Методы переработки мусора

Методы утилизации мусора

Современные методы утилизации отходов

Ежегодно увеличивается рост промышленного производства. Деятельность предприятий приносит пользу экономике многих стран. Но не экологии.

Негативное влияние на окружающую среду оказывают вредные вещества, которые образуются в ходе технологического процесса. Чтобы защитить планету были разработаны способы утилизации сырья.

О том, что они включают и как проводится борьба с отходами, будет подробно изложено ниже.

Этапы утилизации отходов

В основе государственной системы прописаны нормативные требования по уничтожению бытового мусора. Однако на местном уровне, без жесткого контроля они не выполняются. Несоблюдение четких норм и правил обращения с ТБО ведет к административному наказанию в виде штрафа.

Согласно правовым актам утилизация отходов проводится поэтапно.

1. Сортировка.
   Перед тем как выбросить мусор его рассортировывают. Пищевые остатки, стекло, бумага, текстиль и полимеры укладываются в отдельные пакеты.
2. Сбор.
   Возле жилых массивов стоят контейнеры. Они предназначены для сбора ненужного сырья. У каждой емкости есть название, соответствующее виду мусора.
3. Вывоз.
   К контейнерам привязана отдельная машина. Техника производит погрузку и транспортировку сырья за черту города.
4. Складирование.
   В отведенных местах происходит накопление и хранение отходов. Там они находятся определенное время, установленное согласно городским нормам.
5. Вывоз с полигона.
   Мусор транспортом доставляется к месту ликвидации.
6. Последним этапом утилизации является переработка ненужного сырья, либо полное его уничтожение.

Способы утилизации бытовых отходов

Популярными способами утилизации отходов считаются.

Захоронение

Данный метод подразумевает закапывание ТБО в землю. Работы проводятся на отведенных полигонах, вдали от населенных пунктов, водоемов, лечебных учреждений и мест отдыха. Чтобы защитить окружающую среду, к участкам для захоронения применяют особые требования, которые оговорены в нормативных актах.

Вам будет интересно! Методы обезвоживания осадков сточных вод

Термическая обработка

Современные способы термообработки считаются экологически чистыми методами утилизации бытовых отходов. Проводится она несколькими способами.

Простое сжигание мусора

Этот способ уничтожает большое количество отходов. При этом образующаяся зола не поддается гниению и является нетоксичной. Поэтому нет надобности в поисках специальных мест, для захоронения.

Во время сжигания отходов выделяется большой объем тепловой энергии. Ее направляют на автономную работу утилизирующих предприятий. Что является плюсом метода.

Но при горении образуется дым, который пропитан токсинами и вредными веществами. Поэтому при использовании простого сжигания отбросов увеличивается риск загрязнения озонового слоя атмосферы и образования в нем дыр.

Плазменная обработка

Этот способ переработки предусматривает газификацию мусора, при высокой температуре плавления.

Есть два вида пиролиза, это:

1. Высокотемпературный. При данном технологическом процессе температура плавления отходов составляет свыше +900 градусов.
2. Низкотемпературный. Этот вид переработки мусора проводится при температуре от +400 до +900 градусов.

После плазменной обработки, на выходе образуется экологически чистый остекленевший продукт. Он не нуждается в захоронении. И может использоваться в качестве вторичного сырья на производстве.

Компостирование

Компостирование применяется для разложения органической части бытовых отбросов. В процессе утилизации участвуют бактерии, которые употребляют мусор для жизнедеятельности.

В природе существуют два вида микроорганизмов:

1. Аэробные. Эти бактерии живут и размножаются только при свободном доступе к кислороду.
2. Анаэробные. Жизнедеятельность микроорганизмов происходит при малом количестве кислорода или полном его отсутствии.

Каждый тип бактерий способен уничтожить 30% отходов. Однако качество компостирования зависит от места его проведения. Участок для разложения непригодного сырья должен быть затененным и влажным. При этом необходимо организовать дренаж для отведения лишней влаги.

Брикетирование

Брикетирование новый способ утилизации. Но, несмотря на это он широко используется в технологической цепочке уничтожения мусора.

Проводится брикетирование в несколько этапов, это:

1. Сортировка непригодного сырья.
2. Упаковывание отходов в брикеты.

Прессованные ТБО значительно уменьшаются в объеме. Благодаря этому упрощается их транспортировка.

Сначала брикетированный мусор вывозится для хранения на специально отведенный полигон. А затем перерабатывается в промышленных целей, либо ликвидируется путем захоронения или термическим способом.

Среди достоинств данного метода выделяют:

• удобство проведения работ;
• снижение вероятности возгорания отходов.

Но изменение структуры некоторых видов ТБО затрудняет брикетирования. А абразивность природного камня, стекла или песка создает сложность процесса прессования. Что и является недостатками этого метода.

Утилизация промышленных отходов

Утилизация отходов считается общемировой проблемой. В процессе изготовления продукции остается большое количество мусора, а вместе с тем отрасль уничтожения и переработки ТБО до сих пор плохо развита.

В основном методы утилизации промышленных отходов на большинстве предприятий включают:

• сброс сточных вод;
• вывоз на свалку.

И только 35% мусора перерабатывается с целью получения вторичного сырья.

Чтобы спасти планету государственные органы власти ежегодно вносят поправки в сфере природопользования и ужесточают наказание, при несоблюдении установленных правил утилизации.

Методы утилизации медицинских отходов

Без исключения все медицинские отходы, без надлежащих мер предосторожности, несут угрозу для здоровья людей, животных и окружающей среды. Поэтому утилизацией таких отходов занимаются только лицензированные предприятия, под строгим надзором законодательных органов.

Сбор медикаментов осуществляется в зависимости от их вида и степени опасности. Всего существует 4 типа медицинских отходов, которые обозначаются буквами А, Б, В, и Г.

Рассмотрим опасность каждого вида и способы их сбора:

1. Класс А – не представляет опасности.
   Сбор отходов этого класса проводится в одноразовые или многоразовые пакеты, разной цветовой гаммы, за исключением желтого и красного цвета. Пакеты располагаются в многоразовых белых баках, которые прикреплены к тележкам.
2. Класс Б – потенциально опасные.
   Утилизация видов Б проводится только после предварительного обезвреживания медикаментов. Сбор осуществляется в водонепроницаемые контейнеры желтого цвета с плотно закрывающейся крышкой или желтые пакеты.
3. Класс В – опасные.
   Для сбора таких медицинских отходов используются мягкие пакеты и твердые баки красного цвета.
4. Класс Г – токсичные вещества.
   Ртутьсодержащие приборы и другие токсичные отходы собираются в пакеты любой расцветки, кроме желтого и красного оттенка. Емкость хранится в специально отведенном помещении, вдали от нагревательного оборудования.

Вам будет интересно! Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

После обезвреживания, собранные медицинские отходы вывозятся для захоронения или утилизации.

Утилизация и переработка отходов в России

Развитые страны начали развивать экологически чистую технологию безотходного производства. В России дело обстоит иначе.

По сравнению с утилизацией на полигонах, безотходная промышленность обходится дороже. При этом в стране слабая законодательная база, а инфраструктура полностью отсутствует.

Данное положение усугубляется тем, что во всех регионах страны процветают несанкционированные свалки.

Поэтому проблема утилизации отходов в России остается до сих пор на высоком уровне.

Оборудование для утилизации мусора

Чтобы уничтожить отходы, которые не пригодны для вторичного сырья, применяются современные устройства. Подбираются они в зависимости от видов мусора и способов утилизации.

Оборудование для сжигания мусора

Уничтожение отходов методом сжигания проводится в специальных печах. Они бывают нескольких видов:

1. Котел-утилизатор.
   Он применяется для сжигания твердых бытовых отходов.
2. Электросжигатель.
   Этот препарат используется в медицине для утилизации шприцов и игл.
3. Установки-утилизаторы.
   Они уничтожают мусор в крупных промышленных предприятиях.

В России для сжигания отходов используют отечественные печи. Такой выбор обоснован тем, что они по качеству не уступают западным аналогам. А стоят в несколько раз дешевле.

Оборудование для захоронения отходов

Полигоны для захоронения отходов выбираются тщательным образом. Их места должны находиться на ровной поверхности, без затопления. Иначе будет трудно проводить инженерные работы.

Для утилизации мусора используется спецтехника:

1. Катки-уплотнители.
   Они предназначены для прессования мусора.
2. Бульдозеры.
   Техника выравнивает отходы на поверхности земли и производит их захоронение.

При соблюдении правил проведения работ, машины рационально экономят пространство полигонов.

Утилизация ТБО требует должного внимания. Соблюдая последовательность работ, упрощается процесс уничтожения и переработки мусора. К тому же снижается использование природных ресурсов и риск загрязнения окружающей среды

Способы утилизации твердых и бытовых отходов

Где бы не находился человек и чем бы он не занимался, он всегда оставляет после себя мусор.

Всем знаком бытовой мусор, потому что каждый из нас для своей обычной жизнедеятельности использует массу различных веществ, после которых остаются отходы.

Прежде чем перечислить и охарактеризовать способы утилизации твердых бытовых отходов ответим на вопрос: «Какими вообще могут быть твердые бытовые отходы?»

Виды твердых и бытовых отходов

1. Органические: пищевые, деревянные, кожаные и костные;
2. Не органические: бумажные, пластмассовые, металлические, текстильные, стеклянные и резиновые.

Давайте задумаемся, какой вред может принести каждый из этих видов отходов в отдельности:

Пищевые отходы. Все мы употребляем пищу и делаем это 3 раза в день, а иначе просто никак! В целом ущерб этот вид мусора окружающей нас среде не наносит.

Разлагается он в течение 1-2 недель до примитивных компонентов – углекислый газ и вода.

Но при гниении мусор собирает вокруг себя множество микроорганизмов, паразитов и механических переносчиков заразы – крысы, мухи, тараканы, которые влияют на нас не очень благотворно.

Макулатура. Кто сегодня не пользуется бумагой? Бумага сама по себе безобидна, но никто не выкидывает обычную чистую бумагу. В основном она или покрыта красками или пропитана воском, а вот это уже значительно затягивает процесс разложения бумаги до 2-3 лет. При разложении могут выделяться ядовитые газы.

Текстильный мусор. Вред синтетического материала очевиден, поэтому поговорим о натуральных тканях. Процесс разложения может затягиваться до 2-3 лет. Но зато от него нет вреда ни природе, ни человеку.

Металлический и стеклянный мусор. Железные консервные банки и различные стеклянные осколки разлагаются от нескольких десятков до нескольких сотен лет. При разложении металла оксиды и диоксиды железа поступают в почву и воду, загрязняя их.

При разложении стекла образуется стеклянная крошка, похожая на песок. Помимо этого банки и осколки опасны своими острыми краями, как для голых стоп человека, так и для животного. Также они могут служить резервуаром для воды, где в итоге будут размножаться комары.

Пластмасса. Разлагается несколько десятков лет и дольше. При разложении выделяют ядовитые вещества, которые нарушает нормальные процессы в почве и воде, что непременно сказывается не только на человеке, но и природе в целом. А проглатывание кусочков пластмассы животными это может привести их к смерти.

Читая эти перечисления, вы наверняка задумались о том, сколько всего разнообразного содержит ваше мусорное ведро.

Но это еще не самое страшное! Количество выделяемого нами мусора каждый год увеличивается на 3% от предыдущего годового объема.

Некоторые ученые заявляют, что в среднем 1 человек за год выбрасывает примерно 250кг мусора! Теперь возникает вопрос – «Как происходит утилизация отходов?»

Способы утилизации твердых бытовых отходов

На самом деле существует несколько способов утилизации. У каждого из них существуют преимущества и недостатки, поэтому каждый из этих способов имеет право на существование.

1. Переработка отходов во вторичное сырье

Этот метод считается одним из самых продуктивных и безопасных и основан на том, что мусору буквально дается «вторая жизнь».

Для начала из гетерогенной мусорной смеси необходимо произвести сортировку отходов, согласно их принадлежности. Такая сортировка позволяет выбрать из мусора такие ценные вещества как цветной и черный металл, стекло и пластмасса, т.

е. то, что максимально долго подвергается разложению и при этом выделяет массу ядовитых веществ.

В некоторых странах Европы пропагандируется раздельный сбор отходов, что значительно облегчает их утилизацию. После сортировки оставшийся:

• органический мусор поступает в переработку и превращается в тепловую энергию и органическое удобрение;
• неорганический мусор идет на синтез строительных материалов;
• отделенный металл прессуется, пакетируется и отправляется на литейное производство;
• стеклянные отходы идут на производство технического стекла, которое широко применяется в строительстве;
• пластмасса также перерабатывается и превращается в пластмассу вновь.

Но этот процесс получается не выгодным, так как много средств затрачивается при его очистке, и в последствии вторичный материал получается дороже исходного, что делает его неконкурентоспособным.

Таким образом, может быть использовано около 70% твердых отходов и даже больше. Кроме этого производство вторичного сырья может принести неплохую прибыль, что вновь говорит о преимуществе в сторону переработки отходов во вторичное сырье.

2. Мусоросжигание

Утилизация твердых отходов с помощью термической обработки является распространенным и одним из дешевых методов борьбы с мусором. Существует несколько видов мусоросжигания:

Самое опасное мусоросжигание – это термическая обработка при низких температурах. Сжигание должно происходить при температуре более +850°С, т.к. именно при этих показателях происходит «дожигание» остатков отходов и частичная нейтрализация ядовитых веществ в выделяемом дыме.

На начальном этапе вновь требуется предварительная сортировка отходов. Это происходит из-за того, что некоторые материалы при горении выделяют множество ядовитых веществ в атмосферу, отравляя не только природу, но и наше здоровье.

Поэтому отходы предварительно перебирают, устраняют металлический мусор, отправляя его на переплавку, различные батарейки, пластик, аккумуляторы и прочее, резко снижая образование диоксинов и фуранов в процессе горения отходов.

Мусоросжигание снижает общее количество объема мусора в 10 раз, снижая тем самым загрязнение отходами воды и почвы. Также процесс сжигания дает возможность одномоментной утилизации большого объема отходов, а это очень удобно на больших предприятиях и городах, т.к. позволяет прибегать к нему по мере поступления отходов.

Недостаток мусоросжигания заключается в том, что при горении образуется дым насыщенный ядовитыми веществами, который окутывает поверхность земли плотной завесой, провоцирует утончение озонового слоя и появление озоновых дыр и, как следствие, различных заболеваний у людей. Помимо газа при горении образуется еще два компонента – зола и шлак, которые составляют около 30% от исходного вещества. Утилизация этих веществ очень проблематична, т.к. они также обладают высокой токсичностью.

3. Захоронение

Утилизация твердых бытовых отходов при помощи захоронения является самым древним и самым дешевым методом. Суть метода заключается в обычном закапывании гетерогенного мусора в верхнем слое земли. Для таких захоронений подбираются специальные участки земли – полигоны, которые должны соответствовать не которым требованиям:

• Расположение от сельскохозяйственной и жилой местности от 200м и больше, от лесных участков – от 500м;
• Участок должен располагаться в открытой и хорошо проветриваемой местности, которая свободна от строительств и на которой есть возможность проведение каких-либо инженерных работ;
• Возможность создания вокруг потенциального участка – полигона санитарно-защитной зоны занимающий около 300м;
• Потенциальный участок захоронения должен иметь не далеко от себя одну качественную транспортную магистраль, которая связана с другими дорогами для беспрепятственного и быстрого выезда и въезда.

Преимущества этого способа утилизации заключается в относительной дешевизне, также захоронение не требует захвата больших участков земель и крупных и постоянных финансовых затрат.

Недостатками же является то, что отходы, которые были захоронены в почве разлагаясь, отравляют ее, тем самым на таком участке земли невозможно проводить ни земледельческие, ни скотоводческие работы и нельзя осуществлять новые строительства.

Кроме этого при разложении отходы выделяют на поверхность земли массу ядовитых веществ, что вновь пагубно влияет на здоровье человека и животных.

Также хочется отметить тот интересный факт, что борьба с последствиями продуктов разложения, расходы на оздоровление этого участка земли требует намного больше финансовых затрат, чем расходы, которые потребуются на строительство организации, которые в последствии смогут осуществить переработку твердых бытовых отходов во вторичное сырье и топливо.

4. Брикетирование

Утилизация твердых отходов методом брикетирования является относительно новым подходом в решении задачи утилизации мусора.

Заключается он в упаковке гомогенного мусора в отдельные брикеты, что позволяет уменьшать объем отходов примерно вдвое, а предварительная сортировка позволяет отложить компоненты, которые пойдут на вторичную переработку.

После упаковки отходов производят прессование материалов, что впоследствии уменьшает их общий объем еще больше и облегчает транспортировку.

Брикеты с мусором вывозятся на ликвидацию путем термической обработки или их попросту складируют в специально отведенных для этого полигонах. В принципе работа проста и по своему характеру отдаленно напоминает предыдущий метод утилизации – захоронение.

Но вся сложность брикетирования заключается в неоднородности выделяемых отходов.

Помимо этого во время пребывания отходов в контейнерах происходит еще большее их загрязнение, изменение под воздействием агрессивной среды, адгезия некоторых компонентов отходов и высокая абразивность за счет таких компонентов как камень, песок, стекло, что препятствует процессу прессования.

5. Компостирование

Как уже понятно из всего выше сказанного способы утилизации твердых отходов имеют массу преимуществ и недостатков. Компостирование по праву является идеальным методом утилизации твердых отходов.

Точнее сказать снижение объема твердых отходов, так как такие вещества как металл, стекло, пластик и обработанная бумага процессу компостирования не подвергаются. Таким образом, компостирование – это повторное использование органических отходов после предварительной обработки их микроорганизмами до органических удобрений.

Конечный продукт используется для улучшения качества и плодородности земли, и широко применяют для огородничества и садоводства.

Компост вы можете сделать сами, своими руками в домашних условиях. Для этого вам нужно: органические отходы, земля с вашего огорода, вода и воздух. А если вы еще добавите немного тепла, то процесс пойдет немного быстрее.

Микроорганизмы, которые обитают в земле, превращают отходы в гумус и биоактивные вещества. Если вы будете регулярно переворачивать и поливать компостную кучу, то продукт разложения вашего мусора будет окончательно закончен через 2–3 недели.

А для того чтобы компост получился максимально эффективным и сбалансированным надо:

• Проследите, чтобы высота и ширина кучи составляла 1,5м. Это создаст определенный благоприятный баланс температуры и влаги;
• Регулярный доступ влаги и воздуха. Это способствует развитию и активному размножению бактерий;
• Оптимальное содержание углерода и азота – 30:1. Углеродом богаты одеревеневшие материалы, а азотом – свежий помет или навоз, скошенная трава и костная мука;
• Для полного разложения всего мусора необходимо его измельчить. Это поможет при обработке микроорганизмами сделать компост максимально однородным;
• Не забудьте добавить немного земли, которая богата микроорганизмами. Ее можете взять со своего сада.

Способы утилизации бытовых отходов отличаются разнообразием методов.

Но если посмотреть на все эти методы в отдельности, то в совокупности они способны утилизировать отходы с минимальным вредом для окружающей среды и для нашего здоровья.

Только для этого необходимо производить самостоятельную сортировку мусора, чтобы не было проблем загрязнения материала и не возникали проблемы с последующей их переработкой.

Ведь не так сложно бумагу складывать в стопку, битое стекло в ведро, а пищевые отходы завязывать в пакеты? Подумайте над этим! Давайте позаботимся о том, чтобы нашим детям досталась планета без болезней и отравленной атмосферы!

Отходы и их влияние на экологию, способы утилизации

Научные исследования показывают, что каждый человек ежегодно производит 445 кг мусора. Гораздо большее количество остатков образуется в результате деятельности промышленных предприятий. Наносится непоправимый вред окружающей среде. В статье будет рассмотрено, как разные виды отходов влияют на экологию, и как можно уменьшить их неблагоприятное воздействие путем правильной утилизации.

Виды мусора

Классификация отходов по происхождению выделяет мусор на две группы: отходы производства и потребления. К ним относятся все остатки, вырабатываемые человечеством.

Под отходами производства и потребления понимаются побочные продукты, образовавшиеся в результате деятельности предприятия или человека. Сильнее всего на окружающую среду влияют отработанные материалы заводов.

Производственные отходы

Экономический рост в странах мира привел к разрастанию промышленности. Деятельность заводов, предприятий в огромных масштабах провоцирует постоянно растущее количество мусора.

Исходя из возможности повторного использования, остатки могут быть:

• Возвратные. Включают в себя отработки материалов, которые после применения по назначению используются в других рабочих процессах, но не в качестве сырья. Пример — пахта, оставшаяся после обработки молока на заводе, опилки.
• Вторичное сырье. Такой мусор не возвращается в производство, однако может быть полезным в других промышленных отраслях. К нему относятся перерабатываемые отходы: металлолом, пластмасса, стекло, резина, бумажная продукция.
• Невозвратные: переработка и повторное применение остатков неосуществимы. При необходимости их обезвреживают и подвергают захоронению или утилизации.

Многие предприятия относят к невозвратным потерям потенциальное вторсырье, полагая переработку нецелесообразной, что сильно вредит окружающей среде.

Классы опасности

Промышленные отходы также делятся на группы по степени серьезности последствий, оказываемых человеку и природе.

• Наиболее опасны материалы, содержащие ртуть и гальваношламы. Их влияние на экологию необратимо и приводит к серьезным результатам, вплоть до экологической катастрофы.
• Следующий класс опасности включает в себя аккумуляторы, токсичные лаки, материалы с высоким содержанием свинца, кислот. Для устранения вреда, причиняемого ими, требуется 30 лет.
• К среднему классу относятся материалы, содержащие небольшое количество тяжелых металлов. Их воздействие устраняется за 10 лет.
• Следующий класс составляют практически безопасные вещества, после влияния которых окружающей среде требуется 3 года для полного восстановления. К ним относят в основном строительный мусор.
• Последний, 5-й класс включает в себя полностью безопасные вещества и элементы: бумажную продукцию, натуральные природные материалы. Их переработка для повторного использования налажена в большинстве стран мира.

Часто последние два класса опасности практически не отличаются друг от друга, поэтому во многих источниках можно встретить разделение только по четырем классам.

Большое количество промышленного мусора свидетельствует о несовершенной технологии производства и необходимости принятия мер, однако это часто игнорируется предприятиями.

Влияние на окружающую среду

Высокотоксичные вещества отравляют все элементы биосферы Земли.

Оказываясь на свалках, промышленный мусор начинает выделять опасные вещества в грунт и атмосферу. Через засоренную почву яды попадают в подземные воды, которые напрямую связаны с мировым океаном. Птицы, животные, рыбы погибают или мутируют, приспосабливаясь к новой среде обитания, что приводит к необратимым изменениям внутри вида.

Земли, загрязненные опасным мусором, разрушаются, становятся непригодными для сельскохозяйственных работ. Однако до момента обнаружения загрязнения может пройти довольно долгое время, что приводит к попаданию ядов в выращиваемые продукты.

Здоровье человека оказывается под угрозой из-за риска отравления питьевой водой, продовольствия, выращенного на загрязненных участках, воздухом вблизи предприятий. Тяжелые металлы, включая ртуть, повышают риск онкологических заболеваний, ослабляют иммунитет.

Особую опасность для здоровья человека представляет атомная промышленность. Радиоактивный мусор устойчив, его практически невозможно уничтожить.

Эти вещества постепенно распадаются сами, однако период полураспада (время, за которое количество атомов элемента сократится в два раза) многих из них составляет десятки тысяч лет.

Влияние радиации на живую природу и человека катастрофично и приводит к наиболее тяжелым последствиям.

Количество отходов продолжает расти, поэтому проблема правильного обезвреживания становится глобальной.

Обращение с мусором

Чтобы минимизировать вред, причиняемый предприятиями природе, нужно правильно использовать производимый мусор.

Утилизация промышленных отходов проводится разными способами в зависимости от вида и степени опасности для окружающей среды.

Загрязненные сточные воды подвергаются нескольким этапам фильтрации. Механический способ: вода очищается от частиц мусора. Биологический: с помощью бактерий органические вредные вещества выпадают в осадок. Тепловой — при котором отравляющие вещества разрушаются до безопасных составляющих.

Для токсичных растворов применяется выпаривание, после которого сухой остаток ядовитых элементов сжигается.

Твердые производственные остатки перерабатываются более сложным путем. Утилизация отходов на предприятии подразумевает этап обезвреживания, цели и основные методы которого направлены на снижение неблагоприятного воздействия на окружающую среду, уменьшение площади, занятой отработанным материалом.

1. Малозатратный, но эффективный для элементов нижних классов опасности способ — компостирование. Мусор смешивается с органическими газопоглощающими веществами, что ускоряет процесс разложения. Метод подходит для строительного мусора, отходов предприятий пищевой промышленности.
2. Термическое обезвреживание, или сжигание. Применяется для всех видов мусора. Температуры выше 1200 градусов нейтрализуют токсичные вещества, очищают газовые примеси до безопасного состояния. Остаток после такого обезвреживания составляет 5–10% от исходного объема мусора.
3. Биодеградация — способ, при котором вещества низкого уровня опасности расщепляются микроорганизмами.
4. Для обеззараживания остатков с высоким содержанием токсинов применяется электрический ток, под воздействием которого структура материала разрушается до безвредного состояния.

Следующий этап утилизации — размещение отходов. Под этим понимается хранение или захоронение остатков мусора на полигонах, оборудованных комплексах, которые предотвращают его попадание в окружающую среду.

Разница между этими процессами заключается в том, что хранение мусора подразумевает их последующее применение или захоронение.

Временное складирование отработанных материалов на соответствующих площадках называется накоплением, позволено в течение 11 месяцев, после чего становится уголовно наказуемым. Объект размещения отходов должен иметь соответствующую государственную лицензию.

Предприятию необходимо иметь разрешение на захоронение: запрещается размещение без полного комплекта документов на определенные виды мусора. Нарушение этого закона влечет за собой наложение штрафов.

Деятельность по складированию отработанных материалов строго контролируется правительством.

Требования к объектам размещения отходов достаточно суровы: комплексы и полигоны должны располагаться на специально отведенных для этого зонах после проведения ряда исследований.

На их территориях обязателен постоянный мониторинг состояния окружающей среды. Необходимо своевременное взятие проб почвы, воздуха и подземных вод.

Не допускается размещение свалок вблизи населенных пунктов, водохранилищ, мест добычи полезных ископаемых и других объектов, подверженных заражению. Грунт полигона должен быть проложен пластиком, не пропускающим вещества в почву.

При строительстве комплекса необходимо учесть вероятность землетрясений. Сейсмозащиту свалкам обеспечивает специальная конструкция.

Захоронение мусора на свалках происходит следующим образом. Оборудованный транспорт вывозит его на полигон.

Причем опасный мусор перевозится в особо прочных герметичных контейнерах. На территорию выгружается определенное количество отходов, которое разравнивается с помощью техники. Получившийся слой пересыпают землей и снова отгружают слой.

Мусор разных классов опасности захоранивается на отдельных комплексах.

Закрытие полигонов

На этапе строительства комплекса захоронений рассчитывается отметка на определенной высоте. Когда степень захоронений достигает проектного уровня, осуществляется консервация объекта размещения отходов, или закрытие. На полигонах с высокой загрузкой и длительным сроком эксплуатации разрешается превышение установленного уровня на 10%.

Перед консервацией последний слой мусора необходимо перекрыть плотным слоем грунта, исключить возможность попадания в почву воды, изолировать виниловой прокладкой во избежание выбросов в атмосферу.

Чтобы защитить грунт от выветривания или смыва, территорию законсервированного полигона необходимо озеленять в соответствии с местными климатическими условиями.
Высаженные деревья, газоны также способствуют ускоренной рекультивации почвы — введение ее в сельскохозяйственную деятельность.

Особенности захоронения радиоактивных отходов

Утилизация отходов ядерной промышленности — сложный и дорогостоящий процесс. Первоначально проводится тщательная сортировка, определяющая содержание урана до миллиграммов: это вещество не подвергается захоронению.

Отсортированный уран направляется обратно на производство для повторного использования. Далее мусор герметично упаковывают и отправляют на утилизирующие заводы.

Прогрессивный метод переработки радиоактивных отходов — витрификация. В процессе из материала сначала выпаривают влагу, затем помещают в индукционную печь, где смешивают с измельченным стеклом.

Далее расплавленная смесь заливается в прочные контейнеры, которые запечатываются и отправляются в подземные могильники, покрытые бетонным раствором. Такие хранилища надежно защищают окружающую среду от влияния радионуклидов 1000–1500 лет.

Оформление отработанных элементов

Государство обязывает промышленные объекты предоставлять сведения об отработанных материалах производства. Чтобы оформить отходы на предприятии, нужно составить и утвердить паспорта каждого вида мусора, на основе Федерального классификационного каталога отходов (ФККО) для получения лицензии на вывоз и утилизацию мусора.

Если в каталоге нет нужного вида, предприятие обязано провести сторонний анализ состава вещества в аккредитованной лаборатории, на основе которого рассчитывается класс опасности отхода.

Далее следует выбрать организацию, которой они будут передаваться, и заключить договор на оказание услуг.

Важно убедиться, что выбранная фирма имеет соответствующую лицензию на все этапы размещения мусора различных классов опасности. Перечисленные действия занимают долгое время, поэтому рекомендуется выполнить их заранее, чтобы избежать превышения установленного срока накопления мусора — 11 месяцев.

Следующий этап — непосредственное списание твердых промышленных отходов как имущества. Этот процесс зависит от учетной политики отдельного предприятия.

Оформление отходов, обезвреживание, утилизация — долгий и затратный процесс, требующий тщательного выполнения каждого этапа, однако это важно для предотвращения экологической катастрофы.

Растущее количество предприятий отрицательно сказывается на окружающей среде и на человечестве. Пока значительное сокращение мусора или полное избавление от них невозможно в краткосрочной перспективе, грамотная утилизация поможет поддерживать экологию в норме.

Проблемы утилизации твердых бытовых отходов (ТБО)

В современном мире переизбыток бытовых отходов — одна из наиболее острых проблем. Даже при постоянном увеличении площадей, занимаемых мусорными полигонами, вокруг городов растет число стихийных свалок.

Существующие предприятия по утилизации ТБО не справляются с возросшими в последние десятилетия объемами работ. Для решения проблемы необходим срочный переход на прогрессивные технологии переработки мусора.

Актуальность переработки мусора

Проблема накопления и утилизации мусора существовала всегда. Но до определенного времени была вполне решаема.

Еще несколько десятилетий назад успешно практиковалось повторное использование стеклянной тары, в качестве упаковочного материала в большинстве случаев применялась бумага. Многие продукты питания продавались на развес или поштучно без упаковки.

Такое положение вещей создавало определенные трудности для потребителей, зато не скапливалось большое количество мусора. В стране был широко развит прием стеклянной тары, сбор макулатуры.

Сейчас повторное использование стеклотары сведено к минимуму. А выброшенные вместе с другим мусором бутылки пополняют свалки. Сортировка отходов фактически не производится.

Притом что одна тонна стеклянного вторсырья способна сэкономить тонну кварцевого песка и четверть тонны кальцинированной соды. Использование стеклянного боя позволяет также экономить и электроэнергию, поскольку для его плавления требуется менее высокая температура, чем для природного сырья.

Одна бутылка из вторичного стекла на сэкономленные средства позволит стоваттной лампочке светить в течение четырех часов.

Технический прогресс подарил человечеству множество новых материалов. Лидером по объемам производства стал пластик различного химического состава. Он надежно обосновался в качестве исходного материала на многих производствах. Но настоящую революцию появление пластика произвело в области упаковки товаров народного потребления.

Многие пластики обладают высокой хрупкостью. Для придания прочности в их состав дополнительно вводят стабилизаторы, которые зачастую весьма токсичны. Пластиковая упаковка может разлагаться до двухсот лет. Вероятно, даже первый пластиковый пакет, произведенный в конце пятидесятых годов двадцатого века, до сих пор валяется на какой-нибудь свалке.

Чрезвычайную опасность для здоровья людей и экологии представляют:

• Постоянное накопление мусора вокруг населенных пунктов.
• Недостаточная мощность перерабатывающих предприятий.
• Устаревшие технологии переработки.
• Отсутствие сортировки бытовых отходов.
• Отказ от возможности вторичного использования отдельных видов отходов.

Варианты решения проблемы

Подходить к решению этих проблем следует комплексно. Необходимо взаимодействие не только с производителями товаров и мусороперерабатывающими предприятиями, но и с рядовыми гражданами. Основными задачами на ближайшее время должны стать:

• Изменение законодательства, направленное на строгий контроль утилизации.
• Создание перерабатывающим предприятиям условий для внедрения современных технологий.
• Социальная работа, призванная повысить уровень культуры населения при сборе бытового мусора.
• Организация первичной сортировки мусора путем установки специальных контейнеров для отходов различного происхождения.

Рекомендуем: Утилизация старых мобильных телефонов

Понятно, что без тщательно проработанной законодательной базы решить проблему накопления мусора не удастся. В качественной переработке отходов должны быть заинтересованы все участники рынка.

Производители продукции должны иметь выгоду при использовании в технологическом процессе вторичного сырья. Перерабатывающие предприятия должны хотеть внедрять новые технологии для получения выгоды от продажи вторсырья.

Ненадлежащая утилизация мусора, подлежащего захоронению, должна строго караться.

Работа с населением

Первым шагом к снижению назревшей экологической угрозы должна стать работа с населением. Недостаточно просто установить контейнеры для сортировки мусора. Никакие призывы и штрафы не заставят людей выбрасывать отдельно стекло, пластик, бумагу. На сознательность рассчитывать не приходится.

Остается материальный стимул. Многие страны успешно практикуют прием у населения стеклянных и пластиковых бутылок для последующей переработки в автоматизированных приемных пунктах. В нашей стране такой эксперимент тоже проводился, но ожидаемо провалился.

Этому способствовали две причины:

1. Низкая цена за единицу сданной тары.
2. Вандализм, в результате которого были разбиты практически все установленные автоматы.

К подготовке данного эксперимента у нас подошли без должной проработки его условий, соответствующих экономическому обоснованию и менталитету населения. В других странах такая практика прижилась и активно используется, поскольку к ее внедрению подготовились тщательно.

Населению выгодно сдавать пустую тару, поскольку всего за несколько бутылок можно получить один евро. Необходимый для реализации программы объем денежных средств вполне можно получить за счет ужесточения законодательства и санкций за нарушения.

Экономический эффект от переработки по современным технологиям тоже вполне может оправдать цену принятой тары.

Вандализма можно избежать путем установки приемных автоматов в предприятиях торговли. Сохранности автоматов также способствует выдача не наличных денежных средств, а чеков, принимаемых к оплате в соответствующем магазине.

Виды отходов

Для правильного построения процесса утилизации необходимо разделение всего мусора на отдельные группы отходов. Все они различаются потенциальным вредом для окружающей среды и человека, сроками разложения и методами переработки. Обычно выделяют следующие виды отходов:

• Пищевые — наиболее объемная и наименее вредная для экологии группа. В течение двух недель большинство пищевых отходов разлагается до примитивных и безопасных веществ — углекислого газа и воды. Однако при гниении такой мусор становится рассадником для микроорганизмов и привлекает переносчиков болезней и паразитов — крыс, мух и других насекомых. Поэтому важность правильной утилизации таких отходов не стоит недооценивать.
• Макулатура. Сам по себе бумажный мусор не представляет особого вреда. Однако в настоящее время выпускается большое количество печатной продукции, значительная часть которой содержит вредные красители. Восковая пропитка увеличивает срок разложения бумаги до нескольких лет, что уже небезопасно для окружающей среды.
• Текстиль. Натуральные ткани не представляют серьезной опасности и разлагаются без вреда для экологии. Однако в современной текстильной промышленности все реже используется полностью натуральная ткань. Синтетические волокна разлагаются значительно дольше и могут выделять вредные вещества.
• Металл. Большинство металлических отходов не наносят существенного вреда, хоть процесс разложения длится довольно долго. Однако избыток оксидов железа может вызывать загрязнение почв.
• Стекло — один из рекордсменов по стойкости к разложению. Может спокойно пролежать без видимых изменений более тысячи лет. Оно не столько вредно для экологии, сколько опасно для человека, когда валяется в виде острых осколков на обитаемых территориях.
• Пластмасса — глобальное достижение и проблема современной цивилизации. Может разлагаться несколько сотен лет. Все это время происходит активное выделение ядовитых веществ, некоторые из которых оказывают сильное влияние на процессы, происходящие в почве. Экологическая катастрофа от переизбытка пластикового мусора скоро вполне может стать реальной.

Рекомендуем: Правильная утилизация люминесцентных ламп дневного света

Методы утилизации

Экологическая проблема, связанная с растущими объемами производимого мусора, в нашей стране стоит довольно остро, поскольку до сих пор для утилизации применяются в основном старые и малоэффективные методы. Только внедрение современных технологий позволит спасти экологию. Для понимания ситуации необходимо рассмотреть подробнее особенности различных видов утилизации.

Регрессивные способы сбора мусора

Несмотря на высокую экологическую опасность, устаревшие методы до сих пор являются основными в нашей стране. Наиболее распространенными способами утилизации и переработки твердых отходов являются:

1. Полигонное захоронение — самый простой, но и самый опасный вариант. С большой натяжкой можно назвать утилизацией сбор миллионов тонн мусора на выделенной территории. Учтенный объем ТБО в России — более пятидесяти миллионов тонн. Реальные цифры могут превышать официальные в десятки и сотни раз, так как ежегодно только из Москвы вывозятся одиннадцать миллионов тонн мусора. Полигоны превращаются в мины замедленного действия, поскольку в течение тысяч лет разлагающийся мусор будет отравлять землю и грунтовые воды, затем озера, реки, моря и океаны. Продолжение использования такой методики — преступление.
2. Мусоросжигание — попытка снизить объемы мусора, подлежащего захоронению. Полноценным способом утилизации сжигание считать нельзя. Метод требует сортировки, позволяющей отделить негорючие материалы и вещества с высокой степенью опасности. Главный недостаток метода — выделение чрезвычайно ядовитого дыма и газов, отравляющих атмосферу и повреждающих озоновый слой. Помимо этого, продуктами горения являются чрезвычайно токсичные зола и шлак, утилизация которых требует особых условий.

Регрессивные методы характеризуются высокой экологической опасностью и не приносят выгоды от переработки.

Современный подход к переработке

Существует более цивилизованный подход к захоронению — брикетирование. Он стал применяться относительно недавно. С помощью него можно сократить объем, подлежащий утилизации, в два и более раза.

Сначала проводятся предварительная сортировка и удаление мусора, не подлежащего прессованию. Оставшиеся отходы поступают в специальные прессы и превращаются в брикеты.

В зависимости от условий технологического процесса и состава мусора, брикеты могут вывозиться на полигон или подвергаться сжиганию.

Сложность процесса заключается в неоднородности мусора, которая препятствует прессованию. Существенных преимуществ для экологии метод не дает, поэтому его не стоит рассматривать в качестве альтернативных вариантов на будущее.

Преимущества прогрессивных технологий

Переработка твердых бытовых отходов во вторичное сырье — самый продуктивный и безопасный метод борьбы с накапливающимся мусором. Более семидесяти процентов всех отходов подлежит переработке. Решается не только проблема утилизации — возникает много вариантов получения прибыли от вторичного сырья.

Рекомендуем: Куда можно деть старую стиральную машину

Процесс начинается с тщательной сортировки. Отдельно перерабатываются металлы, стекло, пластмасса.

Прочий неорганический мусор может частично использоваться в производстве строительных материалов.

Органические отходы перерабатываются с выделением тепловой энергии, преобразуемой в электрическую, или отправляются на компостирование, в результате которого получается органическое удобрение.

Однако в настоящее время подобные технологии продолжают оставаться нерентабельными, поскольку довольно много средств затрачивается на сортировку и очистку мусора. Если эти расходы заложить в стоимость вторсырья, на рынке оно будет дороже исходного. Решить проблему можно только на законодательном уровне:

• запретив иные методы утилизации бытовых отходов;
• обязав выпускать определенный процент продукции из вторичного сырья;
• субсидируя мусороперерабатывающие предприятия;
• совершенствуя технологии и расширяя области применения вторсырья.

До сих пор не выработано четкой стратегии по развитию мусороперерабатывающей отрасли. Нужна тщательная проработка схем получения вторичного сырья и утилизации твердых отходов, не подлежащих дальнейшему использованию. Дальнейшее промедление с радикальным изменением подхода к утилизации ТБО грозит экологической катастрофой.

Современный способ переработки и утилизации отходов

Автор: Ольга Биловицкая · Опубликовано 24.02.2019 · Обновлено 14.03.2019

Отходы образуются в процессе жизнедеятельности человека, в производстве, медицинских клиниках, при строительстве – это стандартное явление. Проблема не столько в накоплении мусора, сколько в утилизации.

Людям понятно, что свалки вредят экологии, засоряют плодородные земли и имеют конечную площадь. Старания ученых нацелены на поиск и внедрение схем утилизации отходов и способы внедрения технологий отбора по классу опасности, типу и источнику выбросов. Лишь переработка мусора позволит ограничить вред, причиняемый планете и человечеству.

Как определяют класс опасности отходов?

Класс опасности присваивается на основании государственного регламента СанПиН. Нормативные диктуют конкретные требования по установлению характеристик вредности или безвредности отходной массы.

Выявление опасности и степени влияния на тело человека, природу выделило несколько классов мусора:

1. Очень опасные отработанные вещества. Они выделяются крайним уровнем вреда – нарушают баланс окружающей среды настолько, что восстановить его уже невозможно.
2. Высокая опасность. Отличаются вредоносным воздействием: экология сильно страдает, но при устранении источника воздействия среда будет восстановлена в срок от 30 лет.
3. Умеренная опасность мусора. Характеризуется средним нанесением вреда: окружающей среде, при избавлении от виновника загрязнения, понадобится от 10 лет на нормализацию баланса.
4. Низкая вредоносность отходов. Степень опасного воздействия не слишком высока: экология нормализуется в течение 3 лет после удаления загрязнения.
5. Практически безвредный мусор. Выделяется неопасным воздействием на экологию – баланс не нарушается.

Тесты проводит специалист, прошедший через обучение в специальном центре, аккредитованном ВУЗом или институтом Государственного санитарного надзора. После окончания курсов человеку выдается государственное свидетельство, позволяющее устанавливать уровень опасности отработанных отходов, согласно регламенту закона.

Дипломированные специалисты используют один из методов определения вредоносности веществ:

1. Расчетный. Применяется лишь тогда, когда понятно наполнение и объем сырья.
2. Экспериментальный. Инициируется в моментах, когда затруднено установление объема и состава отходов. Человек инициирует биотестирование водной вытяжки, играющей важную роль для веществ 5 класса. Если в составе находят органические элементы, то мусор тестируют на восприимчивость к биодеградации – компоненты будут подвергаться разложению под влиянием микроорганизмов в течение определенного временного периода. Тогда сырью присвоят незначительный класс угрозы.

Опыты производятся только в лабораториях. Они нужны, чтобы доказать уровень вреда, если он был определен расчетным методом или затруднительно выявить количественный и качественный состав вещества.

Утилизация медицинских отходов

Общих правил переработки медицинского мусора не разработано, поскольку методы рознятся с оглядкой на класс угрозы.

Сбор и утилизация отходов, их перевоз должны включать этапы:

1. Накопление внутри компании.
2. Транспортировка в специальные хранилища на территории учреждения.
3. Обезвреживание мусора.
4. Вывоз отходов с территории учреждения.
5. Захоронение или утилизация (определяется по типу веществ).

Сегодня практикуется множество вариантов устранения медицинского мусора.

Чаще всего эффективны конкретные способы переработки отходов:

• Сжигание в печах – инсинераторах.
• Стерилизация при помощи пара под высоким давлением при температуре выше 100 градусов с применением оборудования (автоклавов).
• Химическое обезвреживание.
• Облучение микроволнами для обеззараживания мусора.
• Стерилизация веществ при помощи ионизирующего, радиоактивного или инфракрасного излучения.

Человечество пока не разработало единых и идеальных методов переработки отходов. Например, химическое влияние способно привести к выделению других опасных соединений, а печи для сжигания считаются дорогостоящим оборудованием, поскольку требуют установки отдельной системы газоочистки (заводы не всегда в состоянии оплатить все комплектующие, потому пренебрегают системами очистки, вырабатывая другие вредные выделения).

Однако любой из приведенных методов обезвреживания медицинского мусора позволяет свободно его утилизировать: твердый мусор вывозят на полигоны ТБО вместе с бытовыми отходами, а жидкий – сливают в канализацию. Перед удалением, нужна гарантия безвредности веществ – для этого проводят тесты. К примеру, при утилизации биологических отходов вещества проверяют на риск рекультирования биологических штаммов.

Радиоактивный мусор

Реактивные отходы – это мусор, содержащий реактивные вещества, который нельзя задействовать вторично, поскольку он не имеет ценности. Элементы вырабатываются при добыче и переработке руды, при функционировании теплового оборудования или утилизации ядерных отходов.

Утилизация и обезвреживание отходов методом нейтрализации

Утилизации эффективнее подвергаются слабоактивные вещества. Они обезвреживаются по прошествии нескольких лет. Для устранения угрозы задействуют способы утилизации мусора: нейтрализация в защищенных контейнерах. После снижения вредности разрешается утилизировать стандартным способом, как и обычный потребительский мусор.

Захоронение отходов на полигонах

Для обезвреживания среднеактивных отходов требуется в несколько раз больше времени, чем для низкоактивных. С этой целью используются бочки, произведенные из комбинации сплавов. Когда они заполняются, их заливают цементом и битумом пару слоев.

Высокоактивный мусор считается самым опасным из всех. Он способен поддерживать угрозу для экологии на протяжении веков. Перед переработкой подобных веществ (чаще всего это отработанные элементы с АЭС), заводы производят их рециклинг. Процедура помогает повторно задействовать основную массу элементов. Бесполезный остаток остекловывают и свозят на хранение в углубленные колодцы, расположенные в скальных породах.

Полигоны – это площадки для захоронения, сбора и обезвреживания веществ, которые не поддаются утилизации. Именно туда свозят высоко- и низкоактивные отходы, чтобы ограничить природные места от их воздействия. Площадь и мощность полигона определяется расчетами индивидуально для каждого региона.

Оборудование для захоронения отходов

Сжигание мусора производится в предназначенных печах, различаемых в зависимости от типа вещества.

В промышленности используются установки-утилизаторы. Это цельные комплексы, уничтожающие отходы в больших объемах. Тепло, вырабатываемое при горении используется для обогрева.

При захоронении используется техника – бульдозеры и катки уплотнители. Машины позволяют эффективно распределить пространство, спрессовывая мусор.

Утилизация промышленных отходов

Промышленный мусор – это опасные вещества, получаемые в результате технологических процессов производства. Обычно вторичное использование таких отходов считается бессмысленным. Уровень опасность этих компонентов варьируется от безвредных (песок) до крайне токсичных веществ (диоксины).

Подобный мусор чаще всего утилизируют путем сжигания или дробления.

Очистка промышленных выбросов

Очистка выбросов необходимо для устранения рисков попадания опасных веществ в среду при выбрасывании отходов.

1. Избавление от примесей с помощью растворителя — абсорбция.
2. Обработка, дополненная хим. примесями – хемосорбция.
3. Поглощение газа твердыми активными элементами – адсорбция.
4. Термическое обезвреживание газов и поглощение вреда путем каталитической трансформации.
5. Разделение газа и воздуха на составные элементы путем поглощения.

Утилизация пищевых отходов

Сбор используемых продуктов должен производиться в мусоросборники, баки и емкости специального назначения. Они выкрашиваются в обеих сторон, оснащены крышкой и арматурой для запора. Вывоз нужно производить постоянно – этот вид веществ гниет и разлагается. Свежеполученные элементы запрещены к перемешиванию с холодными и старыми.

Рекомендуется производить вывоз мусор после распределения по категориям. Основной целью является соблюдение всех гигиенических и санитарных норм.

Почему утилизация пищевых отходов является проблемой?

Своевременное избавление от остатков питания считается проблемой всех регионов мира. Ежедневно вырабатываются огромные объемы продуктов разного назначения, из-за чего получается биологический мусор.

Крупные города ежегодно формируют статью бюджета, направленную на возведение и улучшение предприятий по переработке биологических материалов, ставших непригодными. Однако даже этот шаг не приносит идеального результата. С ростом популяции увеличивается и объем пищевого производства. Соответственно, организуются новые свалки и полигоны. Из-за значительных объемов веществ формируются скопления отходов на свободной площадке. В итоге повышается риск проникновения в массы эпидемий и заражений человека, окружающей среды.

Масштабность проблемы

Современные темпы производства, быстрый рост населения приводят к проблеме – неспособности человечества справиться с потоком отходов. По подсчетам ученых, на планете ежедневно вырабатывается порядка 5 тонн мусора, и ежегодно эта цифра растет на 3%. Переизбыток отходов вредит окружающей среде и человеку, ставя под угрозу существование жизни, потому так важен вопрос утилизации отработанных веществ.

Плазменная утилизация мусора

Масштабность проблемы обязывает ученых внедрять новейшие технологии переработки, иначе планета превратится в свалку. Плазменная утилизация помогает добиться не только обезвреживания опасных веществ, но и производит ценные товары. Процесс выполняется посредством электрической дуги с температурой выше 4 тысяч градусов – кислород и другие элементы расщепляются до мелких частиц. Степень разложения токсинов достигает 99,9%.

Утилизация металлов

Металлические отходы – это сломанные металлические приборы, конструкции, остатки производства, строительный мусор и др. Утилизация такой формы отработок производится в этапы:

1. Сбор и транспортировка.
2. Обработка на первой стадии: рубка, прессовка, сортировка и т.д.
3. Переработка (переплав, переделка).

Термическая утилизация

Это самый распространенный способ утилизации антропогенного мусора. Метод базируется на применении химических характеристик отходов, 80% которых состоят из горючих веществ органического происхождения. От мусора избавляются по одной из технологий: сжигание, пиролиз или газификация.

Переработка и утилизация аммиака без вредных последствий для окружающих

Аммиак опасен для экологии и приводит к отравлению организма человека, потому так важен процесс его правильной утилизации. Способы переработки мусора используют охлаждение при низкой теплоотдаче. Когда охлаждающий агент расходуется быстро, начинается подача газа аммиака в значительных объемах. Вещество перенаправляется на компрессор захолаживания.

Утилизация отходов – это общемировая проблема, которую нельзя оставлять без внимания. Для ее решения каждый должен ограничить использование предметов, вырабатывающих отходы, и обеспокоиться правильной сортировкой и выбросом.

Новый способ утилизации отходов (2 видео)

Методы переработки отходов

Все известные технологии переработки отходов по методам переработки можно разделить на следующие группы:

• термические — сжигание в открытых амбарах, печах различных типов,

• механические — перемешивание и физическое разделение отходов;

• химические — экстрагирование с помощью растворителей, отвердение с применением добавок;

• физико-химические — применение специально подобранных реагентов, изменяющих физико-химические свойства, с последующей обработкой на специальном оборудовании;

• биологические — микробиологическое разложение в почве непосредственно в местах хранения, биотермическое разложение.

К термическим методамобезвре­живания отходов относятся сжигание, газификация и пиролиз.

Сжигание — наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осущест­вляется в печах различных конструкций при температурах не менее 1200 °С. В результате сгорания органической части отходов образуются диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоль, оксид углерода, бензопирен и диоксины. Зола, имеющая в своем составе неподвиж­ную форму тяжелых металлов, накаплива­ется в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для захоронения

Газификация — осуществляется в вихревых реакторах или печах с кипящим слоем при температурах 600-1100°Св ат­мосфере газифицирующего агента (воздух, кислород, водяной пар, диоксид углерода или их смесь). В результате реакции образуются синтез-газ (Н₂, СО), туман из жидких смолистых веществ, бензопирена и диоксинов. Зола, остающаяся после газификации, может содержать остаточ­ный углерод и соли тяжелых металлов, растворимые в воде. После проверки золы на отсутствие бензопирена, диоксинов и тяжелых металлов в подвижной форме она может быть отправлена на захоронение.

Пиролиз — наиболее изученный про­цесс, широко используется для произ­водства активированного угля из древе­сины. Пиролиз нефтесодержащих отходов проводят при температуре 600-800°С с вакуумированием реактора. При этом протекают реакции коксо- и смолообразо­вания, разложения высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жидкую и газообразную фракции, а если углеводородные отходы содержат серу, то образуются также сероводород и меркап­таны. Оксиды азота и серы практически не образуются. На практике невозможно создать совершенно бескислородную ат­мосферу; реальные пиролизные установки работают с количествами кислорода мень­ше стехиометрических. Поскольку некото­рое количество кислорода присутствует в любой пиролизной установке, происходит незначительное окисление. Если летучие или малолетучие вещества присутствуют в отходах, также происходит термическая десорбция. Процесс очень чувствителен к влажности нефтешламов и размерам находящихся в них абразивных частиц, что сказывается на стоимости переработки тонны отходов и возможности применения данного процесса.

Механические процессыочистки заключаются в перемешивании и физичес­ком разделении. В связи с возрастающей проблемой охраны окружающей среды и дефицитом энергоемкого сырья наиболее перспективным направлением переработ­ки и утилизации отходов является извлечение из них воды и твердых остатков с последующим исполь­зованием в системе повышения пластового давления, а твердых остатков в химической или дорожно-строительной промыш­ленности в качестве сырья.

Химические методыобезвреживания жидких и твердых нефтесодержащих отходов заключаются в добавлении к нейтрализуемой массе химических ре­агентов. Растворители должны полно и достаточно просто регенерироваться с небольшими энергозатратами. В зависимости от типа химической реакции реагента с загрязнением происходит осаждение, окисление-восстановление, замещение, комплексообразование.

Недостатком комплексообразования является неустойчивость вяжущих ве­ществ к атмосферной и грунтовой влаге, быстрым изменениям температуры, что приводит в результате к разрушению ком­позиционного материала. Объем отходов после комплексообразования уменьшается только в 2 раза.

Физико-химические методыобразу­ют наиболее представительную группу методов обезвреживания отходов. Физи­ко-химические технологии переработки отходов не обладают универсальностью, однако могут дать наивысший результат, используя отходы как сырье для получения полезного продукта. Примером является переработка резины, резинотканевых отхо­дов, автомобильных покрышек, резиновых рукавов и шлангов и другой продукции резинотехнической промышленности. Конечной продукцией переработки является резиновая крошка, используемая для покрытий, ковриков подрельсовых прокладок, добавок в битум и др.

Отдельную группу составляют элек­тромагнитные методы, основанные на термическом эффекте при взаимодейс­твии электромагнитного излучения с веществом.

В сверхвысокочастотных полях про­исходит быстрый и равномерный прогрев грунта и при этом протекают дегидратация, диссоциация карбонатов, окисление и даже плавление. Десорбирующиеся орга­нические соединения обезвреживаются, например, каталитическим методом.

Обезвреживание отходов с помощью ультрафиолетового и лазерного излучений относится также к электромагнитным ме­тодам. Активация ароматических молекул УФ и лазерным излучениями приводит к диссоциации молекул с образованием ра­дикалов и активных комплексов, быстрому окислению и полимеризации.

Эффективен для очистки грунта от нефтепродуктов ультразвук. Начиная с критического значения звукового давления акустических волн, в жидкости возникает кавитация. При схлопывании кавитацион-ных полостей образующиеся микроструи с линейными скоростями 300-800 м/с срывают с поверхности твердых частиц нефтяные загрязнения. Эффективность очистки может достигать 99,5-99,8 %. При кавитационных разрывах жидкости про­исходит ионизация и активация молекул, стимулирующие окисление и полимериза­цию углеводородных молекул.

Рассмотренные выше методы являются базой для уже созданных технологий обезвреживания ПО и ТБО или техно­логий, разрабатываемых в настоящее время. Каждый метод обезвреживания отходов и технология на его основе имеют определенную нишу, т.е. есть совокупность физико-химических параметров отходов и возможностей метода, оптимальное сочетание которых позволяет достичь наибольшей прибыли или минимальных затрат на обезвреживание определенного вида отходов при наименьшем экологичес­ком ущербе природе

. Биологические методыобезврежива­ния отходов находят все более широкое применение в нашей стране и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов в процессе жизнедеятельности разлагать или усваивать в своей биомассе многие органические загрязнители. В процессе биообезвреживания происходит вторич­ное загрязнение атмосферного воздуха продуктами гниения клеток микроорга­низмов — сероводородом и аммиаком.

Биологические методы можно условно подразделить на микробиодеградацию загрязнителей, биопоглощение и перерас­пределение токсикантов.

Микробиодеградация — это деструкция органических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс биоразложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности. Микробиоде­градация может быть использована во всех случаях, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и видовое разнообразие. Хотя процесс идет крайне медленно, его эффективность высока.

Биопоглощение — это способность не­которых растений и простейших организ­мов ускорять биодеградацию органических веществ или аккумулировать загрязнения в клетках.

Полученные методами генной инженерии штаммы псевдомонад утилизируют сырую нефть, что делает возможной очистку раз­ливов нефти на суше. Данная технология предусматривает периодический полив земель водой до полной утилизации нефти бактериями. Недостатком биотехноло­гических процессов является невысокая скорость протекания процессов, что сильно увеличивает капитальные вложения при сооружении промышленных объектов. Важнейшей задачей ученых является подбор микроорганизмов, бактерий, грибов для переработки конкретных отходов или компо­зиций отходов. Ведутся работы по ускорению роста бактерий в соответствующей среде и регулированию параметров среды в целях сокращения цикла переработки отходов.

Методы переработки отходов

Основными методами переработки отходов являются биоразложение, компостирование и сжигание.

Компостирование – это биологический метод обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО), содержащих большое количество органики. Сущность процесса заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его соморазогревание до 60 о С. При этой температуре погибают патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических веществ в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу. При этом более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые. Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта проблема может быть решена путем сжигания, пиролиза или вывоза отходов на полигоны.

Биоразложение органических отходовсчитается наиболее экологически приемлемым и экономически целесообразным методом их переработки.

В настоящее время многие разбавленные промышленные отходы обрабатываются биологическими способами. Обычно используется аэробная технология, основанная на окислении, осуществляемом микроорганизмами в аэротенках, биофильтрах и биопрудах. Существенным недостатком аэробных технологий являются энергозатраты на аэрацию и проблемы утилизации образующегося избыточного активного ила – до 1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ.

Анаэробнаяобработка методом метанового сбраживания лишена указанных недостатков: при этом не требуется затрат электроэнергии на аэрацию, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое вещество – метан. Механизм анаэробной микробиологической конверсии органических веществ весьма сложен и не до конца изучен. Тем не менее промышленные технологии анаэробной очистки получили широкое распространение за рубежом. В нашей стране интенсивные анаэробные технологии пока не используются.

Термические методы переработки отходов. Твердые бытовые отходы содержат до 30 % по массе углерода и до 4 % водорода. Теплотворная способность отходов определяется именно этими элементами. Разработаны различные технологии огневого обезвреживания отходов. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО₂ и Н₂О.

При неполном сгорании образуются нежелательные продукты: монооксид углерода, низкомолекулярные органические соединения, полициклические ароматические углеводороды, сажа и др. При сжигании необходимо учитывать, что в составе отходов присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью и летучестью: различные соединения галогенов, азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца и др.).

В промышленной практике в настоящее время существует два направления термической переработки ТБО, основанные на принудительном перемешивании и перемещении материала:

– слоевое сжигание на колосниковых решетках при температуре 900 …1000 о С;

– сжигание в кипящем слое при температуре 850 … 950 о С.

Сжигание в кипящем слое обладает рядом экологических и технологических преимуществ, но требует обязательно подготовки отходов к такому процессу, поэтому распространено значительно меньше.

Наиболее экологически приемлемым представляется использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов.Для реализации этого направления необходимы по меньшей мере два условия: во-первых, наличие достаточно полной и легко доступной информации по источникам и накоплению реализуемых отходов; во-вторых, выгодная экономическая конъюнктура.

Контрольные вопросы

1. Какие процессы оказывают влияние на плодородие почвы?

2. Что такое эрозия почвы? Причины и виды эрозии почвы.

3. Назовите основные загрязнители почвы.

4. Что такое отходы производства и потребления? Классы опасности отходов.

5. Что включает в себя понятие «обращение с отходами»?

6. Как устанавливается норматив образования отходов и лимит на размещение отходов?

7. Назовите основные методы переработки отходов.

8. Дайте краткую характеристику метода компостирования.

9. На каких процессах основано биоразложение органических отходов?

10. Назовите основные направления термической переработки отходов.

Под мониторингом подразумевают систему слежения за какими-то объектами или явлениями.

Экологический мониторинг – это информационная система, созданная в целях наблюдения и прогнозов изменений в окружающей среде для того, чтобы выделить антропогенную составляющую на фоне остальных природных процессов.

Одним из важных аспектов функционирования мониторинговых систем является возможность прогнозирования состояния исследуемой среды и предупреждения о нежелательных изменениях ее характеристик.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8348 – | 7968 – или читать все.

176.50.227.236 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

методы переработки и использования отходов потребления и производства

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Можно назвать следующие классы загрязнителей почвы:

‒ мусор, выбросы, отвалы, отстойные породы ‒ в эту группу входят различные загрязнения смешанного характера, включающие как твердые, так жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади;

‒ тяжелые металлы ‒ данный вид загрязнений представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме (Pb, Cd, Cu, Cr, Ni, Co, Hg, As, Mn);

‒ пестициды ‒ химические вещества, широко использующиеся в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому находящиеся в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли;

‒ микотоксины ‒ данные загрязнения не являются антропогенными, потому что выделяются некоторыми грибами, однако по своей вредности для организма стоят в одном ряду с предыдущими;

‒ радиоактивные вещества ‒ по своим химическим свойствам практически не отличаются от аналогичных нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Существуют и природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путем: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы, и т.д.

Управление отходами: основные понятия и определения

Проблема твердых отходов заключается в ее многообразном и все возрастающем влиянии на состояние окружающей среды. Высокие темпы роста промышленного производства сопровождаются соответствующим расширением потребления – природных ресурсов, резким увеличением количества отходов, усилением воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Методы утилизации отходов во многом определяются спецификой хозяйства и характеристикой самих отходов.

К применяемым способам переработки отходов промышленного производства предъявляются следующие требования:

‒ широкое внедрение различных технологий механического обезвреживания и переработки твердых отходов, в том числе: механическая сортировка, измельчение и последующая термическая обработка отходов; сжигание многих видов твердых отходов и органики на мусоросжигательных заводах, переплав, обжиг шлаков и др.;

‒ существенное увеличение масштабов переработки отходов с извлечением ценного сырья;

‒ сортировка, обеззараживание и складирование отходов на специальных полигонах и свалках с обеспечением экологически безопасных условий хранения (аэробное биотермическое компостирование) и захоронение отходов. Хранилища должны быть непроницаемыми для грунтовых вод.

Один из перспективных путей ‒ создание производственных комплексов по переработке отходов в пределах регионов.

Отходы производства – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образующиеся в процессе производства продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам.

Отходы потребления – различные бывшие в употреблении изделия и вещества, восстановление которых экономически нецелесообразно.

Твердые бытовые отходы – отходы, образующиеся при разнообразной деятельности людей в условиях жилья, учреждений и подразделений различного профиля (административно-управленческого, образовательного, медицинского, культурно-просветительного, спортивного и т.п.), пунктов общественного питания, улиц, общественного транспорта, мест отдыха и т.п.

Вторичные материальные ресурсы – совокупность отходов производства и потребления, которые могут быть использованы в качестве сырья для выпуска полезной продукции.

Например, макулатура ‒ для производства бумаги; стеклянный бой ‒ стекла; металлический лом ‒ металла; зола, пыль, шлаки ‒ строительных материалов и конструкций; отработанные масла и нефтепродукты ‒ для производства масел.

При сборе отходов важно разделять их по физическим признакам (на классы), по химическому составу (на группы и марки), по показателям качества (на сорта) в зависимости от дальнейшего использования, способа переработки, утилизации или захоронения.

Классификация отходов уже на стадии сбора позволяет намного упростить и удешевить дальнейшую переработку за счет исключения или сокращения расходов на их разделение.

Опасные отходы – отходы, содержащие вредные вещества, которые обладают опасными свойствами (токсичностью, пожаровзрывоопасностью, высокой радиационной активностью) или содержат возбудителей инфекционных болезней, а также представляющие потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами.

При управлении отходами используется ряд понятий и определений.

Обращение с отходами – деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также производится сбор, использование, обезвреживание, транспортировка и размещение отходов.

Размещение отходов – хранение и захоронение отходов.

Хранение отходов – комплекс работ, обеспечивающих содержание отходов в объектах размещения отходов в целях последующего захоронения, обезвреживания или использования.

Захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах, исключающих попадание вредных веществ в окружающую природную среду.

Использование отходов – применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии.

Обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание и обезвреживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду.

Прежде чем рассматривать пути обезвреживания или повторного использования отходов необходимо определить природу отхода, то есть установить:

– агрегатное состояние, вязкость, температуры плавления и кипения, плотность, цвет, запах и т.д.;

– химический состав: концентрацию извлекаемого компонента в отходе, концентрацию особо опасных и вредных компонентов;

– объем и место образования.

Основываясь на этом отходы можно классифицировать по следующим характеристикам:

1. По агрегатному состоянию:

– твердые – отходы, получаемые в виде порошков, пыли, слитков или затвердевшей массы. К ним относятся огарки, зола, частицы пыли и сажи, отходы пластмасс и резины, металлсодержащие остатки после обогащения руд, органические разлагающиеся остатки;

– жидкие – отход, почти полностью состоящие из жидкой фазы и содержащие растворенные в воде или других растворителях щелочи, кислоты, соли, а также примеси взвешенных частиц. Причем количество взвешенных частиц не превышает уровня, при котором происходит их осаждение, а концентрация растворимых веществ не должна превышать предел растворимости, при котором происходит их кристаллизация из раствора при обычных условиях. К ним относятся производственные сточные воды (не требующие специальной обработки и загрязненные токсичными и ядовитыми соединениями), отработанные органические растворители и органические токсичные жидкости (производство пестицидов).

– газообразные – газовые выбросы промышленных печей, сушильной аппаратуры, газовые выделения химических процессов и т.д. Сюда относятся различные дымы, газы, содержащие дисперсные твердые или жидкие частицы в виде тумана, а также содержащие NO_x, SO₂, HCl, HF и др., пары органических веществ, паровоздушные смеси, загрязненные токсичными примесями.

В зависимости от агрегатного состояния отходов выбирается способ и технология обращения с ними (сжигание, утилизация, захоронение), а также способ хранения. Например, газообразные хранят в специальных емкостях или резервуарах, жидкие – в герметичных контейнерах, твердые – в контейнерах, на полигонах, площадках и т.д.

2. Классификация по источникам их образования, основанная на отраслевом принципе. С учетом отраслевого принципа отходы промышленного производства делятся на:

– отходы черной металлургии;

– отходы цветной металлургии;

– отходы химической промышленности;

– отходы угольной промышленности;

– отходы деревообрабатывающей промышленности;

– отходы других отраслей промышленности.

3. Все промышленные отходы можно разделить на два вида: токсичные и нетоксичные. В основной массе твердые отходы нетоксичны. Примерами токсичных отходов могут служить шламы гальванических цехов и травильных ванн.

4. Отходы можно классифицировать на:

– неметаллические (химически инертные (отвалы породы, зола и т.д.) и химически активные (резина, пластмассы и т.д.);

– комбинированные (различный промышленный и строительный мусор).

Методы утилизации и ликвидации твердых отходов

Существуют следующие методы обезвреживания и захоронения твердых отходов:

– биологическое окисление в условиях, моделирующих естественные;

– складирование отходов на поверхности земли.

Термическая обработка отходов

Сжигание отходов – наиболее распространенный и надежный способ обезвреживания и утилизации отходов.

Его основное преимущество – сокращение объема отходов в десять раз, а их массы – в три раза. Сжигание позволяет устранить некоторые неприятные свойства бытовых отходов: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

Сжигание осуществляется в высокотемпературных химических реакторах – печах. В них должны обеспечиваться:

– хорошее перемешивание для развития поверхности контакта фаз и для ускорения внешней и внутренней диффузии кислорода с целью максимального окисления органической части отходов;

– высокая температура, достаточная для полного обезвреживания токсичной части отходов.

Чаще всего применяют барабанные и камерные печи.

В барабанных печах (при вращении барабана) отходы проходят несколько температурных зон: подсушивания, подготовки к сжиганию, воспламенения, горения, дожигания. В зоне подсушивания применяют отходящие дымовые газы с температурой 800–1000ºС. В зоне подготовки происходит частичная отгонка летучих органических продуктов; температура образующейся смолы достигает 300ºС – температуры воспламенения отдельных составляющих отходов.

Горение твердой массы (во всех типах печей) начинается при

600ºС. Температуру в зоне горения поддерживают в пределах 1100–1500ºС.

В дымовых газах для сжигания отходов содержатся пыль и газообразные вещества: СО₂, Н₂О, хлороводород, фтороводород, диоксид серы, оксиды азота, СО, органические соединения, тяжелые металлы (свинец, ртуть, хром, мышьяк и т.д.). Вид и количество вредных веществ в неочищенных отходящих газах установки для сжигания зависят от состава отходов, конструкции топки, условий работы печи. Количество выделяющихся оксидов азота, монооксида углерода, органических веществ определяется условиями сжигания и может поддерживаться на определенном уровне, содержание HCl и HF в продуктах сгорания зависит только от состава отхода.

В процессе сжигания отходов, особенно в условиях недожога, образуются чрезвычайно токсичные соединения – полихлордибензодиоксины и полихлордибензофураны.

Существует два принципиальных механизма образования диоксинов и фуранов:

– из углерода в процессе его окисления при избытке кислорода в присутствии соединений хлора и соединений меди как катализаторов (в реакции практически участвуют углеродсодержащие частицы летучей золы, хлориды, источником которых могут быть хлорсодержащие пластмассы типа ПВХ, и соединения меди);

– из соединений, которые уже имеют похожую структуру, например из хлорбензолов и хлорфенолов .

При термической переработке можно отметить два пути образования диоксинов и фуранов:

– первичное образование в процессе сжигания отходов при температуре 300–600ºС;

– вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl, соединения меди (железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450ºС (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).

Температура начала распада диоксинов 700ºС, нижний температурный предел образования – 250–350ºС.

Для того, чтобы при сжигании обеспечить снижение содержания диоксинов до требуемых норм (0,1 нг/м 3 ), должны быть реализованы так называемые первичные мероприятия, в частности «правило двух секунд» (геометрия печи должна обеспечить продолжительность пребывания газов не менее 2 с в зоне печи с температурой не менее 850ºС (при концентрации кислорода не менее 6%). Однако достижение максимальных температур при сжигании полностью не решает проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способность диоксинов к новому синтезу при снижении температуры.

Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:

– связывание образующегося при сжигании HCl с помощью соды, извести или гидроксида калия;

– перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например связывание меди в комплексы с помощью аминов.

Пиролиз – процесс термической переработки твердых отходов путем высокотемпературного нагрева без доступа воздуха (вследствие чего становится невозможным их горение).

Процесс пиролиза применяют при переработке отходов древесины, пластмасс, резиновых изделий и шламов нефтепереработки. При пиролизе макромолекулярных органических веществ происходит разложение больших молекул на мелкие. Процессы распада молекул имеют сложный механизм и окончательно невыяснены. Также сложен и состав продуктов реакций.

После проведения пиролиза остаются два основных продукта – твердые остатки (пиролизный кокс) и коксовый газ. После охлаждения коксовый газ разделяется на две фракции: пиролизный конденсат (состоящий из сложной смеси различных дегтеподобных и маслянистых веществ и воды) и пиролизный газ (остающийся после конденсации).

Пиролиз проводят в вертикальных цилиндрических печах периодического и непрерывного действия с наружным и внутренним обогревом. Нагрев обеспечивают с помощью электрической дуги, токов высокой частоты или применением твердых теплоносителей (расплавов солей, продуктов пиролиза твердого топлива и др.). Пиролиз ведут при 300–900ºС в зависимости от требуемого состава газообразных продуктов. Состав газов зависит от состава перерабатываемых отходов и содержания кислорода в зоне пиролиза.

Так как пиролиз проводят без доступа воздуха, то подлежащие очистке газы имеют небольшой объем. При пиролизе образуются газы: сероводород, органические соединения серы, циановодород, галогеноводороды и органические галогенсодержащие соединения. Последующее сжигание этих газов приводит к образованию диоксида серы, оксидов азота, органических и неорганических веществ, содержащих галогены, которые необходимо удалять из продуктов сгорания.

Твердый остаток пиролиза может быть утилизирован как наполнитель для пластических масс и резин, как сорбент.

Различия между термолизом (сжиганием) и пиролизом органических отходов

Сжигание отходов	Пиролиз отходов
Температура	Обязательна высокая температура	Достаточна относительно небольшая температура (450ºС)
Условия процесса	Необходим избыток воздуха (окислительные условия, окисляются металлы)	Отсутствие кислорода (восстановительные условия, металлы не окисляются)
Поступление тепла	Непосредственно за счет выделяющейся теплоты реакции	Большей частью через теплообменники
Основные продукты реакции	СО2, Н2О, зола, шлаки	H2, CnHm, CO, твердые углеродные остатки
Газообразные вредные вещества	SO2, SO3, NOx, HCL, HF, тяжелые металлы, пыль	H2S, HCN, NH3, HCL, HF, фенолы, смолы, пыль
Объемы газа	большие	малые
Происходящие процессы	Зола спекается в шлак, уход влаги	Отсутствие процессов сплавления и спекания, уход влаги
Предварительная обработка отхода	Не является необходимым предварительное измельчение и дробление, но благоприятно	Необходимо предварительное измельчение и равномерное дробление

Санитарное захоронение твердых отходов

Санитарное (контролируемое) захоронение отходов является альтернативой современной практике сброса отходов на открытые свалки.

Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использованию в качестве вторичных ресурсов (переработка сложна и экономически невыгодна или которые имеются в избытке), подвергаются захоронению на полигонах.

В хранилищах бытовых отходов происходит образование газов, которое связано с протеканием анаэробных микробиологических реакций с органическими компонентами бытовых отходов. Эти газы содержат преимущественно метан, диоксид углерода, азот. Также образуются сероводород, меркаптаны (R–SH), альдегиды (R–CHO). Газовый состав зависит от длительности хранения отходов. В течение первых нескольких недель протекает аэробная фаза брожения, а затем – анаэробное кислое брожение (гниение), которое может продолжаться несколько лет.

В хранилищах промышленных отходов микробиологические процессы обычно не протекают, так как концентрация ядовитых веществ в отходах намного превосходит предел их токсичности для микроорганизмов.

При воздействии осадков и грунтовых вод на складируемые отходы образуются просачивающиеся воды, состав которых зависит от вида хранящихся отходов. В хранилищах промышленных отходов просачивающиеся воды содержат те же вещества, что и сами отходы, из хранилищ бытовых отходов в первую очередь вымываются продукты брожения и гниения.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды полигон для захоронения отходов должен быть обустроен природоохранными техническими средствами, обеспечивающими перехват водных и газовых эмиссий, формируемых структурой отходов. К таким средствам относятся: противофильтрационный экран в основании полигона, система дренажа для сбора фильтрата в основании полигона, система дренажа для отвода поверхностного стока с прилегающих территорий, система откачки и очистки свалочного фильтрата, газодренажная система, система откачки и обезвреживания (утилизации) газовых эмиссий, непроницаемый поверхностный рекультивационный экран.

Компостирование – способ переработки отходов, основанный на естественном биологическом разложении (перегнивании) органического вещества в присутствии воздуха.

В таблице приведены виды отходов, подвергающиеся компостированию.

Особенности отходов по отношению к компостированию	Виды отходов
Предпочтительные	Растительные остатки, пищевые отходы, бумажные отходы
Обычные	Отходы животного происхождения, древесные отходы, отработанный ил
Непоощряемые	Перерабатываемые материалы, инертные компоненты
Непригодные	Металлы, опасные отходы, медицинские отходы

Сущность процесса компостирования заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60ºС. При этой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу (20–30 суток). При этом получают биотопливо (метан) и органические удобрения.

Переработка отходов проводится на мусороперерабатывающих заводах. Технологическая схема состоит из трех этапов:

– прием и подготовка отходов ‒ требует приемного бункера, питателей, транспортеров, магнитных сепараторов;

– биотермический процесс ‒ происходит в горизонтальных вращающихся барабанах;

– обработка отходов ‒ производится с применением магнитных сепараторов, дробилок.

Для получения исходного сырья из компоста сначала из него удаляют пластмассы, черные и цветные металлы, стекло и т.п. Затем измельчают. В отдельных случаях также добавляют ил из очистных сооружений. Процесс биотермического обезвреживания или компостирования происходит в горизонтальных вращающихся барабанах. После обработки компост отправляется на склад готовой продукции – площадку дозревания компоста.

Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора.

Система переработки отходов, совместимая с окружающей средой

При разработке совместимой с окружающей средой системы переработки отходов ставятся следующие задачи:

– снижение количества отходов уже в процессе производства продукции;

– уменьшение отходов за счет их сортировки при сборе;

– широкое вторичное использование материалов, полученных из отходов;

– удаление остающихся после переработки отходов с минимально возможным риском для окружающей среды и здоровья человека.

В прошлом основное внимание уделялось оптимизации технологических процессов производства только конечного продукта. Расходы на удаление отходов составляли малую часть производственных затрат. Сегодня вводятся малоотходные технологии, которые наряду с оптимизацией производственных процессов с целью снижения количества отходов предусматривают также вторичное использование отходов.

Эффективные методы переработки мусора: Швеция

Дата публикации: 13.01.2019 2019-01-13

Статья просмотрена: 189 раз

Библиографическое описание:

Пушкарева А. С. Эффективные методы переработки мусора: Швеция // Молодой ученый. — 2019. — №2. — С. 77-78. — URL https://moluch.ru/archive/240/55529/ (дата обращения: 24.10.2019).

Сжигать, хранить или перерабатывать: что делают с мусорными отходами в Швеции? Переработка твердых бытовых отходов на сегодняшний день — глобальная экологическая проблема для всего человечества. В статье приведен пример страны, которая внедряет в свою жизнь наиболее актуальные и современные технологии утилизации мусора.

Ключевые слова: Швеция, твердые бытовые отходы (ТБО), экология, свалки, мусор, контейнеры, отходы, экологическая среда

Постоянное образование твердых бытовых отходов — это экологическая проблема наших дней, требующая скорейшего решения. Утилизация твердых бытовых и промышленных отходов — одна из важнейших задач, которые стоят перед человечеством. В настоящее время действуют такие виды утилизации отходов как: 1. Естественное разложение мусорных отходов в природной среде (например: пищевые отходы — срок разложения около 30-ти дней, газетная бумага 1–5 месяце, железные банки — 10 лет, фольга — срок разложения более 100 лет, пластиковые бутылки 100–200 лет — алюминиевые банки самый опасный мусор); 2. Захоронение мусорных отходов на полигонах (данный способ подходит только для вещей, которые не подвержены самовозгоранию); 3. Вторичная переработка мусорных отходов (например: отходы металлов сортируются — крупные — режутся и прессуются и путем переплавки отправляются на повторное производство).

Свалки как способ утилизации мусорных отходов имеет ряд минусов, что вредит экологической составляющей города. Находясь на открытых площадках, под воздействием атмосферного воздуха, солнца и осадков, вредные вещества ТБО размываются и проникают в землю, в почву и подземные бассейны вод.

В данной статье проанализирована эффективная скандинавская система по утилизации и переработке мусорных отходов. По статистике 2017 года, стране уже не хватает своего собственного мусора, так как они добились рекордной отметки в 99,9 % по утилизации мусора. Прежде всего этого им удалось добиться с помощью правильной сортировки мусорных отходов. У каждого дома располагаются контейнеры для раздельного сбора мусора, такие как: контейнеры для переработки стекла, бумаги, пластика, металла, неперерабатываемых материалов и т. д. Например, выбрасывая стеклянную бутылку с этикеткой, бутылку должны будут поместить в контейнер для стеклянных отходов, а бумажку соответственно, в контейнер с бумагой. (Рис. 1.) За неправильную сортировку мусора в Швеции полагается штраф.

Рис. 1. Сортировка мусорных отходов

Что касается муниципалитета — они несут ответственность за сбор всего городского мусора — в том числе, мусор которые производят различные заведения (кафе, рестораны, офисы и магазины). Каждый муниципалитет в данном случае имеет план действий, расписанный по пунктам — который значительно помогает утилизировать городские отходы. В плане прописано все то, что поможет сократить количество отходов или уменьшить опасность, которую они представляют. Подготовка твердых бытовых отходов к утилизации также возлагается на городской муниципалитет.

Дополнительной мерой утилизации мусора на улицах Швеции служит система вакуумного мусороудаления (подземный способ сбора отходов). Также, мусор играет огромную значимость в отоплении страны. Большая часть мусорных отходов сжигается и превращается в электроэнергию, которой обеспечивают города. Статистика: 810 000 домов которые обеспечивают теплом и 250 000 домов электричеством с помощью заводов по переработке мусора. Шведы пришли к тому, что им не хватает мусора для переработки в энергию, и они вынуждены импортировать отходы из ближайших стран. Это настоящая революция утилизации. [1]

Рис. 2. График утилизации твердых бытовых отходов: красная линия показывает, сколько мусора превращается в энергию, черная — сколько отправляется на свалки

В процентном соотношении шведская система направлена на вторичную переработку — это около 50,6 %, второе место занимает сжигание мусорных отходов для производства энергии — 48,6 %, третье место — это утилизация отходов на полигоны — 0,8 % (это как правило тот мусор, который не подлежит переработке и с ним уже ничего нельзя сделать).

Подведя итоги, можно сказать, что многие страны стараются как можно эффективней бороться с отходами. На примере Швеции, мы можем сделать выводы о том, что это реально, и прежде всего справиться с «мусорной проблемой» необходимо, иначе здоровое будущее следующих поколений окажется под вопросом.

Методы переработки отходов

Основными методами переработки отходов являются биоразложение, компостирование и сжигание.

Компостирование – это биологический метод обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО), содержащих большое количество органики. Сущность процесса заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его соморазогревание до 60 о С. При этой температуре погибают патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических веществ в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу. При этом более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые. Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта проблема может быть решена путем сжигания, пиролиза или вывоза отходов на полигоны.

Биоразложение органических отходовсчитается наиболее экологически приемлемым и экономически целесообразным методом их переработки.

В настоящее время многие разбавленные промышленные отходы обрабатываются биологическими способами. Обычно используется аэробная технология, основанная на окислении, осуществляемом микроорганизмами в аэротенках, биофильтрах и биопрудах. Существенным недостатком аэробных технологий являются энергозатраты на аэрацию и проблемы утилизации образующегося избыточного активного ила – до 1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ.

Анаэробнаяобработка методом метанового сбраживания лишена указанных недостатков: при этом не требуется затрат электроэнергии на аэрацию, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое вещество – метан. Механизм анаэробной микробиологической конверсии органических веществ весьма сложен и не до конца изучен. Тем не менее промышленные технологии анаэробной очистки получили широкое распространение за рубежом. В нашей стране интенсивные анаэробные технологии пока не используются.

Термические методы переработки отходов. Твердые бытовые отходы содержат до 30 % по массе углерода и до 4 % водорода. Теплотворная способность отходов определяется именно этими элементами. Разработаны различные технологии огневого обезвреживания отходов. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО₂ и Н₂О.

При неполном сгорании образуются нежелательные продукты: монооксид углерода, низкомолекулярные органические соединения, полициклические ароматические углеводороды, сажа и др. При сжигании необходимо учитывать, что в составе отходов присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью и летучестью: различные соединения галогенов, азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца и др.).

В промышленной практике в настоящее время существует два направления термической переработки ТБО, основанные на принудительном перемешивании и перемещении материала:

– слоевое сжигание на колосниковых решетках при температуре 900 …1000 о С;

– сжигание в кипящем слое при температуре 850 … 950 о С.

Сжигание в кипящем слое обладает рядом экологических и технологических преимуществ, но требует обязательно подготовки отходов к такому процессу, поэтому распространено значительно меньше.

Наиболее экологически приемлемым представляется использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов.Для реализации этого направления необходимы по меньшей мере два условия: во-первых, наличие достаточно полной и легко доступной информации по источникам и накоплению реализуемых отходов; во-вторых, выгодная экономическая конъюнктура.

Контрольные вопросы

1. Какие процессы оказывают влияние на плодородие почвы?

2. Что такое эрозия почвы? Причины и виды эрозии почвы.

3. Назовите основные загрязнители почвы.

4. Что такое отходы производства и потребления? Классы опасности отходов.

5. Что включает в себя понятие «обращение с отходами»?

6. Как устанавливается норматив образования отходов и лимит на размещение отходов?

7. Назовите основные методы переработки отходов.

8. Дайте краткую характеристику метода компостирования.

9. На каких процессах основано биоразложение органических отходов?

10. Назовите основные направления термической переработки отходов.

Под мониторингом подразумевают систему слежения за какими-то объектами или явлениями.

Экологический мониторинг – это информационная система, созданная в целях наблюдения и прогнозов изменений в окружающей среде для того, чтобы выделить антропогенную составляющую на фоне остальных природных процессов.

Одним из важных аспектов функционирования мониторинговых систем является возможность прогнозирования состояния исследуемой среды и предупреждения о нежелательных изменениях ее характеристик.

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 181 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Способы переработки отходов

В мировой практике для утилизации и обезвреживания ТБО используют термические, химические, биологические и физико-химические методы.

Термические методы переработки отходов

Термические методы до сих пор остаются основным альтернативным методом уничтожения ТБО. К ним относятся сжигание, газификация и пиролиз.

Сжигание

Сжигание – наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осуществляется в печах различных конструкций при температурах не менее 1200°С. В результате сгорания органической части отходов образуются диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоль, оксид углерода, бенз(а)пирен и диоксины. Зола, имеющая в своем составе неподвижную форму тяжелых металлов, накапливается в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для захоронения или используется в производстве цемента.

Сжигание не может рассматриваться как экономически оправданный или ресурсосберегающий метод, поскольку многие органические вещества, которые могли бы быть использованы, сжигаются с дополнительными затратами энергии. К тому же существующие и предлагаемые к использованию мусоросжигающие установки имеют целый ряд недостатков, главным из которых является тот, что они при работе образуют вторичные чрезвычайно токсичные отходы (полихлорированные дибензодиоксины, фураны и бифенилы), выделяемые в окружающую среду вместе с тяжелыми металлами, дымовыми газами, сточными водами и шлаком.

Другим серьезным недостатком мусоросжигателей является их низкая экономичность. Это объясняется крайне низким коэффициентом полезного использования тепловой энергии, который даже на лучших мусоросжигающих предприятиях не превышает 65%, и значительным количеством дополнительно используемого жидкого топлива, доходящего до 70 галлонов на тонну сжигаемых отходов.

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

При сжигании ТБО получают 28-44% золы от сухой массы и газообразные продукты в виде двуокиси углерода, паров воды, различных примесей. Запыленность отходящих газов составляет 5-10 г/м 3 (25-50 кг/т ТБО). Так как процесс горения отходов происходит при температуре 800900°С, то в отходящих газах присутствуют органическое соединения – альдегиды, фенолы, хло- рорганические соединения (диоксин, фуран), а также соединения тяжелых металлов.

Теплотворная способность бытовых отходов примерно соответствует бурому углю. В среднем теплотворная способность бытовых отходов колеблется от 1000 до 3000 ккал/кг. Выявлено также, что по теплотворной способности 10,5 г ТБО эквивалентны 1 т нефти; по калорийности бытовые отходы уступают каменному углю всего в два раза; примерно 5 т мусора выделяют при сгорании столько же тепла, сколько 2 т угля или 1 т жидкого топлива.

Сжигание можно разделить на два вида:

• • непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия,
• • пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо.

Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ; продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов; создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов. Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания.

К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания, на кислород. Это позволяет ускорить процесс, снизить выбросы оксидов азота, однако выброс наиболее опасных компонентов – диоксинов, фуранов, бифенилов, тяжелых металлов – остается неизменным. Кроме того, подобная технология требует дополнительно значительных затрат на производство кислорода.

Основные методы переработки отходов

В соответствие с «Основами государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года», утвержденными Президентом Российской Федерации 28.04.2012г. № Пр-1102,

основным направлениями обращения с отходами являются предупреждение и сокращение образования отходов, развитие инфраструктуры их обезвреживания и поэтапное введение запрета на захоронение отходов, не прошедших сортировку и обработку в целях обеспечения экологической безопасности при хранении и захоронении.

В странах ЕС система управления отходами предполагает наличие интегрированной системы различных аспектов: социальных, экономических, нормативно-правовых, управленческих, технических.

Основой системы управления отходами в ЕС служит Концепция управления отходами и провозглашенные в ней принципы устойчивого развития, которые определяют основное направление управления отходами и создают основу иерархии методов обращения с отходами.

Предлагаемые к настоящему обсуждению технологии переработки отходов можно разделить, (в том числе, с точки зрения экологических последствий) на технологии их сбора и разделения, термической переработки и механико-биологической переработки (захоронения).

Сбор и разделение ТБО

Вовлечение отходов производства и потребления в хозяйственный оборот в качестве вторичных источников сырья и энергоресурсов дает значительный экологический и экономический эффект, позволяет существенно уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду в условиях продолжающегося необратимого сокращения природных ресурсов.

Вместе с тем, необходимо отметить, что развитие систем селективного сбора, сортировки и переработки вторичного сырья, извлеченного из отходов требует значительного времени и больших финансовых ресурсов. Хотя для каждого вида отходов существует специальная технология их утилизации и обезвреживания, спрос на многие вторичные продукты являются очень малым по двум причинам: 1) высокая стоимость переработки 2) низкий спрос и высокая стоимость конечного продукта.

При этом необходимо учитывать, что даже при высокой степени извлечения вторичного сырья, оставшаяся часть отходов должна быть размещена на полигонах или утилизирована иными способами.

Основной проблемой сложившихся способов переработки вторсырья является не отсутствие технологий переработки, а отделение вторсырья от остального мусора (и разделение различных компонент вторсырья). Существует множество технологий, позволяющих разделять отходы и вторсырье. Все они – затратные и самая дорогая и сложная из них – извлечение вторсырья из уже сформировавшегося общего потока отходов на специальных предприятиях.

Следует отметить, что опыт раздельного сбора бытовых отходов (Санкт-Петербург, Москва, Смоленск и др.) оказался негативным вследствие перечисленных факторов. Развитие этих технологий требует значительных финансовых инвестиций и длительного периода перестройки экономики. Достаточно отметить, что 2,5-кратное увеличение доли отходов, подвергающихся повторному использованию, потребовало в Евросоюзе около 15 лет.

Селективный сбор и выделение вторичных ресурсов как технологии основываются на выборе как приоритета их материальной ценности. При этом не используется энергетический ресурс бытовых отходов. Развитие технологий сжигания ТБО, возможность использования отходов для экономически выгодного производства тепло- и электро-энергии делают такой подход в настоящее время, как будет показано далее, экономически и экологически неэффективным.

Представляется целесообразным, что с учетом возможностей использования ТБО как вторичного энергетического ресурса, следует ограничиться организацией сбора (можно сказать – «целевого сбора») только тех вторичных ресурсов (стеклянные бутылки, металлические банки), которые востребованы и переработка которых экономически выгодна, не требует значительных энергетических затрат и не наносит экологического вреда.

Термическая переработка

Понятие термической переработки является весьма широким и включает в себя различные технологии.

Основной задачей термической переработки отходов является целенаправленное удаление из ТБО загрязняющих веществ.

Принципиальными отличиями технологий являются температура воздействия на отходы, доступ кислорода к ним и экологические последствия.

Кроме этого, существует возможность использования энергетического потенциала отходов для получения тепловой и электрической энергии или промышленного технологического пара. Бытовые отходы имеют теплотворную способность бурого угля, т.е. около 9-11 МДж /кг. Это положение используется в европейской концепции „Отходы в энергию“. Из мусора, используемого в качестве топлива, производят пар, который применяется для экономии природных энергоносителей, таких как уголь, газ или нефть. Сберегаются топливные ресурсы, отходы используются в качестве альтернативного, возобновляемого энергоносителя. Таким образом, мусоросжигательные заводы не только вносят значительный вклад в экологически приемлемое устранение отходов, они также способствуют сокращению выбросов парниковых газов и, тем самым, борьбе с глобальным потеплением.

Характеризовать данный подход можно простым примером.

4т ТБО

1 т условного топлива

Сортировка +

30 000 МДж

сжигание

20 000 МДж

280 кг вторичного пластика

4 т пластика

0,25 т пластика (чистого)

4,25 т пластика

6 т пластика

1 тонна условного топлива эквивалентна 4 т ТБО и при сжигании дают до 30 000 Мдж электроэнергии, которая дает возможность получить около 6 тонн первичного пластика из газа или нефти (при потреблении 5 000 МДж/ т).

При сортировке ТБО количество выделенного вторичного пластика составляет не более 280 кг (7%), из которого можно выделить около 250 кг чистого вторичного продукта. Использовав как вторичное топливо отсортированные остатки ТБО, при сжигании можно получить на 30-35 % меньше энергии – 20 000 МДж, что позволяет дополнительно произвести до 4 т чистого пластика.

Таким образом, сжигание ТБО без сортировки на высокотехнологичных мусоросжигающих заводах дает возможность производства на 40% больше пластика, причем – без сжигания природного топлива!

Термическое обезвреживание отходов дает возможность:

· экологически рационально использовать не утилизируемую часть отходов

· производить инертные, не способные к негативному воздействию остатки отходов, которые под контролем и экологически безопасно могут складироваться на полигонах

· значительно сократить содержащиеся в отходах загрязняющие вещества

· уменьшить объем отходов в 10 раз

· использовать содержащуюся в отходах энергию

· заменить природные энергоносители, такие как нефть, природный газ или уголь

· и таким образом способствовать сохранению природных ресурсов.

Термическое обезвреживание отходов на современном уровне развития науки и техники гарантирует почти полное разрушение находящихся в отходах органических вредных веществ. Это достигается с помощью высоких температур (более 1.000 0 С). Это относится также к диоксинам и фуранам, которые разрушаются более чем на 90 %. При температуре 850 0 С диоксины расщепляются на их составные части. При охлаждении дымовых газов существует возможность того, что очень небольшая часть образовавшихся фрагментов снова соединятся. Для их надежного отделения служит рукавный фильтр в системе очистки дымовых газов с возможностью дополнительной подачи порошкообразного активированного кокса и, тем самым, эффективной сепарации всех диоксинов и фуранов. То есть здесь предусматривается двойная система безопасности.

Наряду с органическим углеродом наши отходы состоят также из неорганических фракций. Неорганические вредные вещества, такие как тяжелые металлы, невозможно разрушить даже при высоких температурах. На заводе по термическому обезвреживанию отходов они в многоступенчатой установке для очистки дымовых газов и при переработке остатков от сжигания выделяются в концентрированном виде, извлекаются и связываются. После этого они могут быть безопасно складированы на подземных свалках, законсервированных шахтах или после их кондиционирования, например после смешивания с бетоном, складированы на наземных свалках.

На заводах по термическому обезвреживанию отходов следует применять трехступенчатую систему очистки отходящих дымовых газов, отвечающую принципам использования «наилучших из доступных технологий» и адаптированную к использованию химических реагентов (аддитивов) российского производства. На первой ступени очистки в абсорбере происходит нейтрализация кислых компонентов дымовых газов известью в присутствии мелкодисперсных водяных капель. На второй ступени в рукавном фильтре осуществляется глубокая очистка от летучей золы и сорбция, тяжелых металлов и диоксинов в процессе фильтрования дымовых газов через слой извести и активированного угля на фильтровальной ткани. На третьей ступени очистки осуществляется восстановление содержащихся в дымовых газах оксидов азота до молекулярного азота с использованием аммиачной воды. В таблице 1 приведены гарантированные показатели по содержанию загрязняющих веществ в очищенных дымовых газах в сравнении с нормативами Евросоюза (Директива 2000/76/ЕС по сжиганию отходов).

Таблица 1. Показатели по содержанию загрязняющих веществ в очищенных дымовых газах в сравнении с нормативами Евросоюза

№ п/п	Наименование веществ	Требования директивы Евросоюза 2000/76/ЕС по сжиганию отходов	Гарантированные значения концентраций загрязняющих веществ
мг/Нм 3 при 11% О2 в сухих дымовых газах (получасовые значения)
1.	Летучая зола и пыль
2.	Органические вещества
3.	Хлористый водород
4.	Фтористый водород
5.	Сернистый ангидрид
6.	Оксиды азота
7.	Оксид углерода
8.	Аммиак	–
9.	Кадмий	0,05	0,032
10.	Таллий
11.	Ртуть	0,05	0,05
12.	Кобальт	0,5	0,5
13.	Хром
14.	Марганец
16.	Никель
17.	Мышьяк
18.	Медь
19.	Свинец
20.	Сурьма
21.	Ванадий
22.	Диоксины, фураны	0,1*10 -6	0,1*10 -6

Из таблицы следует, что для ряда основных загрязняющих веществ- летучей золы, фтористого водорода, сернистого ангидрида, оксидов азота и углерода гарантированные значения концентраций значительно ниже требований директивы ЕС, что свидетельствует о высоких экологических показателях предлагаемой системы газоочистки.

При депонировании отходов, а также при всех других методах обработки, таких как механо-биологическая переработка, органические и неорганические вредные вещества, распределенные в отходах, накапливаются в теле свалки или в конечном продукте и, со свалочным газом и фильтрационными водами полигона поступают в атмосферный воздух и грунтовые воды.

Продукт, оставшийся из термического обезвреживания отходов, напротив инертен и не может больше вступать в реакции. Вредные вещества разрушаются или под контролем связываются и сепарируются в концентрированной форме.

При сжигании отходов их объем сокращается примерно в десять раз. Из 1т мусора остается только 250 кг шлака и золы, 30 кг железного скрапа и 1 кг осадка на фильтре.

Образующиеся при сжигании так называемые инертные вещества, похожие на горную породу шлаки могут быть безопасно депонированы. В Германии, Голландии и других странах они используются даже как заменитель дорожного щебня или для звукоизоляции стен.

Находящиеся в отходах черные металлы выделяются из шлака с помощью магнитного сепаратора как железный лом и повторно используются.

Выделившиеся в рукавных фильтрах установки очистки дымовых газов компоненты и фильтровальная пыль содержат неразрушающиеся при высоких температурах продукты нашей повседневной жизни, которые когда-либо оказались в мусоре и представляют собой концентрат вредных веществ, первоначально рассеянных по всей массе ТБО. Они должны утилизироваться специальным образом, для чего в настоящее время разработаны и разрабатываются различные технологии, такие как гранулирование с добавлением цемента, бетонирование в блоках, обработка химическими реактивами (гуминовыми кислотами) и другие.

Захоронение отходов

Данная технология заключается в разложении мусора в земле после захоронения его на специальном полигоне.

Данные о полигонах представлены на рисунках 2, 3.

Следует отметить, что в ЕС существует законодательный запрет использования данной технологии для бытовых отходов. По этой причине технологию захоронения ТБО больше нельзя применять в пределах Eвросоюза.

Основные требования к полигону ТБО:

Полигон для складирования и хранения ТБО ни в коем случае не должен заливаться паводковыми водами.

Складирование и хранение ТБО должно производиться на подготовленное водонепроницаемое основание.

Недопустимо попадание грунтовых вод на основание полигона.

Недопустимо сжигание ТБО на территории полигона.

Эти требования повсеместно не выполняются – полностью или частично. В связи с недостаточным количеством обустроенных полигонов для складирования и захоронения отходов широко распространена практика их размещения в местах неорганизованного складирования (несанкционированные свалки), что представляет особую опасность для окружающей среды. Объемы размещения токсичных отходов на несанкционированных свалках постоянно растут.

Вследствие различных химических реакций, а также микробиологической деятельности температура в различных местах тела свалки может колебаться от 50 до 100 градусов, вызывая самопроизвольное возгорание и поставляя в окружающую среду тысячекратные ПДК полиароматических углеводородов (ПАУ) – химических канцерогенов, занимающих ведущее место в возникновении раковых заболеваний. При воздействии света на водные растворы ароматики (при испарении после осадков, а также при горении пластмасс и органики) в обилии образуются соединения класса диоксинов.

Атмосферные осадки помогают миграции химических элементов, их встрече друг с другом, контакту, а также проникновению в грунтовые воды. Опасно периодическое поступление химических веществ с поверхностным и подпочвенным стоком. Токсичные газовые выделения со свалки способны распространяться на большие расстояния главным образом в направлении

превалирующих ветров, а также вступать в реакцию с выбросами окружающих промышленных объектов, усугубляя и без того напряженную экологическую обстановку.

Сведения об источниках водоснабжения представлены на рис. 4.

На полигонах отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению. В условиях захоронений, куда поступает практически 80 % общего потока отходов, быстро формируются анаэробные условия, в которых протекает биоконверсия органического вещества (ОВ) с участием метаногенного сообщества микроорганизмов. В результате этого процесса образуется биогаз или, так называемый, свалочный газ (СГ). Эмиссии свалочных газов (СГ), поступающие в природную среду формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера.

Результаты экспериментального исследования состава полигонного биогаза представлены в таблице на рис.5.

Захоронение ТБО на полигонах требует регулярного открытия новых площадок, которые, вследствие отсутствия подходящих участков в ближней пригородной зоне крупных городов и на территориях с высокой плотностью населения, должны располагаться все дальше от центра города. Это приводит к дополнительным экономическим затратам, связанным с увеличением пробега мусоровозов, увеличению загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания их топлива, дополнительной загрузкой и износом пригородных дорог. В результате себестоимость «простого» захоронения становится достаточно высокой, в особенности при учете большей площади необходимых полигонов, выводимых из оборота минимум на 100 лет, а также высокой стоимости их квалифицированного обустройства.

Локтионова Ирина Валентиновна

Методы переработки, утилизации и обезвреживания отходов.

От состава отходов зависит способ их обезвреживания даже при использовании простейших методов, например обезвреживание на полигонах. Так, летучая зола, шлак промышленных предприятий и мусоросжигательных установок и т.д. могут быть приняты на полигоны. В отличие от них некоторые отходы химических предприятий токсичные, образующие опасные соединения, взрывоопасные; отходы больниц, атомных электростанций и т.д. требуют особых мер предосторожности при вывозе в места обезвреживания.

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

— строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

— сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;

— компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

— ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.);

— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

— пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

Наиболее рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов.

Переработка отходов — технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции.

Утилизация – технологический процесс обработки отходов с целью повторного использования их компонентов в различных отраслях народного хозяйства.

Утилизация отходов более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д.

Обезвреживание отходов — технологическая операция или совокупность операций, в результате которых первичное токсичное вещество или группа веществ превращаются в нейтральные нетоксичные и неразлагающиеся соединения.

Централизованная переработка отходов представляет собой совокупность операций по сбору, транспортированию и переработке отходов на специализированном производственном участке.

Локальная переработка отходов представляет собой совокупность операций по переработке отходов, осуществляемых в зоне действия производственной установки, на которой образуются отходы.

Технологии переработки всех видов отходов основываются на механических, гидродинамических, тепловых, диффузионных, химических и биохимических процессах.

Механические процессы применяются при подготовке отходов к переработке. К ним относятся измельчение, агрегирование, сепарация и т.д.

Гидродинамические методы используются для разделения и перемещения смесей отходов. Основаны на отстаивании под действием силы тяжести (гравитационном) в отстойниках и флотаторах.

Тепловые процессы являются неотъемлемой частью многих способов переработки отходов (сжигания), а также различных процессов, связанных с выделением и утилизацией тепла.

Диффузионными методами осуществляется перенос массы веществ путем дистилляции, сорбции, сушки, кристаллизации и т.д. Применяется в комплексе с тепловыми, механическими, иногда и химическими методами.

Химические методы обработки используются для окисления и восстановления отходов, переводы материала из одного физического состояния в другое и т.п. (растворение, экстрагирование щелочью, кристаллизация).

Биохимические методы – это утилизация отходов с помощью микроорганизмов.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

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

Санитарная земляная засыпка.

Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1—1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающаяся здесь температура (30-40 °С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов – макулатуры, стекла, металлов и т. д.

Сжигание – широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, и пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо. В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. Так, из общих объемов бытового мусора доля сжигания колеблется в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, от 20 до 40%; Бельгия, Швеция — 48-50%; Япония — 70%; Дания, Швейцария 80%; Англия и США — 10%. В России сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве — около 10%.

Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся:

– температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ;

– продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов;

– создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов.

Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания. В последние годы ведутся исследования по совершенствованию процессов сжигания, что связано с изменением состава бытовых отходов, ужесточением экологических норм. К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов для ускорения процесса, на кислород. Это позволяет снизить объем горючих отходов, изменить их состав, получить стеклообразный шлак и полностью исключить фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию.

Сюда же относится и способ сжигания мусора в псевдосжиженном слое. При этом достигается высокая полнота сгорания при минимуме вредных веществ. В настоящее время топливо из бытовых отходов получают в измельченном состоянии, в виде гранул и брикетов. Предпочтение отдается гранулированному топливу, так как сжигание измельченного топлива сопровождается большим пылевыносом, а использование брикетов создает трудности при загрузке в печь и поддержании устойчивого горения. Кроме того, при сжигании гранулированного топлива намного выше КПД котла. Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разлагающихся веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др. Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. Исследованиями США выявлено, что при прямом сжигании твердых бытовых отходов большая часть сурьмы, кобальта, ртути, никеля и некоторых других металлов поступает в отходящие газы из негорючих компонентов, т. е. удаление негорючей фракции из бытовых отходов понижает концентрацию в атмосфере этих металлов. Источниками загрязнения атмосферы кадмием, хромом, свинцом, марганцем, оловом, цинком являются в равной степени как горючая, так и негорючая фракции твердых бытовых отходов. Существенное уменьшение загрязнения атмосферного воздуха кадмием и медью возможно за счет отделения из горючей фракции полимерных материалов.

Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов. В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод. Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них.

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60 °С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

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

Низкотемпературный пиролиз – это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов:

– пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха;

– пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760 °С;

– пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа;

– пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850 °С и др.

Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. 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. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений. Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период “нефтяного бума”. С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки.

Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов:

– отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования;

– переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики;

– очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов;

– сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

Научно-производственной фирмой “Термоэкология” акционерного общества “ВНИИЭТО” (г. Москва) предложена комбинированная технология переработки шлаковых и зольных отвалов ТЭЦ с добавлением части ТБО. Этот метод высокотемпературного пиролиза переработки отходов основан на комбинации процессов в цепи: сушка—пиролиз—сжигание электрошлаковая обработка. В качестве основного агрегата предполагается использовать рудно-термическую электропечь в герметичном варианте, в которой будут расплавляться подаваемые шлак и зола, выжигаться из них углеродные остатки, а металлические включения осаживаться. Электропечь должна иметь раздельный выпуск металла, который в дальнейшем перерабатывается, и шлака, из которого предполагается изготовлять строительные блоки или гранулировать с последующим использованием в строительной индустрии. Параллельно в электропечь будут подаваться ТБО, где они газифицируются под действием высокой температуры расплавленного шлака. Количество воздуха, подаваемого в расплавленный шлак, должно быть достаточным для окисления углеродного сырья и ТБО.

Научно-производственным предприятием “Сибэкотерм” (г. Новосибирск) разработана экологически чистая технология высокотемпературной (плазменной) переработки ТБО. Технологическая схема этого производства не предъявляет жестких требований к влажности исходного сырья — бытовых отходов в процессе предварительной подготовки, морфологическому и химическому составам и агрегатному состоянию. Конструкция аппаратуры и технологическое обеспечение позволяет получить вторичную энергию в виде горячей воды или перегретого водяного пара с подачей их потребителю, а также вторичной продукции в виде керамической плитки или гранулированного шлака и металла. По существу, это и есть вариант комплексной переработки ТБО, их полной экологически чистой утилизации с получением полезных продуктов и тепловой энергии из “бросового” сырья — бытового мусора.

Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д.

Обработка и утилизация отходов и загрязнений на специализированных полигонах.

Полигоны для обезвреживания и захоронения токсичных ПО являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и захоронения неутилизируемых токсичных отходов, загрязнений и некондиционных продуктов (веществ) промышленных предприятий, организаций и учреждений, расположенных в одной или нескольких промышленных зонах.

В соответствии со СНиП 2.01.28-85 « Полигоны по обезвреживанию и захоронению
токсичных промышленных отходов», в составе полигонов предусматривается строительство трех основных объектов, которые могут быть расположены на одной или нескольких отдельно расположенных площадках:

– цехи для обезвреживания токсичных ПО и некондиционных продуктов (веществ), предназначенного для сжигания и физико-химической переработки этих отходов и продуктов с целью их полного обезвреживания или понижения токсичности (класса опасности), перевода их в нерастворимые формы, обезвреживания и сокращения объема отходов и загрязнений, подлежащих захоронению;

– участка захоронения отходов и загрязнений, представляющего собой территорию, на которой располагаются специально оборудованные карты или котлованы, куда складируют различные группы токсичных твердых отходов;

– гаража специализированного парка автомашин, предназначенных для транспортирования токсичных ПО.

Полигоны следует располагать в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно осуществление мероприятий и инженерных решений, исключающих загрязнение населенных пунктов, зон массового отдыха и источников питьевого водоснабжения (открытых водохранилищ и подземных вод).

Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью 100 тыс. т и более отходов в год — 1000 м; завод мощностью менее 100 тыс. т в год — 500 м; участок захоронения токсичных отходов — не менее 3000 м. Размер санитарно-защитной зоны от полигона до населенных пунктов и открытых водоемов устанавливается с учетом местных условий (климат, рельеф, тип почв, направление ветров и т.д.), но не менее 3000 м. Полигоны должны располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов и лесных посадок.

В соответствии с санитарными требованиями полигоны должны быть расположены на глинистых и суглинистых почвах или иметь специальные водонепроницаемые основания, препятствующие проникновению фильтрата в водный бассейн. Практически на полигоне происходят процессы медленного биохимического (аэробного и анаэробного) разложения компонентов.

Твёрдые бытовые отходы подвергаются захоронению, в основном, на городских свалках, где они разлагаются в течение десятков лет, с образованием ядовитых газов и сточных вод. Альтернативой городским свалкам являются мусороперерабатывающие заводы.

В нашей стране существует две основные причины, препятствующие строительству таких заводов:

Первые 2-3 года работы такие предприятия должны получать дотации от государства

Отсутствие сортировки отходов

Промышленные твёрдые отходы утилизируются на специальных полигонах. Под полигон выбирается территория, площадью не менее 50 Га, удалённая от ближайшего крупного населённого пункта не менее чем на 100 километров. Под полигон выбирается территория, которая подстилается водонепроницаемыми породами (гранит, базальт). Полигон окружается кольцевым валом из глины и кольцевым каналом для перехвата сточных вод с поверхности.

Полигон разделяется на несколько секторов:

Сектор для захоронения малотоксичных и нетоксичных отходов

Сектор для захоронения гальванических отходов

Сектор для захоронения органических отходов

Сектор для захоронения особо токсичных отходов, которые подлежат захоронению в герметических бетонных и металлических контейнерах

Сектор для сжигания горючих отходов и рекуперации тепла.

Твёрдые бытовые отходы подвергаются захоронению, в основном, на городских свалках, где они разлагаются в течение десятков лет, с образованием ядовитых газов и сточных вод. Альтернативой городским свалкам являются мусороперерабатывающие заводы.

В нашей стране существует две основные причины, препятствующие строительству таких заводов:

Первые 2-3 года работы такие предприятия должны получать дотации от государства

Отсутствие сортировки отходов

Промышленные твёрдые отходы утилизируются на специальных полигонах. Под полигон выбирается территория, площадью не менее 50 Га, удалённая от ближайшего крупного населённого пункта не менее чем на 100 километров. Под полигон выбирается территория, которая подстилается водонепроницаемыми породами (гранит, базальт). Полигон окружается кольцевым валом из глины и кольцевым каналом для перехвата сточных вод с поверхности.

Полигон разделяется на несколько секторов:

Сектор для захоронения малотоксичных и нетоксичных отходов

Сектор для захоронения гальванических отходов

Сектор для захоронения органических отходов

Сектор для захоронения особо токсичных отходов, которые подлежат захоронению в герметических бетонных и металлических контейнерах

Сектор для сжигания горючих отходов и рекуперации тепла.

Поделиться ссылкой: