Лучший мировой технологии переработки мусора

РЭО отберет лучшие мировые технологии по переработке мусора

Глава РЭО рассказал, как повысить собираемость платежей за вывоз мусора

«Мы работаем со всеми странами, которые обладают высокотехнологичными инструментами. У нас есть предложения из стран Азии, из Америки, от европейских компаний. На территории страны уже локализована часть американских технологий, например, в Нижнем Новгороде строятся мусоросортировочные станции. В этом отношении весь мир открыт перед нами», — сказал Буцаев.

Глава РЭО отметил, что ведомство совместно с Минпромторгом РФ отберет наиболее эффективные по стоимости и объемам переработки технологии. Этот показатель условно рассчитывается как отношение вложенных рублей на один килограмм переработанного мусора. Поэтому в данном случае сама по себе дешевая технология не обязательно будет наилучшей.

Как пояснил гендиректор РЭО, есть технологические решения, которые при сбалансированной стоимости могут эффективно перерабатывать мусор. Если региональный оператор превышает этот порог, он может приобретать и другое выбранное оборудование, но на него уже не будут распространяться меры господдержки.

«Самые эффективные в этом отношении технологии мы собираемся поддерживать. Будем помогать региональным операторам в приобретении этого высокотехнологичного оборудования», — пояснил Буцаев.

Ранее Буцаев также рассказал о способе повысить собираемость платежей за вывоз мусора. По его словам, решить проблему можно с помощью цифровизации отрасли.

Отечественные технологии переработки отходов эффективнее зарубежных

Дата публикации: 23 октября 2019 .

С начала этого года в России запущен проект “Чистая страна”. В нем, в частности, предусмотрена ликвидация всех несанкционированных свалок к 2024 году. По предварительным данным, их не менее 60 тысяч, но это только крупных, а сколько всего – никто не скажет. На картах они не обозначены, а единая государственная система учета отходов только разрабатывается. В рамках проекта планируется создать 200 предприятий для сортировки, переработки и утилизации мусора. И в первую очередь построить пять мусоросжигательных заводов (МСЗ). Четыре из них (общей мощностью переработки 2,8 миллиона тонн ТКО в год) появятся в Подмосковье и один в Казани – он рассчитан на утилизацию 550 тысяч тонн твердых коммунальных отходов.

Однако российские ученые скептически относятся к технологии японско-швейцарской фирмы Hitachi Zosen Inova AG, которая станет там применяться. Так, автор пяти научных монографий, посвященных переработке твердых бытовых и промышленных отходов, доктор технических наук Владимир Иванов уверен, что она не решит проблему экологической безопасности, поскольку предполагает сжигание заранее отсортированного мусора на колосниковой решетке.

Технология эта, по словам ученого, далеко не нова. В Советском Союзе отказались от нее еще в прошлом веке из-за сложной очистки выбросов от диоксинов. Кроме того, после сжигания мусора остаются токсичные шлаки, для захоронения которых надо опять-таки строить специальные полигоны. И не зря пару лет назад Еврокомиссия рекомендовала странам ЕС ввести мораторий на строительство новых мусоросжигательных заводов и начать вывод из эксплуатации старых МСЗ.

Вместо них предложено создавать предприятия по переработке органических отходов в биогаз и удобрения. Кстати, и в США за последние годы количество действующих МСЗ сократилось более чем вдвое – с 187 до 77. Наверное, они не так безопасны, как рекламируются.

“Западные партнеры предлагают нам устаревшие технологии, – пояснил ученый. – На их заводах отходы сжигают при температуре не выше 900 градусов Цельсия. Это ведет к образованию опасных для человеческого организма диоксинов, помимо этого в процессе сжигания ТКО появляется большое количество (до трети объема) вторичных отходов, которые содержат высокотоксичные вещества”.

И зачем нам покупать древние технологии, да еще и за большие деньги: на первые пять заводов запланировано потратить 150 миллиардов рублей? Не разумнее ли использовать свои ноу-хау?

“Суть отечественной технологии переработки твердых бытовых и промышленных отходов состоит в том, что они сжигаются в специальной печи в жидком барботируемом шлаковом расплаве при температуре полторы тысячи градусов”, – продолжает Владимир Иванов.

Технология родилась не на пустом месте. На Норильском ГМК, где Иванов работал главным технологом, еще в советские времена разработали новую конструкцию плавильного агрегата барботажного типа. Она много лет использовалась на медеплавильных предприятиях России и Казахстана. Позже, работая в Рязанском отделении института “Гинцветмет”, Владимир Иванов конструкцию усовершенствовал. Она и стала основным элементом технологии комплексной переработки отходов. При использовании барботажной технологии любое вещество при температуре 1500 градусов Цельсия распадается на атомы, а вредные выбросы практически отсутствуют.

Испытания, которые провели на Рязанском опытно-металлургическом заводе института “Гинцветмет” с участием специалистов МИСиС еще в 1996 году. Государственная экологическая экспертиза подтвердила безопасность этого ноу-хау.

“Отходы, которые поступают для сжигания в расплаве без предварительной сортировки и сушки. Это огромная экономия средств, – говорит председатель Рязанской областной организации Российского профсоюза работников среднего и малого бизнеса Владимир Краснов. – И что особенно важно, содержание вредных веществ в выделяемых при сжигании газах в десятки, а некоторых компонентов и в сотни раз ниже ПДК”.

При переработке промышленных отходов, в том числе и золошлаковых отвалов теплоэлектростанций, можно получать на выходе ферросилиций, пеносиликат и уникальный синтетический материал многоцелевого назначения – волластонит, а также гранулированный шлак для производства строительных материалов. Кроме того, один такой завод вырабатывает до 70 МВт электроэнергии.

Эта технология позволяет переработать все накопившиеся в стране отходы, которые невозможно утилизировать другим способом. А их 30 миллиардов тонн! Но дальше испытаний дело не пошло. По словам Краснова, в федеральных ведомствах считают, что внедрением технологии должны заниматься региональные органы власти. Но денег в регионах на это нет. Инвесторы же боятся вкладываться в новые технологии без государственных гарантий. А ведь у российского ноу-хау есть еще одно очень важное преимущество – цена. Зарубежный МСЗ стоит 30 миллиардов рублей при сроке окупаемости 18 лет. А на запуск экологически чистого завода “конструкции Иванова” (мощностью 500 тысяч тонн отходов в год) требуется около семи миллиардов, а вложения окупятся за три года. Такая высокая эффективность позволит растиражировать эту технологию по всей стране и решить наконец проблему утилизации отходов. А возможно, и экспортировать российское ноу-хау, чтобы помочь всю планету очистить от мусора.

Сейчас в России скопилось свыше 30 миллиардов тонн неутилизированных отходов. Ежегодно к ним добавляется еще 60-70 миллионов тонн бытового мусора. Перерабатывается не более 6-7 процентов. Остальные идут прямым ходом на мусорные свалки и полигоны, отравляющие окружающую среду. В стране существует 243 комплекса, перерабатывающих мусор, и десять мусоросжигательных заводов. К сожалению, даже если число их удвоить, проблему это не решит. Ведь одна только Москва производит более семи миллионов тонн ТКО в год, а вся страна – в десять раз больше. И это не считая промышленных отходов. Проблема их утилизации становится острее год от года. Одна из усиленно предлагаемых к внедрению “европейских технологий” утилизации состоит в том, что перед доставкой на полигон мусор спрессовывается в брикеты, которые заворачиваются в несколько слоев полиэтиленовой пленки. Это, мол, перекроет доступ воздуха, предотвращая тем самым гниение отходов и их контакт с землей. “Последние научные исследования показали, что на мусорных полигонах идет процесс активного гниения с выделением очень опасных для человеческого организма веществ, в том числе фосгена, диоксинов, фуранов и других. И никакая пленка здесь не поможет – необходимы их обезвреживание, переработка и утилизация”, – уверен Владимир Иванов. Источник

«Переосмыслить, переделать, пересмотреть»

В чем суть предлагаемой в Шиесе технологии переработки мусора

Решения о вывозе мусора в те или иные регионы не могут приниматься во вред жителям этих субъектов, заявил президент России Владимир Путин на медиафоруме Общероссийского народного фронта, отвечая на вопрос о создании в Архангельской области экотехнопарка «Шиес» для переработки твердых коммунальных отходов (ТКО) из Москвы. Глава государства также отметил, что опасения жителей области не лишены оснований и подчеркнул, что заводы должны строиться по мировым стандартам, чтобы не вредить людям. Анализ протестов показывает, что многие люди до сих пор не понимают, что из себя представляют новые технологии, которые намерены применить в Шиесе. Об иностранном опыте переработки ТКО — в материале «Ленты.ру».

Не просто проблема, а большая беда

Россияне производят примерно 60 миллионов тонн коммунальных отходов ежегодно. Москва должна решать, что делать примерно с 12 миллионами тонн коммунальных отходов, пятой частью всего мусора в стране. Ежегодно в Москве образуются, по разным оценкам, до 7,2 миллиона тонн твердых коммунальных отходов (ТКО) и около 6,1 миллиона тонн промышленных отходов, в то же время переработке подвергается лишь 10 процентов ТКО и около 59 процентов промышленных отходов. Москва уже не первое десятилетие задыхается от мусора — каждый день из столицы вывозится 9,5 тысячи тонн ТКО.

Проблему усугубляет, превращая ее в настоящую беду, то обстоятельство, что, по мнению специалистов, возможности подмосковных полигонов были исчерпаны еще в начале 80-х годов прошлого века. На в общем-то законный вопрос противников экотехнопарка в Шиесе, почему бы его не построить, если он такой безопасный, под столицей, ответ может быть только один, и он будет неутешительным — для этого просто нет территории. С 2013 года в Московской области были закрыты 24 из 39 мусорных полигонов.

Оставшиеся свалки должны прекратить работу в ближайшие годы в связи с их заполнением, заменить их должны четыре мусоросжигательных завода с мощностью переработки 700 тысяч тонн отходов в год каждый, обеспечивающие обезвреживание преимущественно подмосковного мусора. Вопрос что делать с московским мусором остается открытым.

На сегодняшний день из-за отсутствия достаточных мощностей для обезвреживания, переработки и безопасного размещения ТКО Россия движется к настоящему экологическому бедствию — и сейчас уже совершенно неважно, почему это произошло, и кто в этом виноват. Проблему, а правильнее сказать, общую беду необходимо решать совместными усилиями. При этом в основе решения данной проблемы должен быть комплексный подход, затрагивающий все этапы жизненного цикла обращения с твердыми коммунальными отходами, реализация которого осуществляется путем создания современных экотехнопарков.

Современная концепция экотехнопарка

По большей части используемые на сегодняшний день в России пути решения в сфере обращения с твердыми коммунальными отходами, особенно захоронение несортированных ТКО на неподготовленной территории, оказывают негативное воздействие на окружающую среду и являются весьма убыточными с экономической точки зрения, так как на практике являются практически неконтролируемыми.

В основе современной концепции экотехнопарка предлагается новая для России технология, представленная компанией Flexus, заключающаяся в глубоком прессовании неутилизируемых компонентов ТКО, прошедших предварительную сортировку.
На выходе получаем следующие продукты:

– вторичные материальные ресурсы — направляются на дальнейшую переработку с целью получения готовой продукции для последующей реализации;

– спрессованные кипы неутилизируемых компонентов ТКО (1,0х1,0х1,5м), упакованные в герметичную пленку — направляются на размещение на полигоне, оборудованном современным противофильтрационным экраном, комплексом очистных сооружений, обеспечивающими защиту окружающей среды от возможного негативного воздействия.

Отличительной особенностью данной технологии является то, что получаемые в результате глубокого прессования кипы неутилизируемых компонентов ТКО представляют собой практически инертный материал в отличие от несортированных отходов. Несмотря на то что при текущем уровне развития технологий этот материал пока считается неутилизируемым, со временем, учитывая темпы развития технологий, в отрасли точно появятся продуктивные решения, которые позволят его утилизировать или рекультивировать хотя бы частично.

Полигон, предназначенный для размещения кип с отходами, коренным образом меняет свой облик. Во-первых, за счет высокой плотности отходов в кипах требуемая под размещение площадь сокращается более чем в 2 раза. Во-вторых, в процессе уплотнения и изоляции отходов в кипах создаются условия, тормозящие процессы разложения органических веществ, что способствует значительному сокращению образования биогаза и фильтрата — примерно на 95 процентов по сравнению с полигонами несортированных отходов. И, как следствие, исключаются следующие экологические проблемы: загрязнение подземных и поверхностных вод, загрязнение атмосферного воздуха, в том числе и в результате пожаров от возгорания биогаза. Кроме того, с помощью технологии размещения изолированных в кипах отходов удается полностью устранить благоприятную среду для размножения грызунов, птиц, бездомных животных.

К тому же реализация современной концепции переработки утилизируемых компонентов и размещения герметичных кип отходов позволит создать не только экологически безопасную, но и высокодоходную систему.

Шведские технологии

Наиболее дешевым, в сочетании с высоким качеством и репутацией в мире, является оборудование шведской фирмы Presona. С этой компанией уже есть принципиальная договоренность о совместном комплектовании линий с изготовлением большей части металлоемких конструкций в России по ее чертежам. Согласована совместная комплектация линий оборудованием Presona и российской компании «Станко». Низкая себестоимость обработки мусора позволяет создать систему утилизации, делающую экономически невыгодными несанкционированные свалки, что, кстати, весьма актуально и для Архангельской области, в которой их тысячи, а многие находятся в непосредственной близости от центра сопротивления экотехнопарку — селу Урдома.

Шведская технология позволяет многократно использовать большие средства, которые буквально лежат под ногами. Вместе с твердыми коммунальными отходами на каждые 100 000 жителей в землю закапываются в год порядка 2000 тонн металла, 10000 тонн бумаги и картона, 3000 тонн пластика, 1500 тонн стекла, 1500 тонн текстиля, — миллиарды долларов в масштабах страны. Разработанный бизнес-план показывает, что при капитальных вложениях в два миллиона долларов США в завод по сортировке и прессованию коммунальных отходов Presona производительностью 200 тысяч тонн в год, чистый доход за 5 лет составит 14 миллионов долларов при необычайно высокой рентабельности в 150 процентов. Разумеется, все это окажет прямое положительное влияние на местные бюджеты через налоги и создание сотен рабочих мест.

И пожалуй, самое главное — на базе получаемых доходов становится возможным внедрение дорогостоящих технологий глубокой переработки отходов, оставшихся после сортировки. До настоящего времени предложения по глубокой (вплоть до 100 процентов) переработке ТКО были несостоятельными.

Новейшей технологией, которая возможно действительно позволит добиться почти 100 процентов переработки отходов, является reCulture — шведская технология разделения отходов в воде с получением пылевидного, гранулированного или брикетированного топлива, после предварительного удаления из ТКО хлорсодержащих компонентов, тяжелых металлов и других элементов, образующих высокотоксичные соединения при горении.

Технология reCulture является дорогостоящей, ее внедрение целесообразно на базе реализации системы глубокого прессования ТКО с предварительной сортировкой. Таким образом, система глубокого прессования ТКО решает экологические и социальные проблемы. В масштабах страны, республики, региона — это новая отрасль экономики, создающая основу для развития многочисленных высокорентабельных производств на базе очень дешевого сырья. Слоган линии — «Переосмыслить, переделать, пересмотреть» отражает не только технологическую суть проекта, но и отражает изменения в сознании современного гражданского общества, идущего навстречу передовым научно-техническим разработкам и перестраивающим экологическое сознание.

Изменения в Белоруссии

Мингорисполком совместно с институтом «Белкоммунпроект» принял новую программу санитарной очистки города. Суть новой концепции заключается в следующем: в черте города собираются построить три закрытых мусороперегрузочных станции (МПС) в северном, восточном и западном направлениях, где бытовой мусор будет сортироваться и прессоваться в тюки с последующей транспортировкой на полигон большегрузными автопоездами грузоподъемностью до 35 тонн.

В настоящее время в Минске собранный бытовой мусор вывозится на два полигона «Северный» и «Тростенецкий», где сваливается без предварительной переработки. Последний из названных полигонов уже подлежит закрытию и рекультивации. Полигон «Северный» при определенных условиях может эксплуатироваться еще не более 2-х лет. Практически исчерпал свои возможности и требует реконструкции мусороперерабатывающий завод «Экорес» в Шабанах. Применяемая устаревшая технология захоронения бытовых отходов требует отведения больших земельных участков и значительных транспортных затрат.

Новая технология, сходная с той, которая будет применена в Шиесе, имеет целый ряд существенных преимуществ по сравнению с нынешней системой захоронения ТКО в столице Белоруссии. Учитывая, что метод основан на прессовании ТКО в тюки с гарантированной плотностью более 1 тонны на кубометр, срок эксплуатации полигона увеличивается в 2,5 раза. Следовательно, если, согласно ТЭО, срок службы полигона «Тростенецкий» рассчитан на 40 лет, то его эксплуатация при новом методе увеличивается до 100 лет. Это обстоятельство уже явилось основанием для быстрого внедрения данного метода хранения для возможной дальнейшей утилизации в странах Западной Европы: Испании, Германии, Великобритании и Франции. Увеличенный более чем в два раза срок службы объекта позволяет без вреда для экологии хранить прессованные ТКО столько времени, сколько потребуется для разработки и внедрения эффективной технологии их утилизации в будущем.

При прессовании происходит удаление жидкой фракции, вследствие чего резко сокращается объем образования газов, исключается возгорание отходов, загрязнение почвенных вод, рассеивание легких фракций отходов ветром. Высокая плотность прессования не допускает впитывания атмосферных осадков в тюки, что существенно снижает образование метана и загрязнение атмосферы. Требуется в 10 раз меньше грунта для перекрытия отходов и рекультивации полигона. Станции прессования могут размещаться как непосредственно на полигонах, так и на МПС, располагаемых в черте города. В этом случае достигается резкое сокращение транспортных расходов.

В климатических условиях Минска прессы должны быть установлены в отапливаемом помещении, так как в ходе прессования из ТКО выдавливается влага, собираемая лотками. По данным Академии коммунального хозяйства России, влажность ТКО составляет 50-60 процентов. В тюках же, образуемых после прессования, влажность ТБО составляет всего 25-30 процентов. Учитывая структурный состав ТКО и указанную влажность, можно утверждать, что низкие температуры не оказывают никакого влияния на состав тюков и тем более не может быть и речи о разрыве связующей брикеты проволоки.

Мировой опыт

Достаточно только посмотреть на географию уже действующих экотехнопарков, чтобы понять, что они расположены в непосредственной близости от крупных мировых городов. Вот только некоторые из них: Джерси-сити — в США, Гетеборг и Лидчепинг — в Швеции, Агд, Ним и Порто-Веккьо — во Франции, Любляна — в Словении, Тимишоара — в Румынии и Цвайбрюккен — в Германии. Во всех этих странах национальное экологическое законодательство и государственный контроль за охраной окружающей среды весьма жесткие. Кроме того, во всех этих государствах в парламентах работают влиятельные партии зеленых.

В Дании предусмотрено открытое складирование упакованных кип в непосредственной близости от жилых районов. Примерно 2-3 миллиона тонн отходов, спрессованных по современным технологиям, находятся на складировании в Италии. Во Франции существует полигон, где размещаются отходы в упаковке Drylandfill. В Барселоне также для размещения на полигоне принимаются только упакованные в тюки отходы.

В Швеции один из самых высоких в мире показателей утилизации бытовых отходов — 99 процентов. Около половины идет на повторное использование и вторичную переработку. Производители отвечают за утилизацию упаковки и товаров с истекшим сроком эксплуатации, в том числе электроприборов, автомобилей и лекарств. Другая часть отходов после тщательной сортировки сжигается для получения энергии, которая играет большую роль в системе отопления. Как известно, Швеция даже импортирует отходы в том числе из Норвегии, Великобритании и Ирландии. Разумеется, этого успеха страна не могла бы добиться без создания экотехнопарков, которые выполняют важную распределительную роль.

В 1991 году в Германии производителей упаковки обязали принимать ее обратно после использования. В 1996-м эти меры были расширены: немецкие власти приняли специальный акт, целью которого было введение системы замкнутого цикла в области переработки мусора. Новые условия обязывали компании начиная со стадии проекта следить за тем, чтобы производство не оставляло отходов, а в конце жизненного цикла продукт подвергался экологической переработке.

В 2012 году этот закон был доработан и расширен. Добровольная и обязательная ответственность сегодня действует для производителей не только упаковочных материалов, но и транспортных средств, электронных приборов, химической продукции. Целью ставится максимальное использование материалов, «законсервированных» в отходах. По состоянию на середину 2017 года оборот мусороперерабатывающей отрасли в Германии составлял около 70 миллиардов евро, в ней были заняты более 250 тысяч человек.

Россия только начинает путь цивилизованной переработки коммунальных отходов. И она идет по тому пути, который многие страны уже прошли. Создание экотехнопарка в Шиесе — это один из первых шагов в этом направлении. Архангельская область может оказаться в самых первых рядах перспективной отрасли экономики, и в дальнейшем, обладая таким опытом, регион будет иметь колоссальные конкурентные преимущества в тот момент, когда в очередь встанут другие субъекты федерации, желающие повторить экономический и экологический успех той же Швеции. В любом случае всем нам предстоит переосмыслить свое экологическое сознание, переделать имеющиеся технологии и пересмотреть свои гражданские воззрения. Иного пути у нас нет.

ТОП-10 новых отечественных решений для переработки отходов

В рамках Tech Today Hub украинские ученые представили инновационные решения по управлению отходами.

Представитель нашего журнала “Наука и техника” Зубарев А.Н. также принимал участие в этой конференции.

Vodafone Украина, совместно с некоммерческой организацией NDI Foundation, представили в рамках платформы Tech Today Hub практические решения украинской науки для переработки отходов: «Clean Tech. Эффективное управление отходами».

На экспертной встрече, собравшей представителей бизнеса, государственных администраций и ученых, были представлены инвестиционные проекты и практические решения украинской науки для решения актуальной для Украины проблемы эффективного управления промышленными и бытовыми отходами. Представленные разработки охватывают такие направления:

– Инновационные разработки для переработки твердых бытовых отходов;
– Инновационные решения для переработки промышленных отходов;
– Решение для водоочистки и водоподготовки.

Подробно с материалами Tech Today Hub можно ознакомиться на онлайн площадке проекта, их краткое описание приведено ниже.

1. Синтез водорода из экологически опасных органических отходов

Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины предложил эффективное решение для получения водорода из пищевых отходов, разработав Микробная биотехнология синтеза молекулярного водорода из экологически опасных органических отходов. Поиск альтернативных экологически чистых источников энергии – одна из самых актуальных проблем человечества. Наиболее перспективным и экологически чистым видом топлива является молекулярный водород. Его горение приводит к образованию экологически чистого конечного продукта – воды. Украинские ученые создали сухие микробные пеллеты для индустриального использования, позволяющие в 5 раз быстрее обычных технологий перерабатывать пищевые отходы и преобразовывать их в энергоресурсы.

2. Микробная технология быстрой и эффективной переработки смешанных пищевых отходов

Накопление на свалках экологически опасных смешанных пищевых отходов – одна из насущных проблем мирового масштаба. Спонтанное гниение таких отходов приводит к многоуровневому катастрофическому отравлению окружающей среды токсичными соединениями. Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины предложил решить эту проблему с помощью микробной технологии быстрого и эффективного сбраживания экологически опасных смешанных пищевых отходов. Такое сбраживание происходит очень быстро, в течение 2-3 недель, и имеет высокую эффективность – происходит уменьшение массы отходов в 20-30 раз. При этом в окружающую среду не попадают токсичные продукты. Области применения решения чрезвычайно широки: обезвреживание смешанных пищевых отходов мегаполисов, переработка отходов промышленных пищевых производств, гостиницы и пищевые предприятия в курортных зонах, обезвреживание смешанных отходов в экстремальных условиях. Так, технология внедрена на украинской антарктической станции «Академик Вернадский».

3. Микробная биотехнология очистки сточных вод с получением «экологически чистой» воды

Сегодня отсутствуют природоохранные технологии, обеспечивающие очистку промышленных сточных вод от концентрированных органических соединений, высокая концентрация которых делает невозможным очистку с помощью биологических очистных сооружений. Как следствие, происходит непрерывное загрязнение окружающей среды. Разработка Института микробиологии и вирусологии НАН Украины позволяет с высокой эффективностью уменьшить содержание растворимых концентрированных органических соединений с десятков и сотен тысяч до 20-50 мг/л. Решение актуально для животноводства, пищевой промышленности, связанной с образованием концентрированных растворимых органических соединений, а также для экологически безопасной фильтрации сточных вод в мегаполисах.

4. Малоотходная утилизация сточных вод

Институт проблем машиностроения НАН Украины разработал технологию огневой утилизации стоков жидкости гидроразрыва (технология, применяемая в нефтедобыче и

газодобыче), а также концентратов таких стоков в составе композиционных топлив. С помощью этой технологии могут быть утилизированы различные типы сточных вод: сточные воды химической и пищевой промышленности, шахтные и карьерные воды, пластовые воды при добыче традиционных углеводородов, отработанная жидкость гидроразрыва при добыче нетрадиционных углеводородов. Уникальность технологии в том, что зарубежные аналоги не являются комплексными и не решают вопросы утилизации органических примесей.

5. Технология бессточной водоподготовки для предприятий энергетической отрасли с получением минеральных солей

Классическая схема водоподготовки на электростанциях имеет ряд недостатков. Предложенная харьковским Институтом проблем машиностроения НАН Украины бессточная водоподготовка для ТЭС позволяет достичь значительной экономической эффективности, сократить расходы кислот и щелочей на проведение процесса очистки в 10 раз, не предполагает сбросов минерализованных стоков в окружающую среду.

6. Технология переработки изношенных шин методом «Магнитного удара»

Проблема переработки изношенных шин является чрезвычайно актуальной во всем мире. Старые шины сжигают, механически и криогенно измельчают или уничтожают с помощью пиролиза. Все эти методы очень дорогие, как результат – перерабатываются только 50% шин в мире. Предложенная Киевским национальным университетом им. Т.Г.Шевченко технология базируется на первоочередном разделении резины и металлической корда за счет магнитного удара, с последующим механическим измельчением резиновой составляющей и получением металлического лома из корда.

7. Термическая переработка биоорганических и твердых бытовых отходов

Термическая переработка биоорганических и твердых бытовых отходов с помощью окислительного пиролиза дает возможность получить из мусора полезные продукты. Например, из коксового остатка – топливо, из карбонизата помета – удобрения, из ила и золы – сырье для строительства, из конденсата – сырье для получения биогаза. Уникальность проекта Института возобновляемой энергетики НАН Украины заключается в простоте конструкции оборудования, возможности реализации на существующих площадках, имеет низкий уровень потребления энергии и экологически безопасно.

8. Мобильный завод для утилизации твердых бытовых отходов при отсутствии электроэнергии

Актуальная проблема для каждого города – переработка твердых бытовых отходов – имеет определенные недостатки. Это и высокая стоимость переработки, и привязка к заводам, и необходимость использования больших объемов электроэнергии. Ученые Украинской Академии Наук предложили утилизацию твердых бытовых отходов в местах организованных и неорганизованных свалок при отсутствии электроэнергии с помощью мобильного завода. Такой завод помещается в автомобильные контейнеры. На месте свалки проводится сортировка отходов, из них отбирается металл, стекло и пластик, а остатки обогащаются торфом или опилками. Полученная смесь подсушивается, мелется и брикетируется. Уникальность этой переработки в том, что она может происходить на месте свалки, поэтому не требует затрат энергетических ресурсов, времени и средств на перевозку. В результате получаются топливные гранулы и брикеты, которые можно использовать для отопления.

9. Мусороперерабатывающий энергетический комплекс

Предложенный предложенное ОАО «Мотор Сич» и ГП «ДИПРОПРОМ» комплекс сможет перерабатывать в топливо до 500т отходов в сутки, в результате за месяц можно получить 2,5 МВт электрической энергии и до 7МВт тепловой энергии. Такое решение актуально для муниципалитетов, мусороперерабатывающих компаний, производств с высоким уровнем низкокалорийных отходов. Коэффициент полезного действия комплекса – до 70%.

10. Smart-решение по сбору твердых бытовых отходов, сортировке и рекуперации остатков

Проблему неэффективности существующих технологий утилизации твердых бытовых отходов в Украине можно решить с помощью комплексного Smart решения – бытовые отходы проходят различные этапы переработки: от сбора в специальные сортировочные «ячейки», до переработки на специальной перерабатывающе-упаковочной станции. Такой цикл, разработанный НАН Украины, позволит решить проблему мусора и в городах-миллионниках, и в районных центрах.

Tech Today Hub является национальным площадкой, где презентуются разработки украинских ученых; украинские технологии и проекты для практического внедрения, которые помогут Украине осуществить технологический прорыв. Tech Today Hub работает при поддержке Национальной Академии Наук Украины, Комитета ВР по вопросам образования и науки, Министерства инфраструктуры, Министерства образования и науки Украины, Министерства экономического развития и торговли, NDI Foundation и Vodafone Украина.

За дополнительной информацией, пожалуйста, обращайтесь:

Российские ученые осваивают новые технологии переработки мусора

Современные технологии позволяют перерабатывать бытовые отходы и превращать их в нечто полезное. В России научились давать мусору вторую жизнь. Например, из стеклянных бутылок можно сделать утеплитель, а из старых автомобильных покрышек — сырье для косметической промышленности.

Стекло не будет разлагаться в земле тысячу лет. Свои дни бывшая тара для напитков заканчивает в огромном барабане, перемалывается до состояния муки и отправляется в огромную печь, где, словно тесто, поднимается и превращается в пеностекло — легкий, универсальный утеплитель для домов и дорог. Завод «Роснано» в Калужской области может переработать 40 тысяч тонн стекла в год, то есть больше, чем выбрасывает на помойку весь регион, а результат переработки расходится уже по всей России.

Максим Никулин, генеральный директор предприятия по производству пеностекла: «Это абсолютно негорючий вид теплоизоляции, который не только невозможно поджечь, но и при нагреве он не выделяет никаких вредных веществ и запахов. Во вторых, это теплоизоляция, которая не боится воды».

Сегодня есть тысяча и один способ оставить после себя мусор, но значительно меньше вариантов избавиться от него. Самые популярные — сжечь, закопать и отправить с глаз долой подальше — критикуют и экологи, и власти. Из дыма образуются ядовитые вещества, под землей из мусора выделяется взрывоопасный метан, а на свалках России уже скопилось 100 миллиардов тонн отходов.

Инициативы по переработке и утилизации отходов упираются в финансовый вопрос. Заниматься ими невыгодно, но ученые «Росатома» уверены, что все изменится, если сделать переработку мусора денежным делом. Подробности — в репортаже корреспондента Владимира Аракелова.

Новые технологии переработки отходов производства в современном мире

Дата публикации: 22.12.2017 2017-12-22

Статья просмотрена: 5006 раз

Библиографическое описание:

Картамышева Е. С., Иванченко Д. С. Новые технологии переработки отходов производства в современном мире // Молодой ученый. — 2017. — №51. — С. 115-118. — URL https://moluch.ru/archive/185/47381/ (дата обращения: 24.10.2019).

Выявлены проблемы, с которыми сталкиваются российские предприятия при переработке отходов производства. Представлен обзор некоторых современных технологий по переработке производственных отходов. Установлено, что технологии переработки отходов производства постоянно развиваются и совершенствуются. Сделан вывод, что многие предприятия стали рассматривать производственные отходы в качестве источников ценных вторичных ресурсов.

Ключевые слова: отходы производства, переработка, экологические проблемы, новейшие технологии, инновационные разработки.

Глобальные системы производства и потребления по-прежнему имеют значительные последствия для окружающей среды и здоровья населения. Большинство используемых природных ресурсов возвращаются в окружающую среду в виде отходов, которые в большинстве случаев являются токсичными. Россия сталкивается с серьёзными экологическими проблемами, связанными с образованием отходов и неадекватным сбором, транспортировкой, обработкой и уничтожением промышленных отходов. Современные системы в нашей стране не могут справиться с объёмами отходов, образующихся в результате деятельности промышленных объектов, и это сказывается на окружающей среде и общественном здравоохранении.

О масштабах заявленной проблемы в очередной раз велась речь в рамках пятого межрегионального круглого стола по координации взаимодействия федеральных органов власти, органов власти субъектов Российской Федерации и бизнеса в области обращения с отходами, который имел место 17 марта 2017 года в Москве.

Общая величина накопленных и учтённых отходов производства и потребления в целом по стране составляла на конец 2015 г. примерно 31,5 млрд тонн. Количество образовавшихся отходов с 2006 г. по 2015 г. возросло на 44 %. Динамика образования отходов производства и потребления в России представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Динамика образования отходов производства и потребления в России, млн тонн

Наибольший объём образования отходов приходится на добычу полезных ископаемых: в 2010 г. — 89 %, 2014 г. — 93 % и 2015 г. — 92 %. При этом при добыче топливно-энергетических ресурсов — главным образом, при извлечении из недр и обогащении каменного и бурого угля — образовалось соответственно 59 %, 62 % и 57 % от всех отходов в стране [2, с. 230].

Основную массу отходов отправляют в отвалы, терриконы, шламо-, и хвостохранилища, свалки, полигоны и другие накопители, которых насчитывается очень много. Для этих накопителей отчуждают значительные площади земельных угодий, а также на большей части их не обеспечена надёжная изоляция окружающей среды от загрязнения.

Например, хвостохранилища красного шлама, который образуется при получении алюминия, являются весьма токсичными и опасными, и представляют собой угрозу для окружающей среды и населённых пунктов, которые находятся вблизи. В городе Воскресенск Московской области есть предприятие, которое перерабатывает продукт комбината «Апатит» — апатитовый фосфорсодержащий концентрат — и производит из него минеральное фосфорное удобрение. В процессе переработки образуются отходы — т.н. фосфогипс, который никак не используется, а откладывается в терриконы, хотя является довольно ценной субстанцией. Такая проблема остро стоит у десятка российских предприятий, перерабатывающих апатитовые концентраты. На многих предприятиях содержатся отходы марганцевого производства, который, к слову, в России сейчас довольно дефицитен. Отвалы марганцевых руд и попутных компонентов, содержащих марганец, из которых можно получать металлический марганец, хранятся в виде терриконов. Примечательно, что металлический марганец является очень важным для целого ряда отраслей, при чём не только для металлургии для получения ферромарганца, но и для ряда других товарных продуктов.

Накопление отходов на полигонах и свалках повышает загрязнение атмосферы, почвы, подземных вод и поверхностных водоёмов, нарушает функционирование экосистем, наносит ущерб сельскому хозяйству и строительству (поскольку сопровождается выводом земельных участков из хозяйственного оборота). Кроме того, выбросы свалочного газа оказывают негативное влияние на изменение климата.

Это растущая проблема, связанная непосредственно с процессами производства и потребления. Тем временем глобальные тенденции, такие как рост населения, урбанизация и появляющийся «средний потребительский класс» во многих развивающихся странах, как ожидается, будут способствовать устойчивому росту глобальной конкуренции за ресурсы в ближайшие десятилетия. Проблема ещё более усугубляется последствиями усовершенствованного технологического прогресса, который приводит к выработке большего количества отходов, которые не растворяются. Технологии и экономическая составляющая данного вопроса существенно отличается в странах и в целом обусловлена экономикой конкретной страны и подходом, благодаря которому реализуется процесс переработки отходов производства.

По данным Росприроднадзора, на 01.01.2016 г. общее количество действующих в России лицензий на деятельность в области обращения с отходами (с учётом выданных ранее) составляет 11667 шт. Количество использованных и обезвреженных отходов производства и потребления в целом по стране возросло с 1396 млн т в 2006 г. до 2685 млн т в 2015 г., т. е. увеличение произошло почти в два раза. При этом уровень использования (обезвреживания) отходов производства и потребления по отношению к объёму их образования повысился с 40 % до 53 %. Самые высокие масштабы переработки отходов характерны для вида деятельности «добыча полезных ископаемых». На эту отрасль приходится свыше 90 % всего объёма использованных и обезвреженных отходов. В их составе основную долю занимают вскрышные и вмещающие породы, а также отходы обогащения (включая песок, глины, скальные породы, шламы и т. д.). На втором месте по переработке отходов находятся объекты обрабатывающих производств [2, с. 233].

В настоящее время разрабатываются новые технологии или новые применения давно существующих технологий с целью управления переработки отходов производства. В условиях нехватки ресурсов особую повторная переработка отходов становится источником недорогих стройматериалов. Современные модели оборудования, а также новые эффективные технологии позволяют повторно пускать в промышленный оборот повреждённые или некондиционные железобетонные и бетонные конструкции, арматурную сталь и битый кирпич. Учёные из Кызылорды разработали новые технологии утилизации растительных отходов. Так, отходы рисового производства планируется направлять в строительную отрасль. Ежегодный урожай риса в Приаралье составляет больше 400 тысяч тонн. Около 10 % — производственные отходы. Сегодня рисовая шелуха — один из главных компонентов лёгкого бетона — арболита. Также учёные разработали способ преобразования нефтешламов, которые являются токсичными отходами, в высокоэффективное энергосырьё. Это ноу-хау можно использовать также в производстве строительных материалов.

Также учёными разработаны и другие инновационные способы переработки растительного сырья. Его для более эффективного использования следует предварительно подготовить, расщепив структуру. Предлагается использовать взрывной автогидролиз — процесс, при котором смесь измельченной биомассы с водой сначала нагревают под давлением, а затем резко это давление уменьшают. В результате происходит взрыв, который разрушает структуру древесины, раскладывая её на целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозу. Учёные отмечают, что взрывной автогидролиз является экологически безопасным методом, поскольку не требует применения химических веществ. И хотя в мире эту технологию используют преимущественно при переработке отходов деревообрабатывающей промышленности, этот процесс был приспособлен к переработке сельскохозяйственных отходов.

Для переработки отходов зернопроизводства разработана новейшая методика микробиологической переработки с получением ценной белково-витаминной добавки, что очень ценно ввиду того, что традиционные доя России растительные корма не содержат достаточного количества полноценного белка.

Компания CMG вместе с передовыми учёными разработали уникальную технологию по переработке твёрдых отходов. Новейшие мировые разработки в этой области были собраны в единый комплекс, включающий уникальную технологию каталитического пиролиза. Уникальность данной технологии состоит в том, что сжигание мусора не происходит вообще. Новый запатентованный в 2013 году способ каталитического пиролиза даёт возможность полной, 100 % переработки твёрдых отходов без тщательной сортировки. Из отходов получается ценная товарная продукция высокого качества и вторичное сырьё. На основе способа создаётся утилизационный комплекс нового типа. Технология каталитического пиролиза позволяет переработать отходы, накопленные на действующих и закрытых полигонах по захоронению твёрдых отходов.

Заслуживает внимания инновационная технология комплексной переработки твёрдых промышленных отходов в вихревом воздушно-минеральном потоке, которая базируется на глубоком изучении химического, минерального состава и технологических свойств вторичного сырья, и представляет собой индивидуальное решение для каждого типа твёрдых промышленным отходов с максимальной эффективностью переработки, исключает использование воды и химических реагентов. Примером внедрения технологии может послужить переработка отвальных гематитовых (окисленных) кварцитов и некондиционных железных руд в железорудный концентрат Fe 66–68 %, щебень, сухая охра, сурик, кварцевый песок, сырьё для изготовления цемента и бетона.

В результате комплексной переработки шлаков чёрной и цветной металлургии посредством данной технологии можно получить концентрат золота, свинец, нержавеющую сталь, алюминий, медь, бронзу, металлическое железно.

Преимущества этой технологии состоят в следующем: отсутствие новых отходов, не используется вода, флотационные и другие химические реагенты, наличие мобильного модульного оборудования, производство из отходов высококачественных концентратов чёрных, цветных, драгоценных и редких металлов и современных строительных материалов, короткие сроки внедрения и высокая рентабельность производства, относительная экологическая безопасность производства.

Среди последних разработок — автоматизированный биоэнергетический комплекс по переработке твёрдых и жидких отходов. Из отсортированного твёрдого мусора выделяются органические отходы, которые поступают в специальные анаэробные реакторы вместе с редкими канализационными стоками и там сбраживаются для получения биогаза, который направляется на выработку тепловой и электрической энергии. Освобождённая после брожения масса от метана служит в качестве органических удобрений, которые можно вносить на сельскохозяйственные угодья. Канализационные стоки расщепляются в анаэробном реакторе, в результате чего выделенный метан используется для выработки электроэнергии, а тепло направляется на подогрев теплиц.

Перспективным представляется использование инновационных наукоёмких баромембранных процессов для переработки отходов, формирующихся в сельском хозяйстве [4].

Инновационным решением в области переработки производственных отходов можно назвать электромагнитные аппараты кипящего слоя, принцип работы которого сводится к тому, что на вещество оказывается воздействие сразу трёх явлений: переменного электромагнитного поля, постоянного магнитного поля и механического воздействия. В электромагнитных аппаратах кипящего слоя вещество активируется на электронном уровне, в результате чего материалы изменяются на физико-химическом уровне.

Использование инновационной технологии позволяет эффективно перерабатывать и повторно использовать отходы асфальтобетонных покрытий, регенерировать водоэмульсионные краски, очищать сточные воды от нефтепродуктов, успешно извлекать ценные металлы из отходов руд, ванадий из отработанного шлака металлургического производства, хром — из хромовых руд. Также способы активации металлов в электромагнитных аппаратах кипящего слоя работают при извлечении различных ценных металлов из руд и отходов в присутствии комплексообразователей, флотоагентов или селективных растворителей.

Для переработки нефтесодержащих отходов созданы новейшие технологии по их совместному пиролизу с твёрдыми бытовыми отходами. Для переработки металлосодержащих отходов производств чёрной металлургии и прокатки стального листа эффективными являются процессы обработки материалов давлением.

Из высококальциевой золы и шлака теплоэлектростанций по уже разработанной новой технологической схеме можно изготавливать силикатный кирпич. Примечательно, что схема учитывает неравномерность выхода золы и шлака по времени года, предполагает производство как чисто зольного, так и классического известково-песчаного кирпича, а также кирпича из смешанных золо-известково-песчаных композиций с любыми соотношениями компонентов. В целях утилизации отходов резинового производства, изношенных шин разработаны рецептуры новых материалов, обладающих к тому же высокими эксплуатационными свойствами. Представленные способы модификации битума (с добавлением резиновой крошки) позволяют улучшить свойства асфальтобетона на его основе и могут использоваться при строительстве автомобильных дорог.

ОАО «Ковдорский ГОК» совместно с Кольским научным центром разработали проект по переработке песков из отвалов с использованием мокрой магнитной сепарации. На данном этапе разрабатываются технологии переработки маложелезистых апатитовых руд с целью производства из них железорудных апатитовых концентратов.

Для переработки отходов твёрдых сплавов используют новые технологии в виде вибрационных дробилок, которые дробят сверхпрочные материалы для использования их в технологии порошковой металлургии.

Как видим, перманентность потока производственных отходов и их большие объёмы побуждают учёных рассматривать новые стратегии и инновации в области переработки этих отходов, что позволяет не только значительно уменьшить их количество, но и получить прибыль, а также значительно сэкономить ресурсы.

Производственные отходы, как выяснено, могут находить применение в качестве вторичных ресурсов в различных производствах, в особенности, в производстве строительных материалов, изделий и конструкций.

Основные задачи в сфере переработки производственных отходов должны быть направлены на совершенствование существующих, создание и внедрение новейших технологий. Необходимо разрабатывать и применять меры, направленные на возвращение отходов непосредственно на технологический процессом производства. Также необходимо внедрение технологий и оборудования для извлечения ценных компонентов из отходов на предприятиях, где они образуются, или на специализированных предприятиях. Большое значение имеет внедрение каскадных схем организации производства в промышленных зонах и регионах, где отходы одних предприятий являются сырьём для других.

Современные проблемы и технологии переработки мусора в России и за рубежом Текст научной статьи по специальности « Охрана окружающей среды. Экология человека»

Аннотация научной статьи по охране окружающей среды и экологии человека, автор научной работы — Мубаракшина Ф. Д., Гусева А. А.

Сегодня нельзя представить себе жизнь в городе свободной от проблемы утилизации бытового мусора. Если бы утилизирующих предприятий не было, мы бы давно утонули в собственных отходах. Существуют годовые нормы накопления ТБО на человека, в России это примерно 225-250 килограммов в год, в развитых европейских странах эта цифра в среднем около 600 кг на человека в год. Что же собой представляют твердые бытовые отходы ? К ним можно отнести бумагу, картон, пищевые остатки, текстиль, древесину, листву, кости, черный и цветной металл, стекло, кожу, резину, камни, керамику, разнообразные полимерные материалы. В статье приводятся целый ряд современных технологий хранения и переработки твердых бытовых отходов , а именно: предварительная сортировка , санитарная земляная засыпка, сжигание , биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз , высокотемпературный пиролиз , переработка горючих и гниющих отходов и другие, позволяющие одновременно решить проблему утилизации мусора и создать местные источники энергии. Таким образом, мусор вернется к нам не в виде растущих свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов.

Похожие темы научных работ по охране окружающей среды и экологии человека , автор научной работы — Мубаракшина Ф.Д., Гусева А.А.,

Contemporary problems and technologies of trash recycling in Russia and abroad

The pictures of steaming dumps, heaps of thrown out rubbish, overflowing garbage cans are well-known to many city dwellers in Russia. Our country produces about 60 million tons of solid waste each year. The problem of destruction of such a huge mass of debris can be classified as environmental. The bulk of the waste is buried in landfills, most of which has exhausted their resources. Compared with Western Europe, waste management in Russia has a number of features. Chief among them the harsh climate and the collection of all waste in the total container without pre-sorting. The volume of industrial processing and waste recycling in the country is still very small. Now there are only seven plants for thermal processing of waste. At the present time in the world successfully operates a number of ways of storing and processing of municipal solid waste: pre-sorting of waste; sanitary earthen backfill; incineration; pyrolysis; biothermal composting; recycling of flammable waste; processing of rotting waste; processing of used tires; lines of dismantling old cars; disposal of medical waste. These advanced technologies will help the human to solve the problem of waste recycling and to create additional local sources of energy and heat at the same time. Thus, we hope, that the trash can back to the people not in the form of landfills and contaminated water as well as electricity, heat and vegetables and fruits, were grown in greenhouses.

Текст научной работы на тему «Современные проблемы и технологии переработки мусора в России и за рубежом»

Мубаракшина Ф.Д. – кандидат архитектуры, доцент

E-mail: faina.. arch@rambler. ru

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зелёная, д. 1

Современные проблемы и технологии переработки мусора в России и за рубежом

Сегодня нельзя представить себе жизнь в городе свободной от проблемы утилизации бытового мусора. Если бы утилизирующих предприятий не было, мы бы давно утонули в собственных отходах. Существуют годовые нормы накопления ТБО на человека, в России это примерно 225-250 килограммов в год, в развитых европейских странах эта цифра в среднем около 600 кг на человека в год.

Что же собой представляют твердые бытовые отходы? К ним можно отнести бумагу, картон, пищевые остатки, текстиль, древесину, листву, кости, черный и цветной металл, стекло, кожу, резину, камни, керамику, разнообразные полимерные материалы.

В статье приводятся целый ряд современных технологий хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз, переработка горючих и гниющих отходов и другие, позволяющие одновременно решить проблему утилизации мусора и создать местные источники энергии.

Таким образом, мусор вернется к нам не в виде растущих свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов.

Ключевые слова: твердые бытовые отходы, сжигание, сортировка, пиролиз.

Жизнь современного горожанина сегодня нельзя представить свободной от насущнейшей проблемы – проблемы утилизации бытового мусора. Очевидно, что сегодня жизнь невозможна без предприятий по утилизации бытового мусора, в них уничтожается огромное количество отработанного материала, которое ежедневно оставляет после себя современный город. Если бы подобных утилизирующих предприятий не было, мы бы давно утонули в собственных отходах.

При всем этом, экологическую обстановку в больших городах, имеющих в том числе и производственные предприятия, в большей мере определяет состояние системы очистки от непромышленных, или бытовых, отходов. К ним относятся твердые бытовые отходы, или ТБО, так называют специалисты мусор, который ежедневно скапливается в наших городских квартирах и проделывает длинный путь от мусоропровода до дворового контейнера и дальше до городской свалки. Сюда же относятся отходы торговых, коммерческих и производственных фирм, пользующихся услугами коммунальных служб, садовый, уличный мусор и некоторые другие.

Существуют годовые нормы накопления бытовых отходов на одного человека, на одно место в гостинице, на квадратный метр торговой площади магазина и т.п. В крупных городах на нормы накопления мусора, как правило, влияют легкая и пищевая промышленности, уровень развития индустрии упаковки, климат и, конечно же, менталитет и благосостояние населения. В промышленных городах центральной части России норма отходов на душу населения равняется сейчас 225-250 килограммам в год. Для сравнения, в развитых европейских странах, таких как: Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Швеция, Швейцария, Япония – этот показатель уже в 1995-1996 годах достигал 340-440 килограммов, в Австрии и Финляндии этот показатель выше 620 кг, а в США давно превысил 720 кг на человека в год.

Что же собой представляют так называемые твердые бытовые отходы? К ним можно отнести бумагу, картон, пищевые остатки, текстиль, древесину, листву, кости, черный и цветной металл, стекло, кожу, резину, камни, керамику, разнообразные полимерные материалы. Постоянными компонентами бытовых отходов также являются строительный мусор, старая мебель, бытовая техника. Многие отходы токсичны. Только одна «пальчиковая» батарейка заражает солями тяжелых металлов и химикатами 20 кубометров мусора, а с разбитыми термометрами и ртутьсодержащими приборами на свалки ежегодно попадает большое количество ртути, во Франции эта цифра подсчитана и равняется 5 тоннам. В течение последних 20 лет в общей массе отходов выросла доля использования полимерных упаковочных материалов: в 1960-х годах доля полимеров в бытовых отходах Москвы составляла 0,7 %, сегодня этот показатель равен 6 %. В развитых странах, таких как Япония и государства Европейского Союза, она наибольшая и составляет 10-15 % от общего объема отходов.

Самым распространенным до последнего времени способом борьбы с бытовыми отходами в нашей стране был вывоз их на свалки. Под полигоны для мусора на десятки лет отчуждались огромные территории, хотя их можно было бы использовать с большей пользой. По общему мнению, использование свалок не только не решало проблему, но и наоборот обострило ее. Свалки сегодня – это эпидемиологическая опасность, огромные полчища грызунов, питающихся на свалках, являются переносчиками инфекции. Свалки сегодня – это мощный источник биологического загрязнения. Происходит это из-за того, что анаэробное (без доступа воздуха) разложение органических отходов сопровождается образованием взрывоопасного биогаза, который представляет угрозу для человека, вредно воздействует на растительность, отравляет воду и воздух. Главный компонент биогаза – метан – признан одним из виновников возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слоя атмосферы и прочих проблем глобального характера. В общей сложности из отходов в окружающую среду попадает более ста наименований токсичных веществ. Нередко свалки горят, выбрасывая в атмосферу ядовитый дым.

Чтобы обустроить полигон для мусора и содержать его на уровне современных экологических требований, нужны большие средства. Очень дорого обходится рекультивация закрытых (уже не действующих) полигонов. Это целый комплекс мер, цель которых – остановить вредное воздействие свалок на окружающую среду, в том числе на почву и подземные воды. Рекультивация одного гектара мусорного полигона обходится сегодня в 6 млн. рублей. Велики и транспортные расходы на перевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко за городом.

Сейчас в мировой практике широко применяются технологии сжигания бытовых отходов, сегодня их более десятка. По оценке Всероссийского теплотехнического института (ВТИ), вырабатываемая при их реализации тепловая энергия наиболее эффективно используется в трех случаях: при сжигании твердых отходов на

колосниковых решетках, в топке с псевдоожиженным (кипящим) слоем и по технологии «пиролиз», что подразумевает под собой высокотемпературное сжигание.

Сжигание на колосниках в слоевой топке является наиболее распространенной технологией. По этому методу работает большинство зарубежных мусоросжигательных заводов и все российские, построенные до настоящего времени.

Сжигание отходов в топках с псевдоожиженным слоем широко распространено в Японии. В Европе таких заводов только два – в Испании и Германии, строительство еще двух ведется: во Франции и в России (в Москве). В США работает завод по сжиганию отходов в циркулирующем псевдоожиженном слое.

К сожалению, обе упомянутые технологии не решают проблему утилизации и обезвреживания твердых остатков – шлака и особенно летучей золы, которая улавливается системой газоочистки. Но если шлак можно использовать, например, при засыпке оврагов или в строительстве, то для золы приходится устраивать захоронение на специально оборудованных полигонах, так как она адсорбирует тяжелые металлы и другие токсичные вещества.

Есть и другие пути переработки твердых остатков, но все они требуют существенных дополнительных материальных затрат. Обезвредить золу и шлак позволяют комбинированные технологии сжигания отходов при высокой температуре.

Первый крупномасштабный завод, работающий по данной технологии, построен в немецком городе Вюрте. Новый метод сочетает в себе низкотемпературный пиролиз (обработку отходов без доступа кислорода) и последующее их сжигание при высокой температуре. Сейчас на заводе идут промышленные испытания. После начала эксплуатации он сможет принимать 100000 тонн бытовых отходов в год.

Комбинированная технология фирмы «Сименс» выгодно отличается от других тем, что, во-первых, из бытовых отходов получают материалы, пригодные для использования практически без дальнейшей обработки. Во-вторых, выходящие из установки газы по степени очистки отвечают самым строгим требованиям, в некоторых случаях содержание в них вредных веществ оказывается гораздо ниже установленных пределов. Наконец, метод дает возможность использовать выделяемое при сжигании отходов тепло для производства электроэнергии и централизованного теплоснабжения или направлять его на технологические нужды.

Таким образом, мусороперерабатывающие заводы нового поколения не только производят утилизацию отходов, в том числе и токсических, но и позволяют получать при этом электроэнергию и тепло. Кроме того, новые технологии позволяют устанавливать мусороперерабатывающие заводы недалеко от городов, что существенно снижает транспортные расходы при утилизации городского мусора (рис.).

Рис. Мусоросжигающий завод Хундертвассер в г. Вюрте (Германия): а) общий вид; б, в) труба

Своеобразная ситуация на рынке отходов сложилась в России. За 20 лет рыночных реформ в России сфера утилизации твердых бытовых отходов как отрасль слабо затронута экономическими переменами, живет по принципам советской плановой экономики и состоит на балансе муниципалитетов, регионов и федерального центра, ежегодно забирая значительные финансовые ресурсы.

Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки – в России такие картины знакомы многим городским жителям. Ежегодно в стране образуется порядка 60 млн. тонн ТБО. Проблему уничтожения такой огромной массы мусора можно отнести к категории экологических. Основная масса мусора захоронена на полигонах, большинство из которых исчерпало свой ресурс. Часто администрации муниципалитетов, не имея средств на строительство нового полигона при критическом переполнении старого, принимают решение об организации свалки (т.е. полигона, не оборудованного мембранами, дренажной системой, системами вывода свалочного газа и т.д.). Многие свалки организуются стихийно, без отчуждения земель и официального оформления.

По сравнению с Западной Европой, утилизация отходов в России имеет ряд особенностей. Г лавные из них – суровый климат и сбор всех отходов в общий контейнер без предварительной сортировки. Из-за большой доли несгораемых веществ и высокой влажности бытовых отходов их калорийность невысока – всего 1000-1500 ккал/кг. Это почти в два раза ниже, чем в большинстве городов Европы, США и Японии. Объемы промышленной переработки и утилизации мусора в стране до сих пор ничтожно малы. Сейчас действуют всего лишь 7 заводов по термической переработке отходов, причем два

из них реконструируются, а остальные работают не на полную мощность. На всех этих предприятиях, вместе взятых, обезвреживается меньше 1 % бытовых отходов.

В целом, очевидно, что сегодня отрасль утилизации ТБО в России вполне созрела для внедрения новых перспективных технологий и требует серьезного инвестирования.

Используемые человечеством разнообразные производства ориентированы, в первую очередь, на использование не возобновляемых природных ресурсов: нефти, угля, газа, руды и др. При этом их использование технологически влечёт за собой необратимые нарушения в окружающем мире: уменьшается плодородие почв, сокращается количество пресной воды, загрязняется атмосфера и т.п.

Правительства развитых стран начинают все большее внимание уделять вопросам охраны окружающей среды в контексте борьбы с отходами и поощряют создание экологических технологий уничтожения отходов. Развиваются системы очистки территорий от мусора и разрабатываются технологии его сжигания. Однако есть достаточно причин считать, что технологии сжигания мусора являются тупиковыми. Сегодня необходимы такие новые технологии, которые могли бы удовлетворить, с одной стороны, потребительские запросы населения, а с другой, обеспечить сохранность окружающей среды.

В настоящее время такие технологии уже появились. Ценно в них и то, что появилась принципиальная возможность не только существенно снизить затраты на ликвидацию отходов, но и получить при этом экономическую выгоду. По оценкам специалистов, более 60 % городских отходов – это потенциальное вторичное сырье, которое можно переработать и с выгодой реализовать (твердые бытовые отходы -богатый источник вторичных ресурсов, в том числе, черных, цветных, редких и рассеянных металлов, а также «бесплатный» энергоноситель, так как бытовой мусор -возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики). Еще около 30 % – это органические отходы, которые можно превратить в компост. В этой связи большой интерес представляют технологии переработки мусора с получением при этом полезных продуктов и положительного экономического эффекта.

Альтернативой сжиганию является переработка мусора, с его последующей сортировкой на составляющие элементы. Технология, применяемая, например, на ЗАО «Белэкоком», белгородском предприятии по переработке отходов, отвечает всем нормативным показателям экологического контроля, применяемым к подобным заводам. Здесь отсутствуют процессы химической и термической переработки мусора, что существенно повышает экологическую безопасность. А спрессованные отходы реализуются на рынке переработанных материалов.

По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Однако действительная экономия будет еще больше, поскольку не учитываются сам факт сохранения первичного сырья и затраты на добычу его, т.е. нефти и получения из нее мазута.

В настоящее время успешно функционирует целый ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка,

санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз и другие (таблица).

Предварительная сортировка отходов. Данный технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на заводах по мусоропереработке вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию).

Так как сортировка ТБО – одна из составных частей утилизации мусора, то есть специальные заводы для решения задачи выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Современные способы обработки отходов

Графическая схема процесса

Предварительная сортировка отходов

Санитарная земляная засыпка

Санитарная земляная засыпка. Этот 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 снабжают вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создает 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 содержании кислорода ниже 2 %. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Основным процессом этой зоны является образование метана. Поддерживающаяся здесь температура 30-40 °С становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза.

Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, широко применяемый 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, приносит дополнительные энергетические ресурсы для использования в центральном отоплении и производстве электроэнергии.

К недостаткам сжигания 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.

Пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых 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 (свыше 900 °С).

Низкотемпературный пиролиз – это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающиеся утилизации, такие как: автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде.

Высокотемпературный пиролиз – это способ утилизации ТБО, представляющий собой газификацию мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды и, в конечном счете, электроэнергии.

Образование в результате пиролиза горючих газов позволяет сократить расход топлива в 3 раза, по сравнению с обычными мусоросжигательными печами. Установки пиролиза могут работать в прерывистом режиме, то есть их можно запускать по мере накопления достаточного количества отходов. Для пиролизных установок нет необходимости строить капитальные сооружения и высокие дымовые трубы.

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 реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Исходный мусор, очищенный от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины, загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 суток с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от металлов, доизмельчается и складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве.

Переработка горючих отходов. Данная технология газификации позволяет перерабатывать горючие отходы в закрытом реакторе с получением горючего газа. Могут быть переработаны отходы следующих типов: горючая фракция ТБО, выделенная при сортировке; нетоксичные твердые промышленные отходы (пластик, картон, бумага); твердые горючие продукты переработки автомобилей (большинство автомобильных пластиков, резина, пеноматериалы, ткань); сточные воды после осушения (наиболее эффективная переработка сточных вод достигается при использовании биотермической технологии); сухая биомасса (опилки, кора, листья). Газ может быть использован для производства тепловой и электроэнергии для сопутствующих производств или на продажу. Модуль газификации не производит выбросов в атмосферу и не имеет трубы: продуктом технологии является горючий газ, направляемый на производство энергии, и, таким образом, выбросы образуются только на выходе двигателей, бойлеров или газовых турбин, перерабатывающих горючий газ.

Переработка гниющих отходов. Органическая фракция ТБО, полученная в результате сортировки, а также отходы ферм и очистных сооружений могут быть подвергнуты анаэробной переработке с получением метана и компоста, пригодного для сельскохозяйственных и садоводческих работ.

Переработка органики происходит в реакторах, где бактерии, производящие метан, перерабатывают органическую субстанцию в биогаз и гумус. Субстанция выдерживается в реакторе при определенной температуре 15-20 дней. Завод обычно состоит из двух или более параллельных линий. Биореакторы стационарны и расположены вертикально. Размер одного реактора может достигать 5000 м3. Это примерно соответствует отходам, производимым населением в 200 000 человек. Для переработки большего объема отходов требуется два или более параллельных реактора. При необходимости, по окончании анаэробной переработки субстанция пастеризуется и после этого полностью осушается в твердую массу, составляющую 35-45 % от первоначального объема. На следующей стадии масса может быть подвергнута постаэрации и просеиванию для улучшения показателей хранения, эстетического вида и удобства использования.

Конечный продукт, гумус, полностью переработан, стабилизирован и пригоден для ландшафтных работ, садоводства и сельского хозяйства. Метан может быть использован для производства тепло/электроэнергии.

Переработка использованных шин. Для переработки шин используется технология низкотемпературного пиролиза с получением электроэнергии, сорбента для очистки воды или высококачественной сажи, пригодной для производства новых автопокрышек.

Линии демонтажа старых автомобилей. Для переработки старых автомобилей используется технология промышленного демонтажа, позволяющая вторично использовать отдельные детали. Стандартная линия промышленного демонтажа может перерабатывать 10 000 старых автомобилей в год или до 60 машин в день. Основными элементами линии являются автоматический конвейер, передвигающий автомобили, устройство переворачивания автомобилей для демонтажа деталей днища и подготовки автомобиля к снятию двигателя, а также оборудование для демонтажа деталей и хранения снятых материалов. Предприятие состоит из цеха линии демонтажа, зоны для удаления аккумуляторов и слива автомобильных жидкостей, крытых складских помещений и офисного здания. Экономическая эффективность предприятия обеспечивается продажей автомобильных деталей и отсортированных материалов.

Утилизация медицинских отходов. Предлагаемая технология очистки медицинских отходов стерилизует такие виды медицинских отходов, как: иглы, ланцеты, медицинские контейнеры, металлические зонды, стекло, биологические культуры, физиологические вещества, медикаменты, шприцы, фильтры, пузырьки, подгузники, катетеры, лабораторные отходы и т.д.

Технология очистки медицинских отходов измельчает и стерилизует отходы, так что они превращаются в сухую, однородную пыль без запаха (гранулы диаметром 1-2 мм). Этот остаток является целиком инертным продуктом, не содержит микроорганизмов и не обладает бактерицидными свойствами. Остаток может быть утилизирован как обычные городские отходы или использован при ландшафтных работах.

Технология переработки медицинских отходов – это закрытый процесс. Стандартное оборудование работает в полуавтоматическом режиме, в функции оператора входит загрузка установки при помощи подъемника и запуск процесса. После начала процесса все операции осуществляются автоматически и контролируются программируемым модулем, в то время как сообщения о состоянии процесса и сигналы о возможных неисправностях отображаются на пульте управления. Возможна поставка целиком автоматической системы. Учитывая специфический вес материала и время переработки, производительность установки составляет 100 кг/час.

Перечисленные современные технологии позволят человечеству одновременно решать проблему утилизации мусора и создавать дополнительные местные источники энергии и тепла. Таким образом, появляется надежда на то, что мусор может вернуться к людям не в виде бесконечно разрастающихся свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов.

1. Вишневский Е.П., Бильчук И.В., Пимкин В.Г. Расчетная оценка поступления химических веществ ингаляционным, алиментарным и контактным путями в организм человека с учетом особенностей их миграции в окружающей среде. // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, 1990, № XXXV. – С. 457-460.

2. Вредные химические вещества. Галоген и кислородсодержащие органические соединения. / Справочник. – СПб., 1994. – 686 с.

3. Шубов Л.Я., Петрукова О.П., Погадаев С.В. Оптимизация системы управления твердыми бытовыми отходами в Москве. // Журнал «Зеленый мир», 2000, № 19-20. – 3 с.

4. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология. Учебник для вузов.

5. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. – М.: Фаир-Пресс, 2002. – 336 с.

6. Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л. Пиролиз углеводородного сырья. – М.: Химия, 1987.

7. Систер В.Г., Мирный А.Н. Современные технологии обезвреживания и утилизации

ТБО. – М.: Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, 2003. – 303 с.

Mubarakshina F.D. – candidate of architecture, associate professor

E-mail: faina.. arch@rambler. ru

Kazan State University of Architecture and Engineering

The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1

Contemporary problems and technologies of trash recycling in Russia and abroad Resume

The pictures of steaming dumps, heaps of thrown out rubbish, overflowing garbage cans are well-known to many city dwellers in Russia. Our country produces about 60 million tons of solid waste each year. The problem of destruction of such a huge mass of debris can be classified as environmental. The bulk of the waste is buried in landfills, most of which has exhausted their resources.

Compared with Western Europe, waste management in Russia has a number of features. Chief among them – the harsh climate and the collection of all waste in the total container without pre-sorting. The volume of industrial processing and waste recycling in the country is still very small. Now there are only seven plants for thermal processing of waste.

At the present time in the world successfully operates a number of ways of storing and processing of municipal solid waste: pre-sorting of waste; sanitary earthen backfill; incineration; pyrolysis; biothermal composting; recycling of flammable waste; processing of rotting waste; processing of used tires; lines of dismantling old cars; disposal of medical waste.

These advanced technologies will help the human to solve the problem of waste recycling and to create additional local sources of energy and heat at the same time.

Thus, we hope, that the trash can back to the people not in the form of landfills and contaminated water as well as electricity, heat and vegetables and fruits, were grown in greenhouses.

Keywords: municipal solid waste, incineration, sorting, pyrolysis.

1. Wisniewski E.P., Bilchuk I.V., Pimkin V.G. Estimation proceeds by inhalation of chemicals, nutritional and contact ways of the human body, taking into account the peculiarities of their migration in the environment. // Journal Vsesouznogo khimicheskogo obshestva im. D.I. Mendeleeva, 1990, № XXXV. – P. 457-460.

2. Harmful chemicals. Halogen and oxygen-containing organic compounds. / Spravochnik. St. Petersburg, 1994. – 686 p.

Мировой рынок переработки отходов

Мировой рынок технологий переработки ТБО в энергию по итогам 2010 года составил порядка 22.9 млрд долл.

Согласно исследованию агентства MarketsandMarkets, мировой рынок технологий переработки отходов в энергию (Waste-to-Energy, WTE) по итогам 2010 года составил порядка 22.9 млрд долл. Этот объем относится только к рынку переработки твердых бытовых отходов (ТБО) и не учитывает переработку в энергию сельскохозяйственной продукции, жидких отходов, вредных веществ и других видов отходов, которые также способствуют развитию соответствующих технологий переработки.

Рост рынка продолжается по причине увеличивающихся потребностей населения планеты в электрической и тепловой энергии, что сопровождается ростом цен на традиционные ископаемые ресурсы и поиском альтернативных источников. Важной причиной является также озабоченность мирового сообщества экологическими аспектами применения угля, газа и нефтепродуктов.

На сегодняшний день на рынке технологий переработки работают всего несколько международных корпораций, что предопределяет сравнительно низкий барьер выхода на него новых компаний. Согласно прогнозу агентства, рынок до 2015 года будет расти со средним ежегодным темпом роста в 5,5% и достигнет уровня в 30 млрд долл.

Для сравнения, в конце 2010 года собственное исследование рынка WTE провела исследовательская компания Pike Research. По оценке Pike Research, мировой рынок в 2010 году оценивался в 3.7 млрд долл., и предполагался его рост до 13.6 млрд долл. к 2016 году. Согласно данному исследованию более 90% глобального оборота обеспечивают станции, на которых используется термальная деструкция мусора (в том числе пиролиз, плазменная газификация). На биологические процессы (газ из отходов – landfill gas, биогаз, ферментация и проч.) приходится остальная часть рынка, и соотношение долей до 2016 года не претерпит какого-либо изменения.

Сегодня в мире работают более 900 термических станций утилизации мусора. Эти станции перерабатывают ежегодно до 0.2 млрд тонн мусора, генерируя 130 млрд кВт-ч электроэнергии (примерно шестая часть ежегодной генерации электроэнергии в России). Лидирующей технологией в этом сегменте является традиционное сжигание мусора. Тем не менее сегмент так называемых “продвинутых технологий переработки” (advanced thermal treatment, ATT), таких как плазменная газификация, называется наиболее перспективным, и его доля, равно как и доля биологических станций, растет с каждым годом.

Главные участники рынка в сегменте термической переработки: ABB, AE&A Inova, Babcock & Wilcox Volund, Babcock Power, China Everbright, Covanta Energy, Ensyn, Fisia Babcock Environment, Foster Wheeler, HDR Inc., Jansen Combustion& Boiler Technologies, JFE, Keppel Seghers, Martin, Suez Environment, Veolia Environmental Services North America, Wheelabrator, Xcel Energy, Xylowatt.

На рынке биологической переработки ключевыми поставщиками выступают: Bekon, Biogas Nord, BiogenGreenfinch, BTA, Global Water Engineering, Haase Anlagenbau, Kompogas, Organic Waste Systems, Ros Roca International, Schmack Biogas, Strabag Umweltanlagen, Valorga International, Wehrle Umwelt.

Российские ученые разработали новую технологию утилизации мусора

Ученые Национального технологического исследовательского университета «МИСиС» разработали технологию термической утилизации промышленных и бытовых отходов, которая позволит перерабатывать мусор без вредных выбросов и при этом получать тепло- и электроэнергию.

Опытный образец уже прошел первые производственные испытания. Основное преимущество новой технологии — отсутствие вторичных отходов. Как говорят разработчики, она поможет решить вопросы с мусорными полигонами и справиться с новыми бытовыми отходами.

Так, небольшая печь позволяет перерабатывать более 170 тысяч тонн твердых бытовых отходов в год и производить 34 тысячи тонн шлака, из которого можно делать дорожный гравий и плиты, тротуарную плитку или материалы для теплоизоляции. Одновременно образуется металлический сплав, концентрат цветных металлов, и это тоже товарный продукт.

В котле-утилизаторе установки за час вырабатывается до 2,5 тонны энергетического пара, а в год — более 432 тысяч тонн. Это позволяет производить более 4320 МВт электроэнергии, что сопоставимо с энергозатратами небольшого города.

Для широкого внедрения проекта требуются инвестиции, но его окупаемость не превышает трех лет, что превосходит мировые практики в области утилизации отходов, утверждают разработчики. Технологию можно доработать за два года. Для создания и запуска завода, использующего эту инновацию, по предварительным оценкам, необходимо около 80 миллионов евро.

Анализ современных технологий пeрeработки отходов

Проблeма загрязнeния городов отходами и ee рeшeниe оказались чрeзвычайно сложной задачeй. В отходах присутствуют практичeски всё многообразие вeщeств и матeриалов, встрeчающихся в природe и искусствeнно созданных чeловeком. К настоящему моменту в крупном городе на одного человека в год в среднем приходится 250-300 кг твердых бытовых отходов

Общий годовой объем отходов в США в 2005 году составил 245,7 миллиона тонн (табл.1).

В России ежегодно образуется около 180 млн м3 твердых бытовых отходов, половину которых составляет пищевая упаковка (бумага, металл, картон, стекло, полимерные материалы и т. д.). Из них только 3 % идет на повторную переработку, а остальные сжигаются или вывозятся на свалки. В настоящее время на свалках в Российской Федерации накопилось свыше 55 мегатонн ТБО.

В 2005 году в США утилизация отходов осущeствлялась путeм захоронeния на свалках (54,3% общeго национального объeма мусора), рeциклинга (23,8%), биологичeской пeрeработки. компостирования (8,4%) и сжигания (13,6%).

Каждый из указанных способов утилизации имeeт свои прeимущeства и нeдостатки.

Общий нeдостаток для всeх вышe указанных мeтодов –это загрязнeниe окружающeй срeды токсичными вeщeствами, неокупаeмость экологичeских
мeроприятий и невозможность добиться экологичeски чистой пeрeработки или уничтожeния многих матeриалов и вeщeств, напримeр, пластмасс, упаковочных матeриалов, отходов элeктроники и т.п.

Уровeнь утилизации разных матeриалов сейчас таков: пластмассы (5,7%), рeзина и кожи (14,3%), тeкстиль (15,3%), бумага и картон (50%), дeрeво (9,4%), пищeвыe отходы (2,4%). Смотри таблицу 3..

Какие же способы утилизации отходов сейчас предлагаются и используются?

1. Свалки и получeниe биогаза.

В настоящee врeмя большая часть твeрдых бытовых отходов большинства крупных городов вывозится на полигоны (свалки), расположeнныe за дeсятки киломeтров, причeм, площади для этих цeлeй практичeски исчeрпаны, что дополнитeльно приводит к образованию многих сотeн стихийных свалок (7). Свалки являются сeрьeзным источником загрязнeния почвы, грунтовых вод и атмосфeры токсичными химикатами, высоко токсичными тяжeлыми мeталлами, свалочными газами, а при возгорании мусора – диоксинами, фуранами и бифeнилами, причeм, прeдeльно допустимыe концeнтрации опасных вeщeств прeвышаются в 1000 и болee раз (8, 9).

Один из выходов – осуществление санитарной зeмляной засыпки свалок., Это обеспечит получeниe биогаза под засыпкой.. Для этого бытовой мусор засыпают слоeм грунта толщиной 0,6 – 0,8 м в уплотнeнном видe. Биогазовыe полигоны снабжeны вeнтиляционными трубами, газодувками и eмкостями для сбора биогаза. После накопления биогаз сжигают и при этом происходит разрушeниe большeй части содeржащихся в свалочных газах токсичных компонeнтов за исключeниeм тяжeлых мeталлов, которыe сбрасываются затeм в окружающую срeду.

Однако накопление и использованиe биогаза возможно, как минимум, только чeрeз 5-10 лeт послe создания свалки, выход eго нe постоянeн, а рeнтабeльность проявляeтся только при объeмах мусора болee 1 млн. тонн. Кромe того, из закопанного мусора выделяется метан (приблизитeльно 36% всeх выбросов мeтана в атмосферу). А метан является одним из компонентов парникового газа, влияющим на парниковый эффект в атмосфере Земли. оказывающего парниковым газом (парникового газа) в атмосфeру США (12).

2. Повторноe использованиe (рeциклинг).

Болee привлeкатeльным является способ сортировки уже смeшанного мусора на специальных установках, с послeдующим возвратом материалов в производство. Однако это чрeзвычайно трудоeмкий, эпидeмичeски и токсичeски опасный процeсс, позволяющий отсортировать к тому жe нe болee 30% мусора.

А вот при исходном раздeлeнии мусора в мeстах eго образования можно отобрать до 80% полeзного вторичного сырья (9). Уровeнь отбора зависит от общeй культуры и дисциплинированности насeлeния. Кроме того вторичная переработка пластмассовых упаковочных матeриалов очень трудна и дорога и пластмассовыe матeриалы должны быть нe только рассортированы, но и пeрeработаны отдeльно. Такой трудоeмкий процeсс сущeствeнно повышаeт стоимость пeрeработки. При этом многиe компании могут использовать вторичное сырье в небольших количествах из-за невысокого качeства по сравнeнию с пeрвичным сырьем. Пластмассы, прошeдшиe вторичную пeрeработку находят ограничeнноe примeнeниe для упаковки, а могут использоваться для получения менее ответственных изделий. Таким образом, утилизация большого количeства пластмасс – это сложная задача. Опыт Гeрмании показал, что рeциклинг экономичeски цeлeсообразeн для таких матeриалов как сталь, алюминий, стeкло, в зависимости от мeстных условий, возможно, бумага и ограниченно приeмлeм для пластмасс, упаковочных матeриалов, газeт, отходов элeктроники и т.д. В частности в Германии 53% полимерных отходов утилизируется; Швeйцария и Япония достигли соотвeтствeнно 23% и 20% рeцикла отходов, а в США, включая компостированиe – 32,4% отходов утилизируeтся

3. Биологичeская пeрeработка.

Большие надежды возлагались на пeрeработку мусора в органичeскоe удобрeниe – компост. Из извeстных мeтодов пeрeработки наиболee эффeктивным и гигиeничным на сeгодняшний дeнь являeтся мeтод биопeрeработки во вращающихся цилиндричeских барабанах. Процeсс происходит в полной изоляции от чeловeка. Недостаток метода – нeобходимость сложной сортировки и прeдваритeльной пeрeработки отходов, что влeчeт за собой нeобходимость строитeльства дополнитeльного завода по сортировкe мусора. Кромe того, получаeмый компост насыщeн тяжeлыми мeталлами и другими врeдными компонeнтами, содeржащимися в мусорe. Большинство этих заводов убыточно . Тe жe нeдостатки присущи и способу пeрeработки органичeских отходов калифорнийскими красными чeрвями, выдeляющими цeнноe органичeскоe удобрeниe – гумус. К тому жe этот мeтод трeбуeт примeнeния ручного труда и для крупных промышлeнных масштабов мало пригодeн.

4 Тeрмичeскиe мeтоды пeрeработки.

Наиболee распространeнными методами переработки сейчас являются тeрмичeскиe способы – сжиганиe, газификация и пиролиз.
Сжиганиe имеет очень много минусов: – требуются затраты энергии; образуются и выбрасываются в атмосферу супертоксичные (супертоксиканты) вещества, такие как полихлорированныe дибeнзодиоксины, фураны и бифeнилы и тяжелые металлы..
Хлорорганичeскиe отходы, называeмыe словом “диоксины” разрушают гормональную систeму чeловeка, что приводит к иммунодeфициту, особeнно к росту жeнских болeзнeй, дeтской смeртности и инвалидности, снижeнию рождаeмости . 25 мая 2002г. в Стокгольмe была принята Глобальная мeждународная конвeнция о запрeщeнии использования 12 особо опасных стойких органичeских загрязнитeлeй.

В эту группу входят указанныe диоксины, фураны и бифeнилы .
Диоксины образуются при сжигании побочных продуктов ЦБП, поливинилхлорида, линолeум, упаковочного картона, и т.п. Токсичныe тяжeлыe мeталлы выбрасываются в формe солeй или окислов, с пылью попадая в организм чeловeка, приводят к поражeнию пeчeни и жeлудочно-кишeчного тракта, к аутоиммунным заболeваниям суставов, заболeваниям нeрвной систeмы и психонeврологичeским расстройствам, гeнeтичeским измeнeниям у потомков, повышeнию чувствитeльности к ионизирующeй радиации, остeопорозу трубчатых костeй .
Концeнтрация оксидов тяжeлых мeталлов в шлакe и золe на 2-3 порядка (а иногда и болee) вышe, чeм в исходных отходах.

Хотя мeтод сжигания позволяeт значитeльно сократить объeм отходов, при этом образуются eщe болee опасныe для окружающeй срeды зола и шлак, трeбующиe спeциальных мeр по утилизации или захоронeнию (20).
Для пeрeработки токсичных шлаков используeтся тeхнология экобeтонирования: смeшeниe шлаков послe их нeйтрализации с цeмeнтом, извeстью или диоксидом крeмния с послeдующим отвeрдeниeм смeси. Происходит своeобразноe “капсулированиe” токсичных вeщeств (в том числe тяжeлых мeталлов и диоксинов) в цeмeнтном камнe. Однако, такая тeхнология трeбуeт прeдваритeльной нeйтрализации отходов и большоe количeство химичeских рeагeнтов. Кромe того, токсичныe мeталлы в опрeдeлeнных условиях могут вымываться из блоков дождями, напримeр, при измeнeнии кислотности дождeвой воды “по мeтeоусловиям”.

При этом слeдуeт отмeтить, что стоимость захоронeния опасных отходов (золы и шлака) на порядок вышe, чeм захоронeниe мусора.
Кроме того мусоросжигающие установки имеют очень низкий коэффициeнто полeзного использования тeпловой энeргии, менее 65% и расходуют дополнитeльно жидкое топливо.
В итоге цeна одного киловаттчаса на МСЗ в США составляет 11 цeнтов, тогда как на элeктростанциях 1 – 3 цeнта.
В итоге из общих объeмов бытового мусора доля сжигания колeблeтся в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Гeрмания от 20% до 40%; Бeльгия, Швeция – 48-50%, Япония – 70%; Дания, Швeйцария – 80%; Англия и США – 14%; Россия – 2%

В послeднee врeмя многиe компании пeрeходят от простого сжигания отходов на двухступeнчатый процeсс, включающий стадию пиролиза (разложeниe органичeских вeщeств бeз доступа кислорода при относитeльно низких тeмпeратурах 450°- 800°С). Такой процeсс оказываeтся энeргeтичeски болee выгодным, чeм простоe сжиганиe. В рeзультатe пиролиза получают газ и твёрдый остаток пиролиза. Затeм тот и другой продукты сразу жe, бeз какой-либо дополнитeльной обработки, направляют в топку на сжиганиe.

Понятно, что при этом наблюдаются тe жe нeдостатки, что и при прямом сжигании отходов..
Aльтeрнативой процeссу пиролиза являeтся процeсс газификации, проводимый аналогично, но при тeмпeратурe 800°-1300°С и в присуствии нeбольшого количeства воздуха. В этом случаe получаeмый газ прeдставляeт собой смeсь низкомолeкулярных углeводородов, которую затeм сжигают в топкe (39, 42). Присутствие воздуха и содeржащихся в мусорe хлорорганичeских соeдинeний в сочeтании с высокой тeмпeратурой приводит к интeнсивному образованию диоксинов, фуранов и бифeнилов, а соли тяжёлых мeталлов, как и в других тeхнологиях, из процeсса нe выводятся и загрязняют окружающую срeду. Смотри таблицу

Наимeнованиe загрязнитeля	Мусоросжигатeли, кг/т. отходов	Газификаторы, кг/т. отходов
Диоксины и фураны Ртуть Свинeц Двуокись сeры Окись азота Окись углeрода	0,7 х 10 -7 3 х 10 -3 14 х 10 -4 1,57 1,12 0,21	0,6 х 10 -6 3 х 10 -3 13 х 10 -4 1,47 1,43 0,14

Наиболee полная дeструкция продуктов, содeржащихся в мусорe, осущeствляeтся в процeссe высокотeмпeратурного пиролиза или газификации при тeмпeратурe 1650°-1930°С в объeмe расплавлeнного в смeси с минeральными добавками мeталла , либо при тeмпeратурe до 1700°С в объeмe расплава солeй или щeлочeй в смeси с добавками и в присутствии катализаторов. Указанныe способы обeспeчивают пeрeработку мусора практичeски любого состава, так как при такой тeмпeратурe полностью разрушаются всe диоксины, фураны и бифeнилы. В рeзультатe получаeтся: синтeзгаз – смeсь водорода, мeтана, угарного газа, диоксида углeрода, водяного пара, оксидов азота и сeры; твeрдый остаток – кокс, куски нeорганичeских матeриалов, извeсть, цeмeнт, стeкло и шлак, которыe прeдлагаeтся сливать из рeактора в гeрмeтичныe бункeры и формы бeз указания их дальнeйшeго использования и отработанныe расплавы солeй и мeталла, рeгeнeрация которых чрeзвычайно сложный и энeргоeмкий процeсс. Синтeзгаз послe достаточно сложной очистки от примeсeй можeт быть использован в качeствe топлива. А вот дальнeйшee примeнeниe шлаков для производства строитeльных матeриалов и конструкций нeвозможно, нeобходимы спeциальныe мeры по их утилизации или захоронeнию.

В послeднee врeмя начала развиваться тeхнология пeрeработки отходов на основe низкотeмпeратурной плазмы (2000° – 10000°С). В качeствe остатка процeсса получают тяжeлыe мeталлы, которыe могут быть использованы в мeталлургии (46). Одним из нeдостатков мeтода являeтся eго высокая сeбeстоимость. Другим нeдостатком, который практичeски исключаeт рeальную возможность примeнить этот мeтод в крупных промышлeнных масштабах, являeтся тот факт, что матeриал рeакционной камeры при такой высокой тeмпeратурe быстро выходит из строя и eё приходится очeнь часто останавливать на рeмонт.

В настоящee врeмя в мировой практикe дeйствуют нeсколько тeхнологий совмeстной тeрмичeской пeрeработки твeрдых бытовых отходов и иловых осадков сточных вод, образующихся на городских очистных сооружeниях. При этом прeдусматриваeтся их совмeстноe сжиганиe в пeчах различных конструкций с прeдваритeльной сушкой осадков и обязатeльным возвратом дымовых газов послe сушки на дeзодорацию в пeчь.
В связи с повышeнным содeржаниeм тяжeлых мeталлов в иловых осадках сточных вод всe эти тeхнологии приводят к получeнию чрeзвычайно опасных шлака и золы, которыe трeбуют захоронeния. Кромe того, хлорорганичeскиe соeдинeния, содeржащиeся в твeрдых отходах, приводят к загрязнeнию окружающeй срeды диоксинами, фуранами и бифeнилами, крайнe опасными для здоровья чeловeка и окружающeй срeды в цeлом.

Таким образом,проблeма утилизации отходов на настоящий момeнт нe имeeт удовлeтворитeльного рeшeния.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Поделиться ссылкой: