.3. Стоимость переработки вторсырья из муниципальных отходов на Западе

Наиболее экономически выгодным способом утилизации бытового мусора является разделения его на составляющие в источнике возникновения. Этот метод в развитых странах используется повсеместно. Для этого на улицах устанавливаются мусорные баки различных цветов: для пластика, для стекла, для бумаги, для металла, для органики и т.д. Зачастую даже стоят различные баки для стекла разного цвета. Намного сложнее с жилыми домами, оборудованными системами мусоропроводов.

Обычно считается, что разделение отходов самим населением и другими «производителями отходов» более приемлемо, чем «технологическое разделение» по следующим причинам:

  • в этом случае меньше суммарные издержки, налагаемые на общество;
  • как правило, меньше и издержки, налагаемые на городской бюджет и городские власти; в частности, не требуется значительных затрат на приобретение и эксплуатацию сложных технологий разделения;
  • в решении проблемы ТБО принимают непосредственное участие те, кто производит отходы – это (а) считается морально правильным и (б) создает стимул для уменьшения количества отходов.

Итак, в идеале отходы должны разделяться, или, точнее, не смешиваться, “у источника” – населением, или сотрудниками учреждений, производящих “коммерческие отходы”. Но никакая программа сбора вторсырья не будет работать «сама собой», без определенных усилий властей. Ниже рассмотрены возможные механизмы участия городских, региональных и национальных властей.

Например, в Нижнем Новгороде уже начали разрабатывать программу по внедрению прогрессивной системы сбора твердых бытовых отходов. Она заключается в раздельном сборе макулатуры, ветоши, пластика, металлов и стекла с их последующей переработкой или захоронением на полигоне. По мнению авторов программы, она позволит в несколько раз сократить пробег машин по уборке мусора (экономия до 200 тыс. долларов в год).

Эта программа уже действует в семи ЖЭКах, на территории которых установлено 80 специальных контейнеров для сортировки макулатуры – на переработку отправлено 15 тонн. В домах, которые оборудованы мусоропроводами, планируется установить пункты сортировки бытовых отходов, которые могут обрабатывать до 3 тонн мусора в сутки. Пока неизвестно как это нововведение отразится на санитарном состоянии подъездов.

Для того, чтобы обработать 120 тысяч тонн бытовых отходов, образующихся в одном из районов города, будет построен мусороперерабатывающий комплекс. Стоимость оборудования для переработки отходов примерно 500 тыс. долларов. Окупаемость комплекса 3-4 года.

Заметим, что эксперимент по раздельному сбору мусора уже проводился в г.Лиде и во Фрунзенском районе Минска. В столице эксперимент не удался. Нельзя сказать, что всему виной была безответственность жильцов. Говорят, что сначала мусор вывозился из домов каждый день, потом все реже и реже, и начавшим задыхаться людям пришлось вернуться к привычным мусоропроводам. Кстати, тогда эксперимент проводился при помощи немцев, а чтобы внедрить раздельный сбор отходов сейчас, нам придется наладить производство специальных контейнеров.

Нужны и современные комплексы сан-очистки, обеспечивающие максимальную (до 80%) утилизацию вторичных сырьевых ресурсов (металл, стекло, макулатура, полимеры, текстиль, органика) и полное обезвреживание отходов производства. Главное создать правовую и экономическую базу для этого и заинтересовать народ в этом. А здесь возможна даже экономическая заинтересованность населения, так как вывоз и утилизация ТБО будет окупать сама себя, а возможно даже приносить прибыль и при этом наносить меньший урон окружающей нас окружающей среде. Правда, к сожалению, пока почти ничего не делается в этом направлении.

Перечислите основные методы переработки твердых отходов

На сегодняшний день в мировой практике существует более 20 методов переработки твердых бытовых отходов. По своей конечной цели их подразделяют на:
утилизационные– это методы переработки отходов, направленные на получение и последующее использование вторичных ресурсов сырья;
ликвидационные – их основными задачами является сохранение должной санитарно-экологической обстановки и полного или частичного уничтожения отходов.
Следует заметить, что группа твердых бытовых отходов весьма разнообразна и подразумевает большое количество различных веществ и материалов: от текстиля и пищевых отходов до стекла, пластика и металлов. Кроме этого, общая масса отходов подразделяется на классы опасности и т.д. По типу применяемых технологий существует два основных метода утилизации и переработки бытовых твердых отходов:
Механико-биологические методы заключаются в компостировании отходов после осуществления их предварительной сортировки. Сортировку отходов выполняет, преимущественно, население, подразделяя их на металл, стекло, бумагу и т.д. Затем, непосредственно на предприятиях переработки выполняется уже механическая сортировка, далее, для экологической безопасности их захоронения отходы сушат и уплотняют.
Термические методы подразумевают сжигание, пиролиз, газификацию отходов или комбинированные термические методы. Сжиганию подвергаются преимущественно бумажно-полимерные компоненты, помещаемые в топки с кипящим слоем или в установки колосниковыми решётками. Пиролиз – это разложение отходов под воздействием высоких температур (более 600°С) во вращающихся трубчатых печах без доступа кислорода. Газификация отходов – это метод, позволяющий переработать их органическую часть в синтез-газ.
Значительная часть методов утилизации и переработки ТБО обладает высокой себестоимостью и сложностью в технологическом плане, в связи с этим, в настоящее время более часто используются на практике четыре основных направления:

· вывоз мусора на свалку и территорию полигонов;

· биотермическое аэробное компостирование;

· сжигание в условиях мусоросжигательных заводов;

· комплексные методы сжигания и компостирования, либо пиролиз.

87. К чему сводятся недостатки и преимущества термической переработки ТБО?

Хранение ТБО на специальных полигонах. Вывоз и утилизация ТБО на специальных полигонах захоронения предусматривает наличие специально оборудованного полигона, на котором каждый слой мусора засыпается почвой по принципу слоеного пирога. Данный способ утилизации отходов, который по сути таковым не является, имеет положительные стороны, и в частности относительно невысокий уровень энергоемкости процесса, а также минимальные затраты труда и денежных средств на оборудование полигона захоронения.

Несмотря на это, данный метод утилизации характеризуется множеством экологических и экономических недостатков, и в частности тем, что полигоны ТБО занимают значительные территории, при этом делая их непригодными для более рационального использования на протяжении длительного срока времени или, говоря проще, делают почву неплодоносной на срок не менее 50 лет. Кроме того, посредством ветра пыль и мусор с полигона разносится на многие километры вокруг, тем самым загрязняя окружающую среду и нанося вред здоровью человека и в большей мере эстетическому облику города. Также и зачастую происходящие на полигонах захоронения ТБО самовозгорания, образовывающиеся в результате нарушения технологии эксплуатации полигона, не способствуют улучшения уровня экологии и к тому же представляют сложность для тушения.

Пиролиз. Данный метод утилизации пригоден для переработки практически всех видов твердых бытовых отходов, так как предусматривает их температурное разложение без доступа кислорода при температуре от +12000С до +16000С. Тем самым все компоненты мусора трансформируются в простейшие химические соединения в виде водорода, азота, угарного и углекислого газа, метана, сернистого ангидрида и кислорода, а также в виде жидкообразных соединений в виде серной кислоты, хлора и некоторых низших углеродов.

В результате чего можно сделать вывод, что метод пиролиза является самым эффективным и рациональным среди всех существующих. Однако и данный метод имеет свои недостатки и, в частности, характеризуется большим количеством выбросов в атмосферу вредных веществ, высоким уровнем энергоемкости и требует наличие специальных полигонов для захоронения шлака, непригодного для последующей переработки и использования.

Сжигание.Вывоз и утилизация ТБО методом сжигания, происходящего на специализированных мусоросжигающих предприятиях при температуре не более +800 0 С также является не только нерациональным с экономической точки зрения, но и экологически опасным методом утилизации. Объясняется это тем, что, несмотря на применение инновационных технологий, в процессе сжигания мусора в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных веществ, образовывающихся в процессе совместного сжигания различных фракций мусора, в частности бумаги, металлов, пластика, пищевых отходов и прочего.

В результате чего сажа, содержащая в себе практически все элементы таблицы Менделеева посредством ветра переносится на огромные расстояния и, соответственно, загрязняет окружающую среду. Очистить ее впоследствии практически невозможно, так как, например, период полураспада таких образующихся в процессе горения при невысоких температурах веществ как бензапирен, диоксины и им подобные вещества составляет не менее 30 лет. Кроме того, получаемый в результате сжигания мусора, шлак представляет собой вещество, содержащее в себе в концентрированном виде большинство минеральных веществ, тяжелые металлы, летучие диоксины и прочие «ароматические» добавки, делающие его опасным для окружающей среды и в итоге здоровья человека. Данный шлак непригоден для дальнейшего применения, и более того требует специальных полигонов для захоронения шлака.

studopedia.org – Студопедия.Орг – 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) . Какие способы переработки бытового мусора

Методы и способы переработки мусора (ТБО)

Аннотация

Одним из перспективных способов утилизации дистиллерной жидкости может быть ее использование в качестве сырья для получения высококачественного химически осажденного карбоната кальция, нашедшего широкое применение во многих отраслях промышленности: пищевой, медицинской, косметической, резинотехнической, кабельной, бумажной, лакокрасочной, химической, в производстве пластмасс и полимеров, в сельском хозяйстве и т. д.

Общая постановка проблемы

Дорога цивилизации вымощена горами мусора. Это неудивительно, ведь потребление благ цивилизации постоянно растет, а с ним растет и количество отходов. Красочные упаковки, одноразовые изделия и еще многое из того, что делается для широкого потребления, неизменно превращается в утиль.

И, как показывает жизненный опыт, сколько бы ни удавалось мусорное ведро трамбовать – выносить мусор все равно придется. А значит, существует острая необходимость в изобретении новых способов переработки отходов.

Вы удивитесь, но существу, бытовые отходы, представляющие собой смесь из органических веществ различного происхождения, являются ничем иным как высококалорийным топливом, не уступающих по энергетике традиционному бурому углю. За подтверждением этих слов можно обратиться к опыту западноевропейских стран, где в последние годы проблема утилизации ТБО решается наиболее успешно. Так, например, в Копенгагене (столице Дании ) около 30 % тепла для систем централизованного теплоснабжения добывают благодаря термической утилизации отходов!

Рассматривая бытовой мусор как возобновляемый источник энергии, мы учитываем в первую очередь экономический интерес населения. Учитывая постоянный рост тарифов на энергоносители, бытовые отходы как разновидность альтернативного топлива становятся как никогда актуальны.

Получая энергию из мусора мы одновременно решаем проблему утилизации ТБО и получаем дешевую, можно сказать, практически бесплатную тепловую энергию, которую можно пустить на обеспечение коммунальных теплоресурсов. Ну а применение современных технологий утилизации мусора в процессе решения проблемы утилизации отходов позволит снизить негативное влияние, которое оказывает полигон отходов (ТБО) на окружающую среду.

Какие виды топлива можно получить из обыкновенных ТБО.

Если с тепловой энергией, образующейся при термической переработке мусора все довольно понятно и предсказуемо, то двигаемся дальше. Вы будете удивлены, но из отходов можно получать не только энергию, но и топливо. Топливо, получаемое из обыкновенного мусора, бывает:

  • Газообразное (биогаз, содержащий метан)
  • Твердое
  • Жидкое

Итак, рассмотрим способы, благодаря которым получают эти виды топлива из ТБО поподробнее.

Газообразное топливо можно получить в первую очередь из отходов органического происхождения. В развитых странах, где биогазовые технологии развиты достаточно хорошо, при помощи газа, получаемого из пищевых и растительных отходов, отапливаются целые жилые микрорайоны.

Поэтому неудивительно, что в настоящее время в различных странах создаются мусороперерабатывающие заводы, оборудованные специальными хранилищами, обустроенными для правильного твердых бытовых отходов с целью получения из них биогаза. Однако, стоит заметить, что газообразное топливо плохо поддается транспортировке, и поэтому оно как правило используется прямо на месте его добычи для производства тепловой и электрической энергии.

Твердое топливо из ТБО (или RDF) является высококалорийной фракцией, состоящей из бытовых отходов. Данный вид топлива нашел широчайшее применение как дешевый заменитель горючих полезных ископаемых. Оно может заменять такие ресурсы как:

  • бурый уголь
  • каменный уголь
  • нефтепродукты
  • древесина

Замена ископаемых горючих ресурсов подобным твердым топливом из бытовых отходов уже на протяжении многих лет является одним из наиболее ярких показателей современного технического уровня. Данная тенденция наиболее четко проявляется в цементной промышленности.

Сегодня многие цементные заводы используют в технологическом процессе твердое топливо из отходов, поэтому именно они являются основным покупателем данного сырья. Однако помимо подобных предприятий, RDF могут использовать тепло и электростанции. Переработка мусора (ТБО) в твердое топливо является весьма перспективной, поскольку негативное влияние на окружающую среду, возникающее в процессе сжигания подобного топлива, является относительно низким в сравнении с сжиганием традиционных теплоносителей.

К числу неоспоримых достоинств твердого топлива из ТБО можно отнести его постоянную (не изменяющуюся) теплотворность и стандартную форму. Все это существенно упрощает управление и контроль над процессами сжигания, поскольку при использовании данного топлива обеспечивается максимально качественное сгорание, которое к тому же является практически безотходным. Неудивительно, что утилизация отходов путем изготовления из них твердого топлива и последующее его сжигание (вместо традиционного сжигания самих твердых бытовых отходов) сегодня является одним из наиболее эффективных способов переработки мусора.

Жидкое топливо из ТБО научились получать относительно недавно, однако результат превзошел все ожидания ученых, ведь на выходе получилось синтетическое дизельное топливо, которое можно использовать в двигателях внутреннего сгорания. Причем, оно выгодно отличается от дизельного топлива, получаемого на основе нефтепереработки, поскольку оно не имеет в своём составе серы, которая засоряет двигатели, что негативно сказывается на их долговечности.

Использование топлива из ТБО позволяет не только ощутимо продлить срок службы двигателя, но и положительно сказывается на окружающей среде, поскольку отходом от сгорания такого топлива является углекислый газ, который в ходе процессов фотосинтеза превращается в кислород. Ну а тот факт, что горючесть данного топлива ничем не хуже чем у традиционного дизеля, не удивительно, что подобные технологии начинают получать все более широкое распространение.

Современные способы хранения и переработки ТБО

В настоящее время появились такие технологии, дающие принципиальную возможность не только существенно снизить затраты на ликвидацию отходов, но и получить при этом экономический эффект. Существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО – одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1-1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающаяся здесь температура (30-40° С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий.

Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора. Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, и пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо.

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов.

Низкотемпературный пиролиз – это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений – хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

Какие способы переработки бытового мусора

Какие способы переработки бытового мусора

РБК уже поднимал тему утилизации отходов и решил ее продолжить. Мы попробуем разобраться в том, какие способы утилизации наиболее эффективны с экономической и экологической точек зрения.

По мнению Росприроднадзора, “наименьшим злом” в выборе способа утилизации отходов является их сжигание. Мусоросжигающие заводы (МСЗ) признаются ведомством наилучшей доступной технологией, которую следует рекомендовать для широкого применения на территории РФ, причем как для решения проблем утилизации ТБО, так и решения задач энергосбережения и энергоэффективности.

Так, в докладе, опубликованном на сайте Росприроднадзора “Обоснование выбора оптимального способа обезвреживания твердых бытовых отходов жилого фонда в городах России”, авторы с восторгом перечисляют сплошные плюсы, которые получил весь мир от развития мусоросжигания. Мало того что ценное сырье, которое остается после термической обработки отходов (например, металлы), может быть восстановлено и использовано различными методами, так еще и почти на всех заводах используется энергия отходов, отдаваемая в виде электричества, тепла или технологического пара.

Термическая переработка широко развивается в Европе, США и странах Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР). В настоящее время, по данным Росприроднадзора, в мире работает более 2 тыс. 500 МСЗ, утилизирующих около 200 млн т ТБО в год. Суммарно они вырабатывают 130 ТВт/ч электроэнергии ежегодно. Для сравнения, сопоставимый объем электроэнергии могут выработать все генерирующие мощности России в обычном режиме при загрузке в течение 1,5-2 месяцев.

Экологи считают, что мусоросжигательные заводы — это технический, экономический и экологический абсурд, единственным достоинством которого является снижение объема отходов, но на выходе получаются токсичные зола и шлак. В частности, по мнению Гринпис, никакой прибыли эти заводы не приносят и фактически превращают неопасные и малоопасные отходы в токсичные. К примеру, механобиологическая переработка отходов со складированием стабилизированных отходов переработки потребует капитальных затрат в 150-200 долл., а сжигание с захоронением отходов сжигания 400-500 долл.

Какие способы переработки бытового мусора

Однако специалисты Росприроднадзора парируют цифрами – “по оценкам экспертов, совокупная прибыль термической переработки отходов в мире будет быстро расти. В 2010г. она составила около 3,7 млрд долл., а в 2016г. достигнет 13,6 млрд долл.”, говорится в докладе ведомства.

Однако Росприроднадзор не отметает вариант развития в России и мусоропереработки. Для начала, по мнению ведомства, нужно поднять тарифы на захоронение отходов, чтобы был стимул перерабатывать отходы, а не выбрасывать их на полигонах.

“Мы считаем, что предприятия по переработке отходов должны быть межрегиональными. Нет смысла создавать отдельную инфраструктуру для каждого субъекта федерации, если можно объединить территории единой логистикой, поставить единый логистический центр, станцию досортировки и перегруза отходов, мусороперерабатывающие комплексы и все, что не удалось переработать, свозить на единый полигон. Сегодня в стране работает 336 комплексов по утилизации отходов. Из них 40 объектов по термической переработке (сжиганию), 53 сортировочных и 243 перерабатывающих комплекса. Это крайне мало. Отрасли как таковой нет. К тому же проектная мощность действующих предприятий очень низка. Чтобы создать полноценную отрасль по переработке отходов, нужны вложения негосударственных инвесторов”, – считает начальник управления государственного экологического надзора Росприроднадзора Наталья Соколова.

Для того чтобы привлечь в отрасль инвесторов, по мнению Н.Соколовой, необходимо создать технопарки, чтобы работали реальные схемы санитарной очистки территории, и системы экономического стимулирования и гарантий тем, кто работает или собирается работать в этой отрасли.

“Оказывается, недостаточно просто понастроить везде мусороперерабатывающих заводов, раз мы наблюдаем, что мусор свозят на полигоны захоронений в обход мусороперерабатывающего предприятия, потому что тариф на полигоне на порядок дешевле”, – сетует представитель ведомства.

Сделать какие-либо однозначные выводы отнюдь не просто. Проблема обращения с отходами в нашей стране сложная, многогранная, ее можно рассматривать под разным углом. Но задействованы в ней все — от простых граждан, сбрасывающих мусор где попало и как попало, до огромного теневого рынка, на котором зарабатывают деньги.

С одной стороны, все понимают масштабы проблемы и серьезность ситуации, однако пока дальше предложений на бумаге и выездных операций типа “Засада”, где за руку хватают простое население, дело не идет. Но, может быть, действительно, начать это большое дело с каждого и с малого — просто не мусорить там, где мы живем?

Методы переработки и утилизации твёрдых бытовых отходов

Проблема твёрдых бытовых отходов (ТБО) в настоящее время становится всё более актуальной. Рост населения и общее повышение уровня жизни привели к увеличению потребления товаров и, как следствие упаковочных материалов разового пользования, что сильно сказалось на количестве ТБО.

Во всех странах мира за последние десятилетия количество твёрдых бытовых отходов в виде городского мусора резко возросло, составив в среднем на душу населения 150 – 300 кг/год. Ежегодный прирост количества ТБО составляет не менее 3%, а в некоторых странах – около 10 %. В настоящее время существуют различные методы обращения с ТБО.

Организация системы сбора ТБО

На первом плане, конечно, стоит организация системы сбора ТБО, от которой зависят методы их переработки.

Состав твёрдых бытовых отходов зависит от многих факторов: уровня развития страны и региона, культурного уровня населения и его обычаев, времени года и других причин. Более трети ТБО составляют упаковочные материалы, количество которых непрерывно увеличивается.

За последние 20 лет произошли принципиальные изменения в идеологии и технике обращения с твёрдыми бытовыми отходами. Вначале превалировали суммарный способ и общая переработка путём вывоза на санитарные свалки (полигоны), компостирования и сжигания. Затем в различных странах (США, Великобритании, Франции, Германии, Швейцарии, Италии и других, в том числе в России) стали проводиться работы по механической сепарации ТБО и раздельному сбору твёрдых бытовых отходов путём их сортировки населением на несколько видов: пищевые отходы, чёрные и цветные металлы, стекло, пластмасса, бумага, картон и т. д.

Для этих целей используется контейнеры, ящики или мешки различного цвета. Собранные в отдельные ёмкости компоненты отходов подлежат раздельной транспортировке на перерабатывающие предприятия.

Комплексная переработка ТБО

Применяется и комплексная переработка ТБО с механическим извлечением ценных компонентов, по которой предусмотрено извлечение чёрных металлов, макулатуры, органической части, пластмассы и стекла.

Извлекаемое магнитной сепарацией железо подвергается термической обработке для удаления примесей и прессуется в брикеты. Макулатура «мокрым способом» переводится в бумажную массу, которая затем применяется при изготовлении серого и крашеного картона, обёрточной бумаги и т. д. После облагораживания она может заменять часть древесной массы при изготовлении газетной и журнальной бумаги, а также прессованной бумаги.

Раздельный сбор ТБО

Однако опыт большинства стран показал, что будущее за раздельным сбором ТБО населением (по эффективности ему нет альтернативы), но вводить его можно тогда и только тогда и только там, где общественное сознание, культура населения приемлют его.

Для ближайшего будущего система сбора и переработки ТБО, вероятно, будет выглядеть следующим образом:

  • площадка для приёма и первичного осмотра отходов;
  • платформа предварительной сортировки (удаление крупногабаритных отходов, таких как мебель, бытовая техника и т. д.);
  • устройство для разрыва пакетов и отделения органической части отходов для последующей переработки;
  • платформа вторичной сортировки для ручного извлечения ценных компонентов для повторного использования (бумага, картон, различные виды пластмасс, стекло и т. д.) с последующим прессованием;
  • секция магнитного выделения железосодержащих материалов (консервных банок) и прессования;
  • секция для выделения изделий из цветных металлов (в первую очередь алюминиевых банок) за счёт наведённого электрического поля;
  • оборудование для высокоплотного прессования неиспользуемых компонентов ТБО для вывоза на полигон.

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.

Технологической схемой этой установки предусматривалась подача некомпостируемых отходов в бункер-накопитель, из которого они направлялись в загрузочную воронку сушильного барабана. После сушки отходы поступали в печь пиролиза, в которой без доступа воздуха происходило их термическое разложение. В результате получали парогазовую смесь и твёрдый углеродистый остаток – пирокарбон. Парогазовую смесь направляли в тепломеханическую часть установки на охлаждение и разделение, а пирокарбон – на охлаждение и дальнейшую переработку. Окончательными продуктами пиролиза являлись пирокарбон, смола и газ. Пирокарбон используется в металлургической и некоторых других отраслях промышленности, газ и смола – в качестве топлива.

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 (рис.1). Основным агрегатом технологической схемы является барботажная печь, конструкция которой разработана в содружестве со специалистами института Стальпроекта (Москва).

Какие способы переработки бытового мусора
Рис. 1. Печь для термической обработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве:
1 – слой шлака, через который барботирует воздух; 2 – слой спокойного шлака; 3 – слой металла; 4 – огнеупорная подина; 5 – сифон для выпуска шлака; 6 – сифон для выпуска металла; 7 – переток; 8 – водоохлаждаемые стенки; 9 – водоохлаждаемый свод; 10 – фурмы для подачи воздуха; 11 – фурмы для подачи топлива; 12 – загрузочное устройство; 13 – крышка; 14 – загрузочная воронка; 15 – патрубок для отвода газа.

Печь проста и имеет небольшие габариты, высокую производительность и высокую эксплуатационную надёжность.

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.

Высокие температуры процесса, рациональная схема сжигания, заключающиеся в сочетании окислительно-восстановительного потенциала газовой фазы и температурного режима, обуславливают низкое содержание оксидов азота (NOx) и других примесей в дымовых газах.

Дымовые газы благодаря высокотемпературному сжиганию содержат значительно меньше органических соединений, в частности диоксинов.

Перевод в условиях процесса щелочных и щелочноземельных металлов в парогазовую фазу способствует связыванию хлора, фтора и оксидов серы в безопасные соединения, улавливаемые при газоочистке в виде твёрдых частиц пыли.
Замена воздуха кислородом позволяет в 2 – 4 раза снизить объём дымовых газов, облегчить их очистку и уменьшить сброс токсичных веществ в атмосферу.

Вместо большого количества зольного остатка (до 25 % при обычном сжигании), содержащего тяжёлые цветные металлы и диоксины, образуется инертный шлак, являющийся сырьём для производства строительных материалов.

Пыль, выносимая из печи с дымовыми газами, селективно улавливается на разных ступенях очистки. Количество пыли в 2 – 4 раза меньше, чем при использовании традиционных печей. Крупная пыль (до 60 %) возвращается в печь, мелкая, представляющая собой концентрат тяжёлых цветных металлов (Zn, Pb Cd, Sn и др.), пригодна для дальнейшего использования.

Современные методы термической переработки твёрдых бытовых отходов

Институтом «Гинцветмет» совместно с другими российскими организациями разработана технология термической переработки ТБО в барботируемом расплаве шлака. Основным её достоинством является решение актуальной общемировой диоксиновой проблемы: уже на выходе из барботажного агрегата практически отсутствуют высокотоксичные соединения (диоксины, фураны, полиароматические углеводороды). Вместе с тем сейчас имеется ряд отечественных и зарубежных методов термической переработки ТБО, находящихся на разных стадиях освоения. В таблице приведены основные показатели термических методов переработки ТБО, наиболее известных экологам и специалистам по утилизации таких отходов. Эти методы или уже получили промышленное распространение или прошли крупномасштабную апробацию. Суть используемых процессов:

  • процесс КР – сжигание ТБО в печи с колосниковыми решетками (КР) или котлоагрегате на колосниковых решётках разных конструкций;
  • процесс КС – сжигание отходов в кипящем слое (КС) инертного материала (обычно песок определённой крупности);
  • процесс «Пироксэл» – электрометаллургический, включающий сушку, пиролиз (сжигание) отходов, обработку минерального остатка сжигания в шлаковом расплаве, а также пылегазоочистку дымовых газов;
  • процесс в агрегате типа печи Ванюкова (ПВ) – плавка в барботируемом расплаве;
  • процесс, разработанный в Институте химической физики РАН – сжигание – газификация отходов в плотном слое кускового материала без его принудительного перемешивания и перемещения;
  • процесс «Thermoselect» – комбинированный, включающий стадии уплотнения отходов, пиролиз и высокотемпературную газификацию (с получением синтез-газа, инертных и некоторых минеральных продуктов и металлов);
  • процесс «Siemens» – пиролиз – сжигание пирогаза и отсепарированного углеродистого остатка с использованием необогащённого кислородом дутья.

Сжигание ТБО в печах-котлоагрегатах (процесс КР) ввиду сравнительно низких температур (600 – 900 °С) практически не решает диоксиновой проблемы.

Кроме того, при этом образуются вторичные (твёрдые несгоревшие) шлаки и пыли, которые требуют отдельной переработки или направляются на захоронение с последующими негативными последствиями для окружающей среды. Эти недостатки в определённой мере присущи и процессу КС. Здесь добавляется необходимость подготовки сырья к переработке с целью соблюдения гранулометрического состава.

К недостаткам процесса, разработанного Институтом химической физики РАН, относятся:

  • необходимость сортировки и дробления отходов до определённых размеров; добавка и последующая сепарация теплоносителя заданного гранулометрического состава;
  • потребность в разработке дорогостоящей системы очистки дымовых газов – синтез-газа, представляющего собой смесь моноокиси углерода и водорода.

Процесс плавки ТБО в барботируемом расплаве (в печи ПВ) следует отметить (помимо диоксиновой безопасности) ещё два преимущества: сравнительно высокую удельную производительность и низкий пылевынос. Эти показатели обусловлены барботажным эффектом (интенсивной продувкой газами ванны расплава и брызго-насыщенностью рабочего пространства печи над ванной). Немаловажный положительный фактор – наличие промышленного опыта их эксплуатации на предприятиях цветной металлургии в России и Казахстане. В целом можно констатировать, что последняя отечественная разработка превосходит по основным показателям другие отечественные и зарубежные технологии переработки ТБО и является определённым научно-техническим прорывом в решении мировой экологической проблемы.

В настоящее время одним из авторов под руководством руководителя дипломного проекта разрабатывается проект полигона ТБО для ст. Архонской РСО-Алания, где остро стоит вопрос о неудовлетворительном обращении с твердыми бытовыми отходами. При разработке указанного проекта будут учтены изложенные пути решения обращения с ТБО и в первую очередь предварительная сортировка этих отходов и извлечение полимерных и иных отходов для дальнейшей переработки.

ЛИТЕРАТУРА
1. Зайцев В.А. Промышленная экология: учебное пособие. М., ДеЛи, 1999. 140 с.
2. Азаров В. Н., Грачев В. А., Денисов В. В., Павлихин Г. П. Промышленная экология: учебник для высших учебных заведений Министерства образования и науки Российской Федерации под общ. ред. В. В. Гутенева. М., Волгоград: ПринТерра, 2009. 840 с.
3. Калыгин В. Г. Промышленная экология : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений, стер. М.: Изд. центр «Академия», 2007. 432 с.
4. Калыгин В. Г., Бондарь В. А., Дедеян Р. Я. Безопасность жизнедеятельности. Промышленная и эко-логическая безопасность, безопасность в техногенных чрезвычайных ситуациях. Курс лекций / Под ред. В. Г. Калыгина. М., Колосс, 2006. 520 с.
5. Гречко А.В. Современные методы термической переработки твёрдых бытовых отходов. // Пром. Энергетика. 2006. №9.
6. Бабушкин Д.А., Кузнецова А.В. Методы утилизации нефтесодержащих отходов // ЭИ Ресурсосберегающие технологии. 2006. №6.

Поделиться ссылкой: