Утилизация бытового мусора методом криогенной заморозки. Дальнейшее его применение в медицине.
Промышленные и бытовые отходы не только засоряют окружающий мир, но и являются источником вредных химических, биологических и биохимических веществ, поступающих в окружающую природную среду, что создает угрозу здоровью и жизни населения планеты. Но сделать производство безотходным невозможно , как и невозможно сделать безотходными и потребление.
Запасы отходов продолжают накапливаться, ухудшая экологическую ситуацию планеты.
Необходимо найти новые способы борьбы с отходами. И эти способы должны сильно отличаться от уже привычных нам сжигания, захоронения и вторичной переработки, так как данные способы переработки бытовых отходов обладают недостатками, основным из которых является образование высокотоксичных органических соединений.
Твердые бытовые отходы в Российской Федерации, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по своим физическим, химическим и механическим свойствам и размерам.
Рассмотрим возможность утилизации с использованием низких температур неопасных групп отходов. Естественно, та часть из них, которая может быть использована в качестве вторичного сырья, должна быть именно так и использована. К таким группам относятся:
- Стекло
- Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла.
- Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги.
- Пластик - переработка пластика в целом более дорогой и сложный процесс.
Одним из главных достоинств метода криогенной заморозки являет то, что при утилизации продуктов отходов в этом случае образование вредных веществ минимально.
Криогенный метод с успехом применяют в пищевой промышленности последнее время. Применяют данный метод как для хранения мяса, птицы и рыбы, так и для шоковой заморозки ягод и овощей
Наибольшее распространение для замораживания штучных продуктов получил жидкий азот, обладающий относительной инертностью, низкой температурой и высокими термодинамическими свойствами. Замораживание пищевых продуктов жидким азотом в настоящее время осуществляется способами погружения и орошения. Именно их я и буду рассматривать для процесса утилизации бытовых отходов.
Предлагаемый процесс при утилизации бытовых отходов методом криогенного замораживания очень прост:
- необходимо подвергнуть исходный продукт контакту с криогенным агентом (предлагается азот, как наиболее распространённый),
- Использование пресса, что бы измельчить продукт,
- Дальнейшее использование или окончательная утилизация.
Способ погружения продукта в жидкий азот применяется в основном для замораживания продуктов, имеющих сферическую форму , или для продуктов других форм, предназначенных для дальнейшего дробления: это объясняется возникновением внутреннего напряжения в продукте, что приводит к образованию трещин.
С целью уменьшения расхода жидкого азота для замораживания используют метод орошения азота на продукт, который оказался более экономичным по сравнению с погружением. Для этой цели используются различного вида форсунки с большим конусом факела, которые могут производить распыление жидкого азота в мелкодисперсное состояние. Способ орошения предусматривает использование паров азота для предварительного охлаждения продукта и выравнивания температуры по объему.
Стоимость замораживания азотным методом зависит от расхода азота.
Одним из главных достоинств метода криогенной заморозки являет то, что при утилизации продуктов отходов в этом случае образование вредных веществ минимально. Рассмотрев уже имеющиеся и распространённые способы утилизации бытового мусора, можно сделать вывод о том, что их дальнейшее использование больше вредит.
При использовании криогенной заморозки опасность загрязнения окружающей среды минимальна, так как при этом мусор не попадает в воду или почту, не выделяется вредных химических веществ, которые могут отравить воздух.
Сейчас использование холода в медицине значительно расширилось. Уже никого не удивить трансплантацией органов. Для перевозки трансплантатов используются специальные контейнера с возможностью поддержания низкой температуры внутри. Для создания этой температуры используется в основной сухой лёд.При проведении некоторых операции тело пациента требуется охладить на несколько градусов по шкале Цельсия. Для этого применяют либо специальные охлаждающие одеяла, либо особые приборы для охлаждения крови.
Это только малая часть тех медицинских операций, где мы используем низкие температуры.
Так почему бы нам не сократить затраты материалов, на изготовления специального оборудования путем использования уже утилизированного методом криогенной заморозки мусора? Замороженный пластик можно использовать при изготовлении контейнеров для перевозки трансплантатов и хранения крови. Резину можно использовать для изготовления грелок для холодных компрессов, металл можно применять для изготовления столов и ящиков для хранения в моргах. Совместное использование переработанного металла и сухого льда можнет сократить расход последнего при транспортировке трансплантатов и крови.
Переработка твердых бытовых отходов: термическая и биотермическая
Наиболее распространённым методом утилизации ТБО является сжигание с последующим захоронением образующейся золы на специальном полигоне. Существует довольно много технологий сжигания мусора — камерное, слоевое, в кипящем слое. Мусор может сжигаться в смеси с природным топливом.
Термическая переработка: процесс, преимущества и недостатки
Метод сжигания (или в общем виде термические методы обезвреживания ТБО) имеет как несомненные достоинства (можно использовать теплоту сгорания ТБО для получения электроэнергии и отопления зданий, надёжное обезвреживание отходов), так и существенные недостатки. Необходима хорошая система очистки топочных газов, так как при сжигании ТБО в атмосферу выделяются хлористый и фтористый водород, сернистый газ, оксиды азота, а также металлы и их соединения (Zn, Cd, Pb, Hg и т. д. в основном в виде аэрозолей) и, что особенно важно, в процессе горения отходов образуются диоксины, дифенилы, присутствие которых в отходящих газах значительно осложняет их очистку из-за малой концентрации этих высокотоксичных соединений.
Разновидностью процесса сжигания является пиролиз – термическое разложение ТБО без доступа воздуха. Применение пиролиза позволяет уменьшить воздействие ТБО на окружающую среду и получать такие полезные продукты, как горючий газ, масло, смолы и твёрдый остаток (пирокарбон).
Широко рекламируется процесс высокотемпературной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве (рис.1). Основным агрегатом технологической схемы является барботажная печь, конструкция которой разработана в содружестве со специалистами института Стальпроекта (Москва).
Печь проста и имеет небольшие габариты, высокую производительность и высокую эксплуатационную надёжность.
Процесс осуществляется следующим образом. Бытовые отходы подают в загрузочное устройство периодически. Толкатель сбрасывает их в шлаковую ванну, продуваемую воздухом, обогащенным кислородом. В ванне отходы быстро погружаются в интенсивно перешиваемый вспененный расплав. Температура шлака составляет 1400 – 1500 °С. За счёт интенсивной теплопередачи отходы подвергаются скоростному пиролизу и газифицируются. Минеральная их часть растворяется в шлаке, а металлические предметы расплавляются, и жидкий металл опускается на подину. При низкой калорийности отходов для стабилизации теплового режима в качестве дополнительного топлива в печь подают в небольших количествах энергетический уголь. Вместо угля может быть использован природный газ. Для получения шлака заданного состава загружают флюс.
Шлак выпускается из печи через сифон непрерывно или периодически и подаётся на переработку. Химический состав шлака можно регулировать в широких пределах, получая композиции, подходящие для производства различных строительных материалов – каменного литья, щебня, наполнителей для бетонов, минерального волокна, цемента.
Металл через переток поступает в сифон и непрерывно или порциями сливается в ковш и далее передаётся на переработку или непосредственно у печи разливается в чушки, либо гранулируется. Горючие газы – продукты пиролиза и газификации отходов и угля, выделяющиеся из ванны, – дожигают над ванной путём подачи воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода.
Печные высокотемпературные (1400 – 1600 °С) газы отсасываются дымососом в паровой котёл для охлаждения и полезного использования их энергии. В котле осуществляется полное дожигание газов. Затем охлаждённые газы направляются в систему очистки. Перед сбросом их в атмосферу производится их очистка от пыли и вредных примесей. Высокие температуры процесса, рациональная схема сжигания, заключающиеся в сочетании окислительно-восстановительного потенциала газовой фазы и температурного режима, обуславливают низкое содержание оксидов азота (NOx) и других примесей в дымовых газах.
Дымовые газы благодаря высокотемпературному сжиганию содержат значительно меньше органических соединений, в частности диоксинов.
Перевод в условиях процесса щелочных и щелочноземельных металлов в парогазовую фазу способствует связыванию хлора, фтора и оксидов серы в безопасные соединения, улавливаемые при газоочистке в виде твёрдых частиц пыли. Замена воздуха кислородом позволяет в 2 – 4 раза снизить объём дымовых газов, облегчить их очистку и уменьшить сброс токсичных веществ в атмосферу. Вместо большого количества зольного остатка (до 25 % при обычном сжигании), содержащего тяжёлые цветные металлы и диоксины, образуется инертный шлак, являющийся сырьём для производства строительных материалов. Пыль, выносимая из печи с дымовыми газами, селективно улавливается на разных ступенях очистки. Количество пыли в 2 – 4 раза меньше, чем при использовании традиционных печей. Крупная пыль (до 60 %) возвращается в печь, мелкая, представляющая собой концентрат тяжёлых цветных металлов (Zn, Pb Cd, Sn и др.), пригодна для дальнейшего использования.
Современные методы термической переработки твёрдых бытовых отходов
Институтом «Гинцветмет» совместно с другими российскими организациями разработана технология термической переработки ТБО в барботируемом расплаве шлака. Основным её достоинством является решение актуальной общемировой диоксиновой проблемы: уже на выходе из барботажного агрегата практически отсутствуют высокотоксичные соединения (диоксины, фураны, полиароматические углеводороды). Вместе с тем сейчас имеется ряд отечественных и зарубежных методов термической переработки ТБО, находящихся на разных стадиях освоения. В таблице приведены основные показатели термических методов переработки ТБО, наиболее известных экологам и специалистам по утилизации таких отходов. Эти методы или уже получили промышленное распространение или прошли крупномасштабную апробацию. Суть используемых процессов:
- процесс КР – сжигание ТБО в печи с колосниковыми решетками (КР) или котлоагрегате на колосниковых решётках разных конструкций;
- процесс КС – сжигание отходов в кипящем слое (КС) инертного материала (обычно песок определённой крупности);
- процесс «Пироксэл» – электрометаллургический, включающий сушку, пиролиз (сжигание) отходов, обработку минерального остатка сжигания в шлаковом расплаве, а также пылегазоочистку дымовых газов;
- процесс в агрегате типа печи Ванюкова (ПВ) – плавка в барботируемом расплаве;
- процесс, разработанный в Институте химической физики РАН – сжигание – газификация отходов в плотном слое кускового материала без его принудительного перемешивания и перемещения;
- процесс «Thermoselect» – комбинированный, включающий стадии уплотнения отходов, пиролиз и высокотемпературную газификацию (с получением синтез-газа, инертных и некоторых минеральных продуктов и металлов);
- процесс «Siemens» – пиролиз – сжигание пирогаза и отсепарированного углеродистого остатка с использованием необогащённого кислородом дутья.
Сжигание ТБО в печах-котлоагрегатах (процесс КР) ввиду сравнительно низких температур (600 – 900 °С) практически не решает диоксиновой проблемы. Кроме того, при этом образуются вторичные (твёрдые несгоревшие) шлаки и пыли, которые требуют отдельной переработки или направляются на захоронение с последующими негативными последствиями для окружающей среды. Эти недостатки в определённой мере присущи и процессу КС. Здесь добавляется необходимость подготовки сырья к переработке с целью соблюдения гранулометрического состава.
К недостаткам процесса, разработанного Институтом химической физики РАН, относятся:
- необходимость сортировки и дробления отходов до определённых размеров; добавка и последующая сепарация теплоносителя заданного гранулометрического состава;
- потребность в разработке дорогостоящей системы очистки дымовых газов – синтез-газа, представляющего собой смесь моноокиси углерода и водорода.
Процесс плавки ТБО в барботируемом расплаве (в печи ПВ) следует отметить (помимо диоксиновой безопасности) ещё два преимущества: сравнительно высокую удельную производительность и низкий пылевынос. Эти показатели обусловлены барботажным эффектом (интенсивной продувкой газами ванны расплава и брызго-насыщенностью рабочего пространства печи над ванной). Немаловажный положительный фактор – наличие промышленного опыта их эксплуатации на предприятиях цветной металлургии в России и Казахстане. В целом можно констатировать, что последняя отечественная разработка превосходит по основным показателям другие отечественные и зарубежные технологии переработки ТБО и является определённым научно-техническим прорывом в решении мировой экологической проблемы.
В настоящее время одним из авторов под руководством руководителя дипломного проекта разрабатывается проект полигона ТБО для ст. Архонской РСО-Алания, где остро стоит вопрос о неудовлетворительном обращении с твердыми бытовыми отходами. При разработке указанного проекта будут учтены изложенные пути решения обращения с ТБО и в первую очередь предварительная сортировка этих отходов и извлечение полимерных и иных отходов для дальнейшей переработки.
Биотермическая переработка ТБО: Аэробная ферментация
Из биотермических методов в практике наибольшее распространение получила аэробная ферментация, которую часто называют компостированием (по названию конечного продукта ферментации – компоста, используемого в сельском хозяйстве).
Ферментация – это биохимический процесс разложения органической части отходов микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии (сапрофитные аэробные микроорганизмы, присутствующие в ТБО в достаточных количествах), а выделяются диоксид углерода, вода и тепло (материал саморазогревается до 60-70°С). Процесс сопровождается синтезом гумуса. Размножение микроорганизмов-деструкторов отходов возможно при определенном соотношении углерода и азота.
Наилучший контакт между органическим веществом и микроорганизмами обеспечивается при перемешивании материала, в результате саморазогрева которого в процессе ферментации происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов, личинок мух.
По результатам исследований английских специалистов, на начальной стадии ферментации происходит минерализация смеси, о чем свидетельствует уменьшение общего содержания углерода органического вещества и гуминовых кислот. Образующаяся биомасса обладает высокой степенью полимеризации и характеризуется значительной (по сравнению с почвой) концентрацией азота. В процессе ферментации уменьшается содержание в биомассе фенольных групп и увеличивается содержание групп НООС и С=0.
В итоге законченного процесса ферментации масса биоразлагаемого материала уменьшается вдвое и получается твердый стабилизированный продукт.
Компостирование после утилизации ТБО в мировой практике развивалось как альтернатива сжиганию. Экологической задачей компостирования можно считать возвращение части отходов в круговорот природы.
Наиболее интенсивно компостирование ТБО развивалось с конца 60-х до начала 80-х годов преимущественно в странах Западной Европы (Италия, Франция, Нидерланды). В Германии пик строительства заводов пришелся на вторую половину 80-х годов (в 1985 г. в компост перерабатывали 3% ТБО, в 1988 г. – около 5%). Интерес к компостированию вновь повысился в середине 90-х годов на основе вовлечения в переработку не ТБО, а селективно собранных пищевых и растительных отходов, а также отходов садово-паркового комплекса (термическая переработка этих отходов затруднена из-за большой влажности, а захоронение связано с неконтролируемым образованием фильтрата и биогаза). В европейской практике к 2000 г. с применением аэробной ферментации ежегодно перерабатывали около 4,5 млн. т отходов более чем на 100 заводах (из них в 1992-95 гг. построено 60 заводов).
В странах СНГ прямое компостирование исходных ТБО применяют на девяти заводах: в Санкт-Петербурге (первый завод в бывшем СССР, построен в 1971 г.; в конце 1994 г. в Санкт-Петербурге введен в строй второй завод), Нижнем Новгороде, Минске и Могилеве, Ташкенте, Алма-Ате, Тбилиси и Баку (все заводы запроектированы институтом «Гипрокоммунстрой», Могилевский – институтом «Белкоммунпроект»), В 1998 г. вошел в строй завод в Тольятти, на котором реализована предварительная, но малоэффективная сортировка ТБО.
Следует отметить, что из-за гетерогенного состава отходов прямое компостирование ТБО нецелесообразно, поскольку получаемый компост загрязняется стеклом и тяжелыми металлами (последние, как отмечено, содержатся в опасных бытовых отходах – отработанных гальванических элементах, люминесцентных лампах).
На первых механизированных промышленных установках ТБО наиболее часто компостировали в штабелях, периодически подвергая материал ворошению.
В настоящее время в промышленности наиболее распространены три метода аэробной ферментации:
- ферментация (компостирование) в биобарабанах;
- туннельное компостирование (ферментация);
- ферментация (компостирование) в бассейне выдержки.
В СНГ с 1971 г. практикуется исключительно компостирование в биобарабанах (в режиме загрузки-разгрузки материала частота вращения биобарабана составляет 1,5 мин1, остальное время 0,2 мин1). В России (завод в г. Тольятти) на базе цементных печей выпускаются биобарабаны двух типоразмеров – длиной 36 и 60 м; диаметр биобарабанов – 4 м.
“Конструкторское бюро Климова” – комплексы «ПРОМЕТЕЙ» для получения собственных энергоносителей из собственных отходов
Для тех, кто хочет снизить себестоимость своей продукции.
|
|
|
|||||||||||||||||
| Получайте из своих отходов энергоносители на модульных заводах «PROMETHEUS» конструкторского бюро Климова. Из твердого сырья: муниципальные отходы, уголь, торф, древесные отходы. Из жидкого сырья: нефть, мазут, нефтешлам, отработанное масло. Наши мини заводы роботы новинка века: ищем дилеров по всем странам мира. Сделай свою планету чистой, а себя успешным. | |||||||||||||||||||
Регистрация участия в показе оборудования по переработке отходов Навигация
Материалы для скачивания
Установки пиролиза и мусороперерабатывающие заводы “КБ Климова”
Газификаторы Климова – роботы по ликвидации мусорных полигонов
Секции испарения, мини-НПЗ “КБ Климова”
ЗАВОДЫ ПО КРЕКИНГУ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ “КБ КЛИМОВА”
Заводы по получению масел “КБ Климова”
Мусоросжигательные печи бытовых отходов “БУТОВКА”
Нефтеперерабатывающие установки “КОЛИБРИ”
Обезвоживание мазута
Кавитатор “ТОРНАДО”
Переработка ТБО методом пиролиза
Технология
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).
Способ утилизации ТБО методом пиролиза по другому можно назвать газификацией 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
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.
Технологический процесс.
Перерабатываемое сырье загружается в реактор сверху через шлюзовую камеру. Снизу подаются воздух и водяной пар. Отбор продукт-газа осуществляют в верхней части реактора, а выгрузку зольного остатка – в нижней, продвижение рабочей массы в реакторе происходит под действием собственного веса. По высоте газификатора располагаются несколько характерных зон. В самых верхних слоях температура поддерживается в пределах 100-200°С, и продукт-газ подсушивает сырье, поступающее в реактор, ниже располагается зона, где преобладают процессы пиролиза и возгонки органических веществ. В бескислородной среде происходит термическое разложение и коксование органической массы.
Газ обогащается летучими продуктами пиролиза. В средней части реактора располагается зона газификации, где при температурах 1000-1200°С происходит реакция коксового остатка с кислородом, парами воды и диоксидом углерода с образованием СО2 и Н2. Некоторая часть углерода сгорает полностью с образованием углекислого газа СО2, за счет чего в зоне газификации поддерживается необходимая температура. Ниже находится зона, где твердый осадок, состоящий в основном из минеральных соединений, постепенно охлаждается в потоке газифицирующего агента, богатого кислородом. Здесь догорают остатки органических соединений и углерода. Горючие материалы полностью превращаются в золу. Нижняя часть реактора – это зона окончательного охлаждения твердого остатка до температуры около 100°С. Процесс газификации характеризуется высоким энергетическим кпд (до 95%) и позволяет перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%) Двустадийная схема переработки обеспечивает снижение образования вредных выбросов.
Такая организация процесса термической переработки отходов обеспечивает следующие экологические преимущества по сравнению с методами прямого сжигания:
– процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий? перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) и с высокой влажностью (до 60%);
– низкие линейные скорости газового?– потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;
– в некоторых случаях, когда необходимо?– проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2;
при газификации происходит?– частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;
– сжигание?– в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);
-зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую?– температуру и практически не содержит недогоревшего углерода.
Особенности процесса.
Газ обогащается летучими продуктами пиролиза. В средней части реактора располагается зона газификации, где при температурах 1000-1200°С происходит реакция коксового остатка с кислородом, парами воды и диоксидом углерода с образованием СО2 и Н2. Некоторая часть углерода сгорает полностью с образованием углекислого газа СО2, за счет чего в зоне газификации поддерживается необходимая температура. Ниже находится зона, где твердый осадок, состоящий в основном из минеральных соединений, постепенно охлаждается в потоке газифицирующего агента, богатого кислородом. Здесь догорают остатки органических соединений и углерода. Горючие материалы полностью превращаются в золу. Нижняя часть реактора – это зона окончательного охлаждения твердого остатка до температуры около 100°С. Процесс газификации характеризуется высоким энергетическим кпд (до 95%) и позволяет перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%) Двустадийная схема переработки обеспечивает снижение образования вредных выбросов.
Перерабатываемое сырье загружается в реактор сверху через шлюзовую камеру. Снизу подаются воздух и водяной пар. Отбор продукт-газа осуществляют в верхней части реактора, а выгрузку зольного остатка – в нижней, продвижение рабочей массы в реакторе происходит под действием собственного веса. По высоте газификатора располагаются несколько характерных зон. В самых верхних слоях температура поддерживается в пределах 100-200°С, и продукт-газ подсушивает сырье, поступающее в реактор, ниже располагается зона, где преобладают процессы пиролиза и возгонки органических веществ. В бескислородной среде происходит термическое разложение и коксование органической массы.
Технологический процесс.
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.
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.
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).
Способ утилизации ТБО методом пиролиза по другому можно назвать газификацией 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.
Способы утилизации отходов. Сжигание мусора.
Сжигание мусора представляет собой процесс переработки отходов, при котором отходы подвергаются термической обработке. Сжигание отходов преобразует отход в золу, дымовой газ и тепло. Дымовой газ должен очищаться от газообразных загрязнителей и твердых частиц, прежде чем он будет рассеян в атмосфере. Поэтому очень важно, чтобы производство по сжигаю отходов имело хорошие очистительные сооружения.
Твердые частицы собирают путем фильтрации газа, чаще всего для этого используют электрофильтры. Кислотные скрубберы используются для удаления соляной кислоты, азотной кислоты, плавиковой кислоты, ртути, свинца и других тяжелых металлов. Двуокись серы может быть удалена с помощью сухого обессеривания путем инъекции суспензии известняка в дымовом газе до фильтрации частиц.
Однако, самой большой проблемой в процессе сжигания, считается получение диоксинов и фуранов, которые могут нанести вред здоровье человека, другими словами, несут в себе серьезную опасность.
Как правило, распад диоксинов требует воздействия на его молекулярные кольца достаточно высокой температуры. Высокая температура вызовет термальное разложение прочных молекулярных связей. Но когда молекулярная температура распада выше, то чрезмерно высокая температура может также привести к износу и повреждению других частей оборудования по сжиганию.
Сжигание мусора. Преимущества
Существует ряд преимуществ использования сжигания мусора, как метода утилизации отходов.
Два главных преимущества сжигания:
- объемы отходов уменьшаются примерно на 80-95%. Что значительно уменьшает количество отходов на свалках и полигонах.
- потребность в земле и снижение земли для полигонов. В городских районах, это может быть особенно важно, так как городские земли часто нужны для строительства домов;
- Сжигание устраняет проблему фильтрата, который образуется на свалках.
Мусоросжигательные заводы могут быть расположены недалеко от места, где образуются отходы, что уменьшает затраты на энергию, связанные с транспортировкой отходов.
На основе энергетических процессов, сжигание может быть использовано для производства электроэнергии и тепла, которые могут быть использованы в электрической и тепловой энергии близлежащих зданий, а пепел может использоваться в строительной отрасли.
Оценка воздействия мусороперерабатывающего завода
Оценка воздействия мусороперерабатывающего завода
На окружающую среду
Характеристика предприятия
Проект МПЗ (мусороперерабатывающий завод). Фактический адрес: г. Киров, Октябрьский р-он, п.Костино, в районе свалки ТБО. Площадь всей территории предприятия составляет 0,50 га. Площадь помещения под мусоросжигательный комплекс – 1960м 2 (56 м*35 м в плане). Мощность мусоросортировочного комплекса 150 тыс.тонн в год. Мощность мусоросжигательного комплекса 1500 кг/ч – твердых отходов.
На предприятие поступают отходы, представленные различными классами опасности. Класс опасности определялся согласно ФККО (федеральный классификационный каталог отходов).
Таблица 1 – Перечень отходов, принимаемых на сортировку
| Наименование отходов | Код по ФККО | Класс опасности |
| Отходы из жилищ несортированные (исключая крупногабаритные) (ТБО от населения) | ||
| Мусор от бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный) (ТБО от предприятий) | ||
| Производственные отходы 4 класса опасности | ||
| Пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания несортированные (пищевые отходы) | ||
| Отходы из жилищ крупногабаритные | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли промышленными товарами | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли продовольственными товарами | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений учебно-воспитательных учреждений | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений культурно-спортивынх учреждений и зрелищных мероприятий | ||
| Отходы бумаги и картона от канцелярской деятельности и делопроизводства | ||
| Обрезки резины | ||
| Отходы упаковочного картона незагрязненные | ||
| Отходы сучьев, ветвей от лесоразработок | ||
| Стеклянный бой незагрязненный, стекло, бутылки (исключая бой стекла электронно-лучевых трубок и люминесцентных ламп) | ||
| Отходы полипропилена в виде пленки | ||
| Обрезки и обрывки тканей смешанных | ||
| Бой железобетонных изделий, отходы железобетона в кусковой форме | ||
| Отходы от механической очистки зерна (зерновые отходы) | ||
| Производственные отходы 5 класса опасности |
Основная цель намечаемой деятельности – сбор, сортировка, утилизация и переработка отходов.
Разработанная технология совмещает в себе ряд значимых преимуществ. Сортировка позволяет достаточно простым способом вернуть во вторичный оборот большое количество полезных фракций, а также отделять органическую фракцию для дальнейшего компостирования. Компост используют для получения удобрения и биогаза. В результате очистки отходящих газов также получаются удобрения.
Виды и количество образующихся отходов
В результате деятельности на предприятия возможно образование отходов в виде шлака 11560 т/г и зольного остатка 3853 т/г. Также в результате сжигания образуются загрязняющие вещества: оксиды серы, азота, углерода, ПАУ, взвешенные вещества. Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу после очистки оксид азота – 0,501612 т/г, сернистый ангидрид– 3, 853124т/г.
Предлагаемые технологии обезвреживания
В качестве основного показателя санитарного состояния атмосферного воздуха принято содержание в нем поступающих с выбросами названных источников твердых частиц (сажи, летучей золы), сернистого ангидрида SO2, оксида азота NO и оксида углерода CO.
Для очистки отходящих газов в проекте предложена многоступенчатая система очистки, состоящая из циклона (очистка от взвешенных загрязнений), скруббера, (озонно-аммиачный метод очистки от оксидов серы и азота), и рукавного фильтра (очистка от ПАУ).
Взвешенные частицы, отделенные в циклоне от дымовых газов, попадают в коническое днище, при помощи пружинного транспортера, затем удаляются. Затем их смешивают со шлаком и в целях измельчения и создания однородной массы уплотняют с помощью пресса. Временное хранение отходов – в металлическом закрытом контейнере на открытой площадке с водонепроницаемым покрытием. В дальнейшем отходы отправляют на строительные нужды.
Программа экологического мониторинга
В составе проекта представлены Разрешение на выброс ЗВ в атмосферу № 40-506 от 21.02.09г. на период проведения опытно – промышленных работ
по сжиганию, на неблагоприятное воздействие на окружающую среду при осуществлении намечаемой деятельности по обращению с опасными отходами, план–график за соблюдением нормативов ПДВ ООО МПЗ, договор № 256 от 08.05.09г. с лабораторией «ЦЛАТИ по Кировской области», контроль за атмосферным воздухом предполагается 4 раза в год, т.е. раз в квартал. Перечень приоритетных ЗВ от хозяйственной деятельности предприятия: оксид азота, диоксид азота, оксид серы, диоксид серы, оксид углерода, взвешенные вещества. Также мониторинг будет осуществляться работниками завода, которые на протяжении рабочего времени будут осуществлять контроль за состоянием окружающей среды.
Принцип альтернатив
Альтернативы способов сжигания отходов
Предложены следующие альтернативы сжигания отходов:
1) комбинация процессов пиролиз-сжигание (совместное сжигание при 1300°С пирогаза и твёрдого углеродистого пиролизного остатка, отсепарированного от минеральных компонентов);
2) комбинация процессов пиролиз-газификация-сжигание с использованием в качестве газифицирующего агента кислорода (температура процессов 1400-2000°С);
3) металлургические процессы:
– процесс сжигания при температуре 1350-1400°С в слое барботируемого шлакового расплава с использованием кислородного дутья (процесс Ванюкова, предложенный для переработки ТБО);
-термический процесс при температуре 1400-1500°С с использованием электрошлакового расплава;
-доменный процесс при температуре 2000°С;
Для данного проекта выбран процесс переработки отходов в печи Ванюкова. Значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и, следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, снижение концентрации азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьёзную проблему. Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.
Заключение о допустимости намечаемой деятельности
Данный проект готов к реализации. Разработана технология сортировки мусора, позволяющая извлечь вторсырье. Из органических отходов предусмотрено получение компоста и удобрений. Хвосты ТБО сжигаются, разработана многоступенчатая очистка отходящих газов с получением удобрений.
Благодаря мониторингу атмосферного воздуха обеспечивается постоянная оценка загрязнения воздуха, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения. Полученные данные при проведении мониторинга могут быть использованы для оценки воздействия загрязнения воздуха на здоровье населения, для информации общественности о качестве атмосферного воздуха и предупреждении населения о резком повышении уровня загрязнения воздуха, для получения качественной характеристики по выполнению задач в области управления или борьбы с загрязнением атмосферного воздуха.
Данная технология МПЗ является малоотходной и служит альтернативой захоронению отходов на полигоне ТБО.
Термические методы переработки ТБО при температурах ниже
Температуры плавления шлака
Термические методы переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака, то есть при температурах менее 1300°С, применяют наиболее часто. Наиболее распространённые в практике процессы – это слоевое сжигание и сжигание в кипящем слое, требующего принудительного перемешивания и перемещения материала. Находящийся в стадии разработки процесс сжигания – газификации отходов в плотном слое реализуется без принудительного перемешивания и перемещения материала.
Технологическая схема
Технологическая схема мусоросортировочного комплекса и утилизации ТБО приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Технологическая схема мусоросортировочного комплекса и утилизация ТБО: 1- приемная площадка, 2 – бункер для смешанных отходов, 3 – барабанный грохот, 4,6,19,22 – конвейер пластичный, 5 – конвейер ленточный,
7 – бункер – накопитель для хвостов, 8 – печь Ванюкова, 9 – камера дожигания, 10 – котел – утилизатор, 11 – циклон, 12 – бункер для крупногабаритных ТБО, 13 – дробилка роторная, 14 – дробилка, пресс – брикетировочный, 15 – накопительный бункер, 16 – бункер – накопитель, 17 – дробилка двухвалковая, 18 – биобарабан, 20 – бункер – накопитель, 21- смеситель, 23 – сушилка, 24 – теплообменник, 25- озоновая установка, 26 – скруббер, 27 – каплеуловитель, 28 – подогреватель, 29 – рукавный фильтр, 30 – гидрозатвор, 31 – емкость, 32 – емкость с аммиачной водой, 33 – смеситель, 34 – свежий активированный уголь, 35 – насос, 36 – реактор – окислитель, 37- сушилка, 38 – бункер накопитель, 39 – дымовая труба.
Оценка воздействия мусороперерабатывающего завода
На окружающую среду
Характеристика предприятия
Проект МПЗ (мусороперерабатывающий завод). Фактический адрес: г. Киров, Октябрьский р-он, п.Костино, в районе свалки ТБО. Площадь всей территории предприятия составляет 0,50 га. Площадь помещения под мусоросжигательный комплекс – 1960м 2 (56 м*35 м в плане). Мощность мусоросортировочного комплекса 150 тыс.тонн в год. Мощность мусоросжигательного комплекса 1500 кг/ч – твердых отходов.
На предприятие поступают отходы, представленные различными классами опасности. Класс опасности определялся согласно ФККО (федеральный классификационный каталог отходов).
Таблица 1 – Перечень отходов, принимаемых на сортировку
| Наименование отходов | Код по ФККО | Класс опасности |
| Отходы из жилищ несортированные (исключая крупногабаритные) (ТБО от населения) | ||
| Мусор от бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный) (ТБО от предприятий) | ||
| Производственные отходы 4 класса опасности | ||
| Пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания несортированные (пищевые отходы) | ||
| Отходы из жилищ крупногабаритные | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли промышленными товарами | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений объектов оптово-розничной торговли продовольственными товарами | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений учебно-воспитательных учреждений | ||
| Отходы (мусор) от уборки территории и помещений культурно-спортивынх учреждений и зрелищных мероприятий | ||
| Отходы бумаги и картона от канцелярской деятельности и делопроизводства | ||
| Обрезки резины | ||
| Отходы упаковочного картона незагрязненные | ||
| Отходы сучьев, ветвей от лесоразработок | ||
| Стеклянный бой незагрязненный, стекло, бутылки (исключая бой стекла электронно-лучевых трубок и люминесцентных ламп) | ||
| Отходы полипропилена в виде пленки | ||
| Обрезки и обрывки тканей смешанных | ||
| Бой железобетонных изделий, отходы железобетона в кусковой форме | ||
| Отходы от механической очистки зерна (зерновые отходы) | ||
| Производственные отходы 5 класса опасности |
Основная цель намечаемой деятельности – сбор, сортировка, утилизация и переработка отходов.
Разработанная технология совмещает в себе ряд значимых преимуществ. Сортировка позволяет достаточно простым способом вернуть во вторичный оборот большое количество полезных фракций, а также отделять органическую фракцию для дальнейшего компостирования. Компост используют для получения удобрения и биогаза. В результате очистки отходящих газов также получаются удобрения.
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-05; Нарушение авторского права страницы
Деньги на ветер!
Нет рециклингу!
В общероссийском масштабе отечественная экономика говорит рециклингу свое твердое «нет». И дело не столько в менталитете нашего общества, сколько в экономической целесообразности переработки мусора, именно «утилизации», не зря же у нас этим словом называют простое сваливание ТБО в специально отведенном месте. Так вот, в стране нефтяных баронов и лесных королей, а также прочих шахт и карьеров мусор как источник вторичного сырья – предмет нежелательной конкуренции. И хотя выгода от рециклинга очевидна даже там, где сырье не привозное (например, повторный выдув ПЭТ-бутылки из однажды полимеризованного материала требует меньших расходов энергии), в РФ привлекательным вторсырьем являются лишь металлы, что хорошо известно каждому.
Сегодня вся страна занята заменой старых оконных рам на пластиковые, эти деревянные строительные отходы наряду с отслужившей мебелью могут стать ценным источником стальной фурнитуры, собрать которую реально только из золы, т. е. без сжигания не обойтись. Кроме легкой добычи металлов еще одним и, пожалуй, последним экономическим обоснованием отправлять неотсортированный мусор в печь является существенное уменьшение объема подлежащих дальнейшему захоронению отходов. По непонятным причинам чиновники у нас обычно оперируют тоннами, но ТБО ужасают как раз не массой, а объемом. Из-за низкой плотности мусора везти его на большие расстояния дорого, да и места на полигоне требуется больше, опять же дополнительные расходы на содержание, на уплотнение и разравнивание-перемалывание бульдозерами. При сжигании образующуюся золу достаточно закопать поглубже один раз, при этом отвезти подальше, туда, где никто не живет, избежав при этом споров вроде «нужен ли жителям Зеленограда мусор, созданный жителями Садового кольца, или наоборот».
И, повинуясь логике Остапа Бендера, следуя духу эры модернизации, можно даже обсудить перспективный проект по перевозке всех несгоревших отходов поближе к Байконуру, чтобы потом отправлять прямиком на лунные и марсианские полигоны. Или возможность затопления всего шлака в озере Байкал, все равно ведь оно самое чистое и глубокое в мире, авось не убудет. А вообще, если сжечь весь накопленный на российских полигонах мусор, то с учетом невосстанавливаемых фильтровальных материалов можно, наверное, насыпать где-нибудь в океане небольшой ядовитый остров, чтобы отправлять туда на отдых проштрафившихся мэров и губернаторов.
Остальные экономические обоснования мусоросжигательных заводов (МСЗ) для нас не столь актуальны. Использовать шлак как строительный материал бесперспективно, сегодня люди хотя и живут еще в шлакоблочных домах советского периода, но не совсем по доброй воле. Покупать же кирпичи из шлака за деньги теперь никто не станет. Желание подзаработать, конечно, может подвигнуть выгодоприобретателей МСЗ отправить токсичный шлам на подсыпку оснований дорог или, хуже того, зданий, о чем, собственно, и беспокоятся экологи. Но конкурировать с песком, который у нас копейки стоит, будет сложно. Проблемы с экологией возникнут только при желании предприятия сэкономить на захоронении, сбросив отходы, не довезя их до полигона.
Помимо золы дополнительный эффект можно получить от дармового тепла, выделяющегося при сжигании мусора. Этим давно занимаются за рубежом, там все новые МСЗ – это мусорные ТЭС, в Европе вообще готовы получать электроток из чего угодно, лишь бы оставить нашу державу без нефтедолларов! Нам побочная электроэнергия тоже не помешала бы, ее можно экспортировать в тот же Китай, только вырабатывающие ток МСЗ слишком дорогие. В нашей ситуации нет смысла строить ТЭС для работы на топливе, пусть и образующемся постоянно, но не обладающем постоянными характеристиками, выделяющем при горении разное количество энергии, да еще требующем более дорогих и сложных очистных систем, чем старые добрые и условно чистые и безопасные угольные электростанции. Отсюда вывод: в нашей конкретной ситуации сжигание несортированных ТБО выгодно тем, что на порядок уменьшаются объем и в два-три раза масса подлежащих захоронению (не утилизации!) отходов, а также возможностью сбора металлов, безвозвратно теряемых в случае размещения мусора на полигонах.
Разобрались немного с экономикой, теперь попробуем понять, какие отношения у мусоросжигательных заводов с экологией.
Закон что дышло
Похоже, МСЗ и экология – близнецы-братья, по крайней мере, в поисковиках они так тесно связаны, что непонятно: то ли МСЗ главный враг чистейшей российской экосистемы, то ли это вообще предприятие по очистке городского воздуха. Но сложные отношения с экологией не только у заводов, еще хуже они у их сотрудников. Несколько простых вопросов уровня школьной программы. Что такое горение? Химическая реакция окисления вещества. Что образуется при горении органики? Оксиды углерода, азота и водорода (вода) плюс оксиды других элементов, по разным причинам попавших в топливо, например серы, и продукты неполного сгорания, которые в небольшом количестве образуются даже при идеальных условиях реакции горения. И последнее. Где в основном концентрируются оставшиеся после сгорания вещества? В непосредственной близости от очага горения, только углекислый газ действует глобально на потепление климата, и только оксид водорода – единственный безопасный продукт горения. И вот как в реальности озабочены наши люди проблемами экологии (слово «половина» используется условно). О какой сортировке ТБО для последующей переработки может идти речь, если половина граждан вообще не доносят свой мусор до мест сбора, создавая свалку буквально у себя под окнами и под ногами. Вторая же половина против превращения родных дворов в «мусорки», но не против того, что весь мусор свозят в одно место в пригороде, где, по сути, точно так же его сваливают в большую кучу. Не на виду, и ладно. Свои дворы горожане превратили в автостоянки, притом что каждый автомобиль – это тот же мусоросжигательный завод в миниатюре, работающий на сырье для пластмассы, а люди не стесняются выгуливать там своих детей и собак. Какого труда стоит отучить «гомо советикус» от сжигания опавшей листвы на субботниках, упаковки на задворках торговых складов, отслуживших покрышек на автотранспортных предприятиях! И все это несмотря на существующие законы и о запрете костров, и об обязательной утилизации шин, благо и предприятия соответствующие есть.
А что же там, где запрета нет? Например, в России гордятся тем, что производят так называемые «чудо-печи» (приходится брать в кавычки, за право на название даже разгорелась нешуточная борьба). Так или иначе, предметом гордости у этих «буржуек 21-го века» является экономия дров за счет того, что в них при условии затрудненной вентиляции поленья тлеют при низкой температуре. Вдумайтесь: отопительный прибор изначально создается для условий эксплуатации, при которых будут выделяться продукты неполного сгорания! И все это на вполне законном основании. А так как печи действительно экономят топливо, они приобрели популярность у дачников и жителей села. Какая разница, чем земля вокруг дома пропитается! Ну а отношение нашего человека к своему здоровью аналогично его заботам об окружающей среде. Умиление вызывает пример, когда человек прикуривает сигареты от газовой зажигалки, потому что от спичек вредный дым с оксидами серы. Иначе говоря, все, что убивает нас медленно, не считается опасным.
Но стоит лишь этим гражданам объявить о том, что рядом с ними, вполне логично, выстроят мусоросжигательный завод, здесь такое начинается! А ведь ни угольная ТЭЦ, ни морально устаревшее литейное производство, ни какой-нибудь ЦБК с напрочь отсутствующими очистными сооружениями в той же близости к жилью подобной реакции не вызывают. Попробуем понять причины этого на примере Москвы, ведь образу столицы следуют регионы. Опасения московских экологов относительно большей опасности мусоросжигательных заводов по сравнению с другими производствами вполне обоснованны. Концентрации таких опасных веществ, как тяжелые металлы в выбросах МСЗ, высокие даже на самых современных заводах в Европе, и это понятно: мусор свозят в одно место. Но ведь там ни один почтенный бюргер не бросит в общий бак ртутьсодержащую лампочку или батарейку.
Второй момент. Как известно, самые большие затраты при любом производстве – это очистные сооружения и соблазн извлечь сверхприбыль, сэкономив на реагентах, велик. Богатый опыт применения МСЗ в Европе показывает, что уровень вредных веществ в выбросах «их» заводов удалось снизить на порядок по сравнению с результатами 1980–1990-х годов, но будет ли по карману московскому правительству цена чистого воздуха? К тому же лучшая очистка увеличивает количество несгораемых отходов, контролировать правильное захоронение которых, мягко сказать, нелегко. И третья серьезная причина для беспокойства: даже при условии строгого соблюдения технологии и исключения из массы ТБО опасных отходов нужна зона отчуждения по «розе ветров» не менее 1,5–2 км. Это условие часто бывает просто невозможно соблюсти, при плотной городской застройке для этого не найдется подходящих мест. Например, приказал долго жить, не дождавшись вступления в ВТО, какой-нибудь завод. Чем не место для МСЗ? Только завод строился и обрастал жилыми кварталами без учета всяких там «роз». Пойти дальше за МКАД? Но как к идее сжигания московского ТБО отнесутся, скажем, в Воскресенске или Жуковском, понятно без объяснений. Между тем все «экоминусы» МСЗ, как оказалось, относятся не к самому МСЗ, а к «совковому» менталитету, основа которого – жадность, глупость и равнодушие. Если мы не можем сжигать так, как сжигают в Норвегии, то лучше и не сжигать вовсе – это не аргумент, это демагогия. Так же нелепо выглядит попытка депутатов Мосгордумы принудительно ввести в Москве раздельный сбор мусора. Даже если предположить, что люди очнутся и превратятся в законопослушных граждан, а заодно перестанут курить в общественных местах все «ходячие МСЗ», то куда отправить весь этот сортированный, готовый к переработке мусор? Туда же, на полигон – ждать, пока в России закончится нефть. А вот если бы руководство Москвы или любого другого города России (все-таки утилизация ТБО не в компетенции федеральных властей) действительно озаботилось проблемой сохранения окружающей среды, то вместо популистского заигрывания с народом, вроде «допустим – не допустим» да «вредно – не вредно», сделало бы несколько простых шагов. Первое – это организация сбора ртутных ламп и батареек в местах продажи (контролировать торговые фирмы проще, чем проверять мусорное ведро каждого жителя) с последующей их утилизацией специализированными организациями по обращению с опасными отходами. Второе – введение для любой стеклянной и ПЭТ-бутылки залоговой стоимости, скажем 10 рублей, а для фирм, занявшихся переработкой ПЭТ-бутылок, в качестве дотации устанавливать в супермаркетах соответствующие автоматы для их сбора.
И прекратить, наконец, производство алюминиевых банок, сбор которых настолько унизителен, что является настоящим позором для общества и государства. Об этом народным избранникам тоже пора задуматься, хоть жители свалок за них и не голосуют.
Будем считать, с экологическими обоснованиями МСЗ разобрались. Следующий вопрос, на который надо ответить: не лучше ли избежать всех этих сложностей, обойтись просто складированием на полигонах, благо и земли у нас по-прежнему одна шестая часть суши?
Цена земли
Как бы то ни было, но и в стране «дураков», и в стране «умников», обращением с отходами занимаются не «зеленые» активисты и не политиканы-популисты, а экономисты. У завзятого деляги наши рассуждения об экономической эффективности сжигания мусора вызовут улыбку, ведь всего полученного тепла и собранного металла не хватит, чтобы окупились гигантские инвестиции в сооружение МСЗ. А если учесть российскую специфику и вспомнить, сколько стоит у нас строительство тех же дорог и вообще всего, за что государство платит? И даже в Штатах частные фирмы неохотно берутся за содержание мусоросжигательного завода, хотя там жители платят за услуги не в пример нашим. В России же МСЗ может появиться только как средство освобождения дорогой земли от сооружения на ней очередного полигона ТБО.
Кому-то покажется, что уж чего-чего, а земли у нас предостаточно. Но на деле важны не просторы страны, а развитая инфраструктура в ближайших территориальных пределах, и даже не будь у нас Сибири, цена на землю в Московской области не изменится. Часто люди даже не задумываются о том, что подавляющую часть стоимости как самих товаров, так и их последующей утилизации составляют расходы на транспортировку. И в этом смысле большая неосвоенная территория превращается не в предмет гордости, а в большую проблему. Вот если бы можно было весь московский мусор привязать к «Булаве» и забросить разом куда-нибудь на Камчатку, а так…
Чтобы быть экономически эффективным, а лучше сказать, наименее убыточным предприятием, мусоросжигательный завод должен находиться вблизи производителей отходов, т. е. в черте города. Там, кстати, его будет и легче контролировать, по крайней мере, куда легче, чем подмосковные торфяники, выдавшие в 2010 году людям столько «диоксинов», сколько МСЗ с исправными очистными сооружениями не выдаст за весь период своей работы. За пределы города будет вывозиться для захоронения лишь ядовитая зола, поскольку это относительно тяжелый груз (высокой плотности) и расходы на его перевозку будут значительно ниже, чем спрессованных ТБО в кузове мусоровоза. Места под полигон для захоронения шлама потребуется также меньше, не нужен будет специальный транспорт, да и сыпуче-текучие остатки, образующиеся после сжигания отходов, технологически легче закапывать и проще защищать грунтовые воды от контакта с ними.
В конце концов, у нас по закону каждый производитель мусора отвечает за его дальнейшую судьбу, хотя и не осознает этого. Поэтому, когда встанет вопрос, валить ли ТБО у кремлевской стены или построить завод для их сжигания, выберут, скорее, второе. Так не пора ли экологам-активистам самим заняться организацией таких заводов, строго контролируя технологию, чтобы «проныра-чиновник» не обогатился на «клубах диоксинового дыма»? И они давно бы так и поступили, если бы поверили в то, что в наших сегодняшних условиях «особой экономики» альтернативы МСЗ попросту не существует.
Складирование ТБО на полигонах не защищает землю от попадания в нее тяжелых металлов, мусор на них горит не хуже торфяников, и дым, наполненный продуктами неполного сгорания, без всякой очистки поступает в атмосферу. Компостированием органики для получения метана (метод, набирающий в Европе все большую популярность) у нас точно никто заниматься не станет, да и организовывать это нереально, пока мы не откажемся от использования полиэтилена и целлофана. Непосредственная переработка отходов, т. е. рециклинг, альтернативой сжиганию не является, ведь все переработать нереально, и везде, где ТБО используют в качестве вторсырья, мусоросжигательный завод – обязательное звено в цепочке перерабатывающих предприятий. Простой пример. Собрали макулатуру, сделали из нее туалетную бумагу. Потом собрали всю эту использованную туалетную бумагу и. Многократного использования сырья не получится. А предварительная сортировка мусора нужна опять же для последующего сжигания, чтобы в печь не попадали батарейки, ртутные лампы и пластмасса.
Стоит напомнить один из примеров относительно удачного «ресурсооборота», корнями уходящий в советский период нашей истории. Российские производители аккумуляторов с удовольствием возвращают часть свинца и полипропилена через сеть приема батарей у населения. Кислота при этом сливается аккурат у гаражных ворот счастливого автомобилиста, а предложи этим заводам утилизировать серную кислоту по всем правилам охраны природы – извините, они и слышать не захотят о рециклинге! В управлении отходами никакие рыночные механизмы не работают, здесь нужна грамотная и внятная политика государственного масштаба и на всех уровнях власти. И она не должна ограничиваться пиар-компаниями по очистке Новой Земли от бочек с мазутом. Тем более, раз уж у нас в стране все так централизовано.
Но какая там переработка, если местные власти у нас нашли себе развлечение в виде показательного уничтожения пиратских компакт-дисков с помощью бульдозера. Засоряют землю осколками оргстекла, тратят на это бюджетные деньги, да еще и премии себе за это выписывают! Однако благодаря таким вот деятелям, из-за которых мы весь мировой прогресс проспали, у нас есть возможность, что называется, не наступать на старые грабли, а, оценив опыт развитых стран, выбрать для себя самый современный и эффективный «инсинератор». А если кто-то опасается, что под этим соусом нам предложат очередной импорт устаревших технологий, то надо самому этим и заниматься или предлагать свои решения, устраивать конкурс инженерной мысли, а не выступать огульно против всех МСЗ без исключения.
«Да» рециклингу!
Как было бы хорошо научиться расщеплять все «ненужные» молекулы на атомы, да еще при условии низких энергозатрат на это. Однако хотя сам атом давно расщеплен, в промышленных масштабах человеку пока под силу оперировать только химическими процессами, и мусоросжигательный завод это, конечно, не аннигилятор. Далеко не все образующиеся при сгорании вещества целесообразно включать в круговорот веществ в природе. Основное условие, которому должен соответствовать современный МСЗ: в процессе сжигания не должны образовываться продукты неполного сгорания органического вещества, ведь собрать их потом не получится никакими фильтрами. То есть сжигание должно проводиться при высокой температуре, примерно 1400–1500 °С. Обеспечить постоянство такой температуры одним лишь притоком кислорода, сжигая разнородный мусор, не получится, необходимо дополнительное топливо с четкими характеристиками, лучше всего природный газ.
Перед очисткой образующиеся газы следует отправлять на повторное сжигание. В результате на выходе должны получаться только полностью окисленные элементы всех реагирующих с кислородом содержащихся в мусоре веществ. Иначе говоря, весь исходный углерод должен превратиться в углекислый газ, а угарного (СО) быть не должно. Оксиды серы, углерода, азота – летучие вещества, при взаимодействии с атмосферной влагой образуют соответствующие кислоты, поэтому их необходимо связывать, препятствуя их попаданию в атмосферу.
В качестве сорбентов применяют щелочные растворы или сухую известь, от этого будет зависеть характер продуктов, подлежащих окончательному захоронению, будет это токсичная вода или порошок. В любом случае думать о немедленном возврате в промышленное применение полученной золы и отработанного сорбента не стоит. Даже при идеальных условиях предварительной сортировки отходов избежать стопроцентного отсутствия в них тяжелых металлов не получится. Придется удовлетвориться рециклингом цветных и черных металлов, а также стекла и керамики.
Сжигание мусора при высокой температуре сегодня признано самым эффективным и безопасным методом. В частности, эти условия препятствуют образованию пресловутых диоксинов, но оксидов азота NOx при этом получается намного больше, чем при горении с меньшей температурой. Обезвреживать их приходится как в современных автомобильных системах каталитической нейтрализации, или, иначе говоря, «дожигать» до нейтрального соединения из двух атомов азота, которое и составляет основу атмосферного воздуха.
Понятно, что все эти сложности – и дополнительное топливо, и многоуровневая очистка – превращают избавление от мусора в дорогое удовольствие. Плюс затраты на само строительство. Жителям тех российских уголков, где земля по-прежнему копейки стоит, волноваться не приходится: их полигоны ТБО будут расти вширь и вдаль. Но если вы предпочитаете жизни на природе шумный мегаполис, за удовольствие надо платить, и уж лучше гражданам проявить сознательность и самим сделать осознанный выбор, чем потом получить то, что за них выберет кто-то другой и не будет за это отвечать. МСЗ ведь возводится всерьез и надолго. И закрыть его потом раньше срока из-за несоответствия экосанитарным нормам либо не строить МСЗ, а возить ТБО за тридевять земель – и то и другое – это пускать деньги на ветер, а лучше сказать, обкрадывать самих себя.
Все-таки что такое эти диоксины и почему за рубежом мусоросжигательные заводы попали в немилость? Унаследовав от древних предков обычай сжигать весь свой мусор в большом костре посреди двора, с приходом прогресса наши граждане оказались в неприятных условиях. Гореть-то пластик горит, только, сгорая неполностью, образует окислы невиданных доселе в природе веществ. Так как нет естественных механизмов их превращений и круговорота, диоксины накапливаются в окружающей среде, а их органическое происхождение способствует тому, что они легко проникают в живые клетки, из-за чего могут произойти мутации, вызывающие онкологические заболевания либо оказывающие влияние на потомство. В общем, ничего особенного, сразу никто не умрет от этих диоксинов. Людям, прогревающим свою машину прямо под окнами и сжигающим на даче резину и пластик, в стране, где средняя продолжительность жизни на 20 лет меньше, чем в Европе, где лет через 50 детей рожать будет вообще некому, им ли бояться каких-то там загрязнений воздуха и почвы, терять-то что?
Ну а строительство МСЗ в развитых странах действительно приостанавливают, в Китае же, напротив, строительство новых предприятий по сжиганию отходов идет полным ходом. Но брать пример с Китая нам не с руки, мы по привычке все еще причисляем себя к развитым странам, на них и ориентируемся. Но все-таки главная причина, по которой закрывают МСЗ в США и Европе, это не результаты проверок на соответствие выбросов нормативам, а борьба с глобальным потеплением, к которому там в отличие от нас относятся весьма серьезно. А углекислый газ связывать бесполезно, из карбонатов в почве он все равно попадает в атмосферу. Поэтому европейцы спешно объявляют мораторий на любое сжигание – будь то мусор или какой-либо вид ископаемого топлива. Для обогрева же наиболее экологически чистым топливом там признали природный газ, за что им от имени РФ и особенно от «Газпрома» огромное спасибо.
Сравнительный анализ стратегий обращения с отходами
В настоящее время выделяют две основные стратегии обращения с отходами
В настоящее время выделяют две основные стратегии обращения с отходами:
1) вывоз на свалки и полигоны;
Каждый из способов управления ТБО имеет свои преимущества и недостатки, для понимания которых необходимо более подробно ознакомиться со спецификой обращения с мусором.
Вывоз ТБО на свалки и полигоны
В настоящee врeмя большая часть ТБО – около 93% (или 37.2 млн. тонн) – вывозится на свалки и полигоны.
Главный недостаток данной стратегии заключается в том, что свалки являются серьезным источником загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы токсичными химикатами, высоко токсичными тяжeлыми мeталлами, свалочными газами, а при возгорании мусора – диоксинами, фуранами и бифeнилами. При этом прeдeльно допустимыe концeнтрации опасных вeщeств могут прeвышаться в 1000 и болee раз.
Проблемой является и то, что ресурсы имеющихся полигонов исчeрпаны, что дополнительно приводит к образованию многих сотен стихийных свалок. Примeнeниe компакторов для ужимки мусора позволяeт болee плотно его укладывать, что продлeваeт жизнь мусоросвалок, однако, в то жe врeмя повышаeт удeльную нагрузку на почву и, соотвeтствeнно, приводит к eщe большeму загрязнeнию окружающeй срeды.
В последние годы значитeльно возросло движeниe за запрeт организации свалок вблизи насeлeнных пунктов. Но несмотря на активность данного движения и даже учитывая усилия Правительства РФ по поиску и внедрению других путeй пeрeработки и уничтожeния твeрдых отходов, можно предполагать, что в ближайшeй пeрспeктивe заметного уменьшения роли мусорных свалок не произойдет.
Переработка ТБО
Переработка осуществляется в целях уменьшения объемов ТБО, размещаемых на полигонах, сохранения природных ресурсов и сырьевого обеспечения промышленности.
Методы переработки ТБО можно разделить на следующие три группы.
1. Механико-биологические методы переработки
Получение биогаза — осуществляется посредством санитарной зeмляной засыпки, обeспeчивающей последующий сбор выделяющегося при гниении мусора газа (биогазовыe полигоны снабжены специальными вентиляционными трубами, газодувками и eмкостями для хранения биогаза).
Проблема метода – в сроках получения биогаза (минимум 5–10 лeт послe создания свалки), нестабильности выхода и низкой рeнтабeльности технологии при объeмах мусора менее 1 млн. тонн.
Сортировка ТБО — начальный этап переработки ТБО. Правильно организованная сортировка ТБО обеспечивает значительное уменьшение количества образующихся отходов и снижение негативного влияния ТБО на окружающую среду и позволяет извлечь полезные компоненты. Процесс сортировки трудоeмкий, эпидeмичeски и токсичeски опасный и позволяет отсортировать нe болee 30% мусора, поскольку большую eго часть раздeлить слишком сложно.При исходном разделении мусора в местах его образования можно отобрать до 80% полезного вторичного сырья.
Компостирование ТБО – биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В результате взаимодействия органического материала, кислорода и бактерий выделяются углекислый газ, вода и тепло. Продуктом компостирования является органическое удобрение – компост или биотопливо (сырой компост).
2. Термические методы переработки ТБО
Сжигание ТБО является одним из наиболее распространенных и технически отработанных методов промышленной обработки отходов. Техника и технологии сжигания непрерывно совершенствовались на протяжении 80 лет. Однако, сжиганиe нe можeт рассматриваться как экономичeски оправданный или рeсурсосбeрeгающий мeтод, поскольку при использовании этого метода не только уничтожаются многиe органичeскиe вeщeства, которыe могли бы быть использованы, но также требуются дополнитeльные затраты энeргии. К тому жe сущeствующиe и прeдлагаeмыe к использованию мусоросжигающиe установки имeют цeлый ряд нeдостатков, главным из которых являeтся то, что при работe они образуют вторичныe чрeзвычайно токсичныe отходы, выдeляeмыe в окружающую срeду вместе с дымовыми газами, сточными водами и шлаком.
Пиролиз – разложeниe органичeских вeщeств бeз доступа кислорода при относитeльно низких тeмпeратурах 450°- 800°С. В рeзультатe пиролиза получают газ и твёрдый остаток пиролиза. Затeм тот и другой продукты сразу жe, бeз какой-либо дополнитeльной обработки, направляют в топку на сжиганиe. Часть газов пиролиза послe кондeнсации можeт быть вывeдeна из систeмы и использована в качeствe жидкого топлива другими потрeбитeлями. Естественно, при данном методе наблюдаются тe жe нeдостатки, что и при прямом сжигании отходов. В тeх жe случаях, когда газ пиролиза подвeргаeтся очисткe от кислых газов типа хлористого водорода (НСl), экономичeски процeсс становится достаточно дорогим из-за примeнeния дорого оборудования и соды (каустичeской или кальцинированной), к тому же, нe устраняeтся загрязнeниe окружающeй срeды тяжёлыми мeталлами.
Aльтeрнативой пиролизу являeтся процeсс газификации, проводимый аналогично, но при тeмпeратурe 800°-1300°С и в присутствии нeбольшого количeства воздуха. В этом случаe получаeмый газ прeдставляeт собой смeсь низкомолeкулярных углeводородов, которую затeм сжигают в топкe. К сожалeнию, экологичeскую ситуацию такой процeсс нe улучшаeт, так как присутствиe воздуха и содeржащихся в мусорe хлорорганичeских соeдинeний в сочeтании с высокой тeмпeратурой приводит к интeнсивному образованию диоксинов, фуранов и бифeнилов, а соли тяжёлых мeталлов, как и в других предыдущих технологиях, из процeсса нe выводятся и загрязняют окружающую срeду.
3. Специальные методы переработки ТБО
В данном случае речь идет о переработке отдельных видов отходов. Различие технологий может определяться типом материала и финальной продукции.Например, изношенные шины можно перерабатывать механическим измельчением с получением крошки для производства дорожных покрытий или пиролизом с получением топлива.
Сравнительный анализ данных стратегий приведен в следующей таблице.
Таблица 1. Сравнительный анализ стратегий управления отходами
| Стратегия | Преимущества | Недостатки |
| Захоронение на свалках и полигонах |
|
|
| Переработка |
|
|
Очевиден факт отсутствия единой преимущественной стратегии управления ТБО. В действительности, выбор оптимального пути управления отходами базируется на экологических, ресурсных и экономических требованиях региона. Наилучшим способом сглаживания недостатков каждого отдельного метода является построение системы управления отходами, основанной на принципе комбинации обеих стратегий.
Мусор переработка низкие температуры
Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является основой управления в системе обращения с отходами.
Основными методами переработки отходов являются:
Эти методы особенно эффективны при переработке ТБО.
Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Компостирование – это биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом.
Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60 0 С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу.
Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.
Стоимость методов компостирования растет с применением специализированной техники и может достигать значительных величин.
Схема работы мусороперерабатывающего завода следующая. Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:
· прием и предварительная подготовка мусора;
· собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;
Переработка мусора должна обязательно сочетаться с выдачей продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении.
Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. В ходе биотермического процесса происходит гибель большей части патогенных микроорганизмов.
Однако, компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах, не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, т.к. содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.
По этой же причине целесообразно несистематическое применение таких компостов в городских скверах и парках.
Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть от общего количества мусора.
2. Биоразложение органических отходов
Общепризнанно, что биологические методы разложения органических загрязнений считаются наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными.
Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах – газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.
Существенными недостатками аэробных технологий, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией большого количества образующегося избыточного ила (до 1–1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ).
Исключить указанные недостатки помогает анаэробная обработка сточных вод методом метанового сбраживания. При этом не требуется затрат энергии на аэрацию, что играет большую роль в условиях энергетического кризиса, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое топливо – метан.
В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты; альдегиды; кислоты алифатического и ароматического рядов.
Последовательное многоступенчатое разрушение молекул органических веществ возможно благодаря уникальным способностям определенных групп микроорганизмов осуществлять катаболический процесс – расщепление сложных молекул до простых и существовать за счет энергии разрушения сложных молекул, не имея доступа ни к кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетическом отношении акцепторам электронов (нитрат, сульфат, сера и др.). Микроорганизмы используют для этой цели углерод органических веществ. Следовательно, в процессе восстановительного расщепления сложные органические молекулы разрушаются до метана и углекислого газа.
 |
Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30% (по массе) и водород 4% (по массе), входящие в состав органических соединений. Теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленно развитых европейских регионах теплотворная способность ТБО составляет 1900–2400 ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300 ккал/кг и прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования.
Сжигание ТБО, как правило, является окислительным процессом. Поэтому и в камере сжигания превалируют окислительные реакции. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО2 и Н2О.
При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью, высокой летучестью и содержанием, такие как например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути).
Можно отметить два основных пути образования диоксинов и фуранов при термической переработке ТБО:
· первичное образование в процессе сжигания ТБО при температуре 300–600 º С;
· вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl , соединения меди (и железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450 º С (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).
Температура начала распада диоксинов –700 º С, нижний температурный предел образования диоксинов –250–350 º С.
Для того, чтобы при сжигании на стадии газоочистки обеспечить снижение содержания диоксинов и фуранов 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 сек. в зоне печи с температурой не менее 850 º С (при концентрации кислорода не менее 6%).
Стремление к достижению при сжигании максимально высоких температур и созданию каких-либо дополнительных зон дожигания не решает полностью проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способности диоксинов в новому синтезу при снижении температуры.
Высокие температуры приводят к увеличению выхода летучих компонентов и росту выбросов опасных металлов.
Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:
· связывание образующегося при сжигании ТБО HCl с помощью соды, извести или гидроксида калия;
· перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например, связывание меди в комплексы с помощью аминов.
В зависимости от температуры процесса, все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:
· процессы при температурах ниже температуры плавления шлака;
· процессы при температурах выше температуры плавления шлака.
Термические процессы, осуществляемые при температурах менее 1300 º С, применяют наиболее часто. Наибольшее распространение получили процессы слоевого сжигания и сжигание в кипящем слое, требующие принудительного перемешивания и перемещения материала. В настоящее время в стадии разработки находится весьма перспективный процесс сжигания – газификации отходов в плотном слое, реализуемый без принудительного перемешивания и перемещения материала.
Слоевое сжигание ТБО осуществляют на подвижных решетках (колосниковых и валковых) и во вращающихся барабанных печах.
Сжигание на колосниковых решетках.
Все колосниковые решетки устанавливаются в топке, которая представляет собой камеру сгорания, куда подаются отходы и дутьевой воздух в качестве окислителя органических веществ.
Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой систему, состоящую из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (6–12,5 º ) и переталкивают материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21–25 º ) и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов. При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения.
Сжигание на валковых решетках.
Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. При использовании топок с валковыми решетками, заимствованными из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вращающихся валков (барабанов).
Опыт эксплуатации заводов, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками, позволил выявить целый ряд недостатков:
· неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние вследствие плохой стабилизации процесса сжигания;
· часто не достигается оптимальная температура;
· значительная потеря черных металлов;
· эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла;
· сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.
Механическое внедрение европейского оборудования, предназначенного для прямого сжигания неподготовленных городских отходов в России недопустимо, так как в городах РФ практически отсутствует сбор отходов.
Сжигание в барабанных печах.
Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют редко. Чаще всего эти печи используют для сжигания специальных, в том числе и больничных, отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.
Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушиваются до температуры 400 º С а затем происходит газификация и сжигание, обычно при температуре 900–1000 º С.
В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток.
Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов на мусоросжигательных заводах считается устаревшей и подобная технология не закладывается в проекты новых заводов.
3.2. Сжигание в кипящем слое.
Сжигание в кипящем слое осуществляется за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое-газ» за счет превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии.
Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики.
Считается, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание.
Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность. В ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое, особенно в циркулирующем кипящем слое, оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.
Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания 850–920 º С.
В связи с тем , что температура сжигания ТБО в кипящем слое на 50–100 º С ниже по сравнению со слоевым сжиганием, заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NO с отходящими газами.
Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок, поверхность частиц которого создает большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.
После разогревания песка с помощью запальной горелки до температуры 750–800 º С начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с песком и в процессе движения истираются.
В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для поддержания режима горения.
3.3. Сжигание при температурах выше температуры плавления шлака.
Основными недостатками традиционных методов термической переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000–6000 м 3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему). Кроме того, шлаки имеют повышенное содержание тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение, в основном, в качестве пересыпного материала на свалках.
Для получения расплава шлака непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300 º С). Это, как правило, требует либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии. Замена части дутьевого воздуха на кислород одновременно обеспечивает снижение количества отходящих газов.
Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.
Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.
В начале 90-х годов для термической переработки ТБО при температуре 1350–1400 º С предложены металлургические печи Ванюкова. Сжигание осуществляется в кипящем слое барботируемого шлакового расплава, который образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ.
Механический перенос этого процесса для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен из-за:
· того, что КПД печи Ванюкова из-за высокой температуры отводимых газов (1400–1600 º С) очень низок;
· того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО на 70–80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную,
· отсутствия широкомасштабных испытаний процесса применительно к ТБО, что не позволяет отработать: узлы загрузки и разгрузки; автоматизацию процесса с учетом колебаний состава сырья, состава и объема отходящих газов и др.; автогенность процесса применительно к термообработке отходов как гетерогенной смеси многих компонентов, отличающихся составом, крупностью и теплотворной способностью. Следует заметить, что колебания состава ТБО несопоставимы с колебаниями состава порошкообразных концентратов, направляемых для плавки в печи Ванюкова. Тщательное усреднение колебаний состава концентратов позволяет добиться колебаний в пределах 0,5%, в то время как исходные ТБО усреднению практически не поддаются;
· высокой стоимость процесса и оборудования.
Таким образом, наиболее целесообразно использовать сжигание при температурах выше температуры плавления шлака для переработки не исходных ТБО, а для обезвреживания шлаков или их обогащенных фракций, образовавшихся в термических процессах переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака. Выход шлаков в этих процессах составляет 10–25% от исходных ТБО, что резко снижает потребную производительность печей и позволяет периодически вовлекать шлак в переработку.
Технология сжигания твердых бытовых отходов
Рубрика: 14. Общие вопросы технических наук
Статья просмотрена: 3090 раз
Библиографическое описание:
Венгерский А. Д., Бугаёв В. В. Технология сжигания твердых бытовых отходов [Текст] // Технические науки: традиции и инновации: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Казань, март 2018 г.). — Казань: Молодой ученый, 2018. С. 103-106. URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/287/13916/ (дата обращения: 24.10.2019).
Переработка и утилизация отходов является одной из самых актуальных и требующих особого внимания проблем не только в нашей стране, но и во всем мире. В основном это касается крупных, а также стремительно развивающихся густонаселенных городов, где накапливается огромное количество твердых бытовых отходов (ТБО). Каждый год в нашей стране скапливается 140 миллионов кубометров ТБО, из которых лишь 3 % подвергаются переработке, что является недопустимым. Остальная часть отходов вывозится на специальные полигоны, предназначенные для захоронения, или же на свалки. Отличительной чертой ТБО является то, что они содержит высокий процент горючей составляющей, содержащейся в таких компонентах как резина, бумага, шлаки, дерево и т. д. В связи с этим люди стали задумываться об использовании отходов в качестве источника энергии. Данная идея является решением двух самых распространенных проблем нашего времени: получение энергии и утилизации отходов. Конечно же, сжигание ТБО имеет не только преимущества, но и существенные негативные последствия, сложности в осуществлении. Принцип работы мусоросжигательных заводов, достоинства и недостатки сжигания ТБО, методики сжигания, известность и распространенность метода в современном мире — именно этим вопросам уделяется особое внимание.
С целью избавления от твердых бытовых отходов существуют несколько широко распространенных способов утилизации ТБО:
- Захоронение на специальных полигонах;
- Переработка для получения недорогого сырья;
- Сжигание.
Каждый способ имеет свои отличительные технологические черты и свой набор достоинств и недостатков в реализации и эксплуатации. Сжигание является первостепенным методом, который будет рассматриваться далее.
Сжигание отходов считается самым простым, известным, технически налаженным и, что самое главное, традиционным способом уничтожения ТБО, который применяется человечеством долгое время. Огромное количество промышленных отходов также подвергается утилизации путем сжигания. В Европейских странах сжигается около 25 % объема образующихся горючих отходов. В России сжигается около 2,3 % бытового мусора.
Для строительства мусоросжигательного завода (МСЗ) требуется существенные капитальные вложения (в 8–10 раз дороже, чем строительство современных ТЭЦ равноценной мощности), в связи с чем необходимо детальное технико-экономическое обоснование схемы сбыта получаемой тепловой энергии для окончательного выбора метода сжигания. Таким образом, наличие гарантированных потребителей электрической или тепловой энергии, наличие шлакоотвала или потребителей шлака в качестве вторичного сырья не далее, чем 10 км от МСЗ, численность обслуживаемого заводом населения не менее 350 тыс. чел. являются самыми оптимальными и достаточными условиями для строительства МСЗ с дальнейшим использованием тепловой и электрической энергии [1].
Одним из способов переработки отходов является популярный и применяемый на практике метод пиролиза. Сущность метода заключается в том, что в камере без доступа воздуха происходит нагрев заранее подготовленного сырья до определенной температуры (300–600 о С). Образующиеся при данном нагреве газы направляются в теплообменник, в котором при пониженной температуре происходит их частичная конденсация в жидкое печное топливо. Некондиционированные летучие газы направляются в специальный дожигатель.
В термохимических реакциях участвуют все составляющие элементы твердого топлива, за счет чего в отходящих газах отсутствуют смолы, углерод, а также тяжелые металлы. Котельная, которая функционирует на твердом топливе, не нуждается в таких установках как дымососы и других устройствах, которые нуждаются в регулярном обслуживании и существенных затратах электроэнергии. Необходимо и достаточно проводить профилактические работы всего лишь один раз в два месяца, причем работы допускается проводить при работающем устройстве. Более того, профилактические работы могут быть выполнены обычным кочегаром. Установка пиролизных печей непосредственно на территории городов может стать решением для ряда проблем в области не только энергетики, но и чистоты соответствующих городов. Методика пиролизного сжигания ТБО хорошо известна (с начала двадцатого века в России) и не таит в себе никаких секретов и тайн. Существует большое количество конструктивных решений данного вопроса. Самые эффективные и экономически целесообразные из данного множества — печи средней и малой мощности. В качестве примера приводится одна из печей для пиролиза, которая представляет собой цельносварную конструкцию из стали. Такая печь состоит из двух камер сгорания: нижней камеры сжигания ТБО и, соответственно, верхней камеры дожига генераторных газов. В камере дожига имеет место высокоэффективный катализатор, основной задачей которого является обеспечение процесса разрушения и обезвреживания отходящих газов сгорания топлива.
Работа печи пиролизного типа происходит следующим образом:
- Через дверь происходит загрузка топлива (ТБО) в камеру генерации, где происходит горение при температуре 400–600 о С,
- Газы, выделяющиеся в результате горения, попадают через инжекторное устройство в специальную камеру дожигания, куда через воздухозаборник направляется воздух в регулируемом количестве, а через дымоход и дымоотвод выходит отработанный газ, содержание примесей которого ниже предельно допустимых концентраций в 7 раз.
Через устройство наддува регулируется подача воздуха, причем для каждого вида ТБО подача воздуха различная [2].
Сравнивая метод пиролиза с обыкновенным сжиганием отходов можно выделить его существенные преимущества. Пиролиз позволяет утилизировать различные отходы, которые трудно поддаются утилизации. К ним относятся пластмасса, автопокрышки, отстойные вещества и т. д. Загрязнения окружающей среды при использовании пиролиза сведены к минимуму, поскольку в конечном итоге отсутствуют биологически активные вещества и скопление пиролизных отходов не оказывают пагубного влияния. Пепел, образующийся в результате переработки, обладает высокой плотностью, что является причиной уменьшения объема отходов, подвергающихся подземному размещению. Процесс восстановления тяжелых металлов при рассматриваемом методе также отсутствует. Оборудование, необходимое для реализации пиролиза, имеет сравнительно небольшую мощность. К тому же, простота хранения и транспортировки получаемых в конечном итоге продуктов обусловливают его популярность в сравнении с другими способами, так как требуется небольшие капитальные вложения.
Плазменная технология утилизации ТБО позволяет создать в зоне термического разложения температуру свыше 1300 ºС, что вполне достаточно для безопасной и надежной утилизации отходов, но экономическая составляющая очень высока. Так, на 1 кг отходов приходится 2–3 кВт затрат электроэнергии и это без учета амортизации и стоимости сервисного обслуживания наукоемкой установки. В плане утилизации отходов плазменная технология идеальна, чего нельзя сказать о реализации и эксплуатации. Данная технология существует в единичных разработках [3].
Сжигание ТБО также осуществляется в барабанных вращающихся печах. Несмотря на то, что данный метод сжигания известен своей эффективностью, данная разновидность печей применяется крайне редко для сжигания заранее неподготовленных ТБО. Особое распространение барабанные вращающиеся печи получили в сжигании жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием, а также специфичных отходов, таких как больничные. Установка барабанных печей осуществляется следующим образом: печь ставится с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Печь вращается со скоростью от 0,05 до 2 об/мин. Со стороны загрузки подают отходы, воздух и топливо, а шлак и золу выгружают с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушивают, обычно при температуре 400 °С, после чего происходят их газификация и последующее сжигание при температуре 900–1000 °С.
Барабанные печи в процессе эксплуатации имеют отличительные особенности. Сжигая отходы в данных разновидностях печей существует возможность достижения более высокой температуры горения, хотя на деле такая возможность не является целесообразной, поскольку это влияет на долговечность работы печи в целом. В результате высокотемпературного сжигания усиленно происходит процесс износа и без того тонкой футеровки в печах этого типа. Существует необходимость замены раз в полгода внутренней футеровки печи, что является очень трудоёмкой, сложной и дорогой операцией. Стоимость такой замены составляет примерно 10 % от себестоимости печи. Для увеличения срока службы печи иногда вместо футеровки применяется водяное охлаждение стенки барабана или осуществляется охлаждение футеровки печи. Производительность барабанных печей в среднем составляет до 10 т/час (чаще 1–5 т/час) [4].
Утилизация токсичных ТБО требует особого внимания при выборе способа сжигания данного вида отходов. К токсичным бытовым отходам относятся использованные шприцы инфекционных отделений больниц, перевязочные материалы и так далее. Для этой задачи необходимы высокотемпературные печи. Высокотемпературные печи представляют собой малые плазменные (электродуговые) печи. Их способность поддерживать температуру в несколько тысяч градусов позволяет обезвредить инфицированные отходы в плазме. В качестве плазмообразующего газа чаще всего используется водяной пар. Благодаря энергии электрической дуги при температуре 4000 °С отходы распадаются на мелкие составляющие: атомы, радикалы, положительные ионы, электроны. Когда плазма остывает, начинают происходить реакции с образованием простых нетоксичных газов — СО2, Н2О. Степень разложения составляет около 99,9 %. Одна из самых лучших печей данной серии имеет производительность 15 тонн/год.
Сжигание ТБО является одним из самых распространенных и эффективных методов утилизации отходов. Преимуществами данного метода являются:
1) Возможность возвращения для повторного использования образующегося тепла. Теплота сгорания ТБО является полезным явлением, которое необходимо использовать с толком. Теплотворная способность ТБО может достигать 7500–8400 кДж/кг. Такой результат соответствует показателям бурого угля и других низкосортных видов топлива. Рассматривая ТБО в данном контексте, их можно представить как нетрадиционный вид топлива. Вырабатываемая тепловая энергия за счет сжигания ТБО используется на нужды централизованного теплоснабжения или для электрификации населенных пунктов.
2) Надежное осуществление обезвреживания отходов.
3) Снижение риска загрязнения отходами не только почв, но и грунтовых вод.
4) Сокращение объема отходов более чем в 10 раз, массы — в 3 раза. В результате сжигания ТБО количество отходов на порядок уменьшается. Данный метод позволяет существенно уменьшить количество хранимого на полигонах мусора, и также существенно увеличить уровень энергоресурсов.
Само собой, сжигание ТБО нельзя назвать идеальным методом утилизации отходов. Рассматриваемый метод имеет низкий уровень экологичности, что в свою очередь оказывает пагубное влияние на окружающую среду. К недостаткам метода сжигания относятся:
1) Опасность загрязнения атмосферы вредными выбросами. Дымовые газы, образующиеся при сжигании ТБО, содержат в своем составе такие вредные вещества как оксиды серы и азота, оксид углерода, хлористый и фтористый водород, летучую золу, тяжелые металлы. При неполном окислении пищевых отходов, жиров, масел образуются существенное количество вредных веществ (органические кислоты, канцерогенные вещества, озон и др.) в незначительных количествах.
При сжигании бытового мусора, содержащего синтетические полимерные материалы, образуются диоксины и фураны, и это является самой существенной проблемой при сжигании ТБО. Диоксины являются самыми токсичными из синтезированных человеком веществ.
МСЗ, наряду с химическими предприятиями, являются главными поставщиками диоксинов в окружающую среду. Особенно эта проблема актуальная для несортированного мусора, когда в камеру сгорания вместе с влажными пищевыми отходами подаются также пакеты, резина, пластик, лакокрасочные материалы, древесные материалы, пропитанные синтетическими смолами и тд.
2) Высокий процент выхода золы и шлаков при сжигании мусора. При сжигании ТБО зола и шлак образуются в количестве 28–44 % от сухой массы отходов. Если сжигание производится без заранее произведенной сортировки, то золы образуется на 3 % больше, а шлака — на 20 % больше по сравнению со сжиганием предварительно отсортированных отходов. В целом шлака образуется около 1 т на каждые 3–4 т сжигаемого мусора;
3) Уничтожение ценных компонентов отходов;
4) Сложность и дороговизна импортного оборудования, ограниченное число запчастей;
5) Рост убытков при эксплуатации МСЗ из-за высоких эксплуатационных затрат.
Все указанные недостатки не позволяют широко использовать метод сжигания для уничтожения ТБО. Метод сжигания на заводах по устаревшей технологии, без совершенных систем очистки (которые из-за высокой стоимости не внедряются), наносит существенный вред не только здоровью человека, но и всем компонентам экосистем, чего допускать нельзя. Многие МСЗ по требованию общественности прекращают свою деятельность. Все они убыточны, гораздо экологически опаснее зарубежных, физически и морально устарели. Разумеется, с развитием современных технологий недостатки метода сжигания ТБО можно существенно минимизировать, но затраты, соответственно, будут увеличиваться. В связи с этим будет уменьшаться популярность данного метода.
Фактическая стоимость сжигания ТБО в разных случаях может существенно различаться. Объекты сжигания твердых бытовых отходов бывают разных размеров и могут иметь различное оборудование: от низкотехнологичных установок для массового сжигания до более новых технологий, таких как газификация, плазменная дуга и пиролиз. Учитывая диапазон технологий, затраты могут сильно различаться. Такие переменные как требуемой предварительной сортировки, технологии испытаний на выбросы и мониторинг, управление золой и процесс сжигания (технология) также влияют на стоимость проекта [7].
Очевидно, что метод сжигания ТБО является одним из самых эффективных и целесообразных методов в области утилизации отходов, требующий развития не только в нашей стране, но и во всем мире. Конечно же, найдутся люди, которые считают сжигание твердых бытовых отходов не самым безопасным и целесообразным методом из большого количества вариантов, существующих на данный момент. Не стоит отрицать, что в результате реализации такого способа утилизации ТБО на окружающую среду оказывается значительный вред, что отражается и на здоровье человека в частности. Но и наука, как и промышленность, развивается усиленными темпами с каждым днем. Поскольку мы планируем будущее, в котором энергосбережение и защита окружающей среды имеют решающее значение, то стоит иметь ввиду, что современные технологии предлагают всевозможные пути решения проблем, возникающих на стадиях планирования, реализации и эксплуатации. Но, как часто это бывает, некоторые решения требуют немалых денежных затрат. Кто-то видит в этом минус, а кто-то воспринимает как важный и необходимый шаг, направленный на частичное устранение экологических проблем. Сегодня хранение ТБО на полигонах считается устаревшим и особенно опасным для окружающей среды. К тому же, количество ТБО на полигонах со временем только увеличивается, что недопустимо. Поэтому сжигание ТБО является приоритетным направлением в области ликвидации отходов, в результате которого еще и вырабатывается полезная энергию, которая окупится в ближайшем будущем. Данный фактор на сегодняшний день можно считать определяющим.
- Гринин А. С., Новиков В. Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. — 336 с.
- Терёшин С. А. Надежность утилизации твердых бытовых отходов в печах пиролизного типа // Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений.- 2009.- № 1- 95–104 с.
- Смагин А. Утилизация ТБО высокотемпературным пиролизом [Электронный ресурс] / Смагин А., Гусева В. // URL: http://newchemistry.ru/letter.php?n_ >Основные термины(генерируются автоматически): отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Похожие статьи
Отходы — глобальная экологическая проблема. Современные.
Технология сжигания твердых бытовых отходов. отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Способы сортировки полимерных отходов | Статья в журнале.
Технология сжигания твердых бытовых отходов. отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Бытовые отходы как экологическая угроза | Статья в журнале.
Сжигание ТБО в урнах и мусорных баках недопустимо, т.к. в их состав
Привлечь внимание общественности к проблеме утилизации бытовых отходов в городе является
Экологические проблемы – загрязнение окружающей среды, выброс отходов является проблемой номер.
Рециклинг отходов пластмасс | Статья в журнале.
отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Повышение уровня экологической безопасности полигонов.
отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Отношение студентов различных стран к переработке электронных.
Технология сжигания твердых бытовых отходов. отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное влияние, особое внимание, твердое топливо.
Оптимизация защиты атмосферного воздуха в районах.
Технология сжигания твердых бытовых отходов. Сжигая отходы в данных разновидностях печей существует возможность достижения более высокой.
Основные термины (генерируются автоматически): отход, окружающая среда, сжигание. Воздействие автомобильных шин на.
Извлечение энергии из пластмассовых отходов | Молодой ученый
Технология сжигания твердых бытовых отходов.
Экологическая оценка влияния медицинских отходов на окружающую среду.
Основные термины (генерируются автоматически): отход, окружающая среда, сжигание.
Значимость мусороперегрузочных станций в организации.
Технология сжигания твердых бытовых отходов.
Основные термины (генерируются автоматически): отход, окружающая среда, сжигание, метод сжигания, печ, бытовой мусор, Россия, пагубное.
Обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов (ТБО)
Методы обезвреживания ТБО должны отвечать следующим гигиеническим требованиям:
– Обеспечивать надежную обезвреживающее эффект, превращать отходы На безвреден в эпидемическом и санитарном отношении субстрат. В эпидемическом отношении ТБО е чрезвычайно опасными: коли-титр 10-6-10-7, титр анаэробов – 10-5- 10-6, микробное число достигает десятков и сотен миллиардов, содержат патогенные и условно-патогенные бактерии, вирусы, яйца гельминтов . Особенно опасные отходы лечебно-профилактических учреждений, примерно в 10-100 раз больше контаминированные микроорганизмами, по сравнению с бытовыми отходами из жилых домов;
– Эффективно обезвреживать отходы за тот промежуток времени, за который они образовались;
– Предотвращать отложение яиц и развития личинок и куколок мух (Musca domestica) как в отходах во время обезвреживания, так и в полученном результате обезвреживания субстрате;
– Предотвращать доступ грызунов в процессе обезвреживания отходов и превращать отходы в субстрат, неблагоприятный для их жизни и развития;
– Предотвращать загрязнение воздуха летучими продуктами разрушения органических веществ (ТБО содержат до 80% органических веществ, из которых 20-30% в теплый период года легко сгнивают и выделяют при этом плохо пахнущие газы: сероводород, индол, скатол и меркаптаны)
– Не загрязнять поверхностные и подземные воды;
– Использовать их полезные свойства: при сжигании можно получать тепловую энергию, при биотермического переработке – органические удобрения, а пищевые отходы использовать для откорма животных.
Методы обезвреживания ТБО делятся на две группы:
1) Ликвидационные: а) захоронения в грунт; б) сброс в море;
в) сжигание без использования тепла.
2) Утилизационные методы: а) переработка отходов в компост; б) сжигания с использованием тепла (в тепличных хозяйствах) в) выделение металлических частей в качестве вторичного сырья для металлургии; г) выделение бумаги и тряпки для бумажной промышленности. Выбор метода обезвреживания мусора определяется системой сбора и его составом. Так, при содержании органических веществ менее 25% он не пригоден для компостирования, при низкой теплотворной способности сжигать мусор нецелесообразно.
Наиболее рентабельным в настоящее время является метод компостирования. В основе биологической переработки мусора в компост лежит аэробная переработка отходов. В результате деятельности термофильных бактерий происходит повышение температуры внутри отходов до 50-70 ° С, что создает условия для более быстрого разложения органических веществ и отмирание патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. В обычных, естественных условиях полная переработка мусора происходит за 1-1,5 года. Для более быстрого процесса обезвреживания ТБО необходимо использовать дополнительные факторы и новые методы.
Современные методы обезвреживания и утилизации твердых отходов
Компостирования в штабелях. На специально отведенных полях мусора заключается в штабеля, которые имеют форму трапеции: высота до 2 м, длина до 25 м. Сверху засыпается торфом или землей, или на
2-3 недели закрывается полиэтиленовой пленкой. Площадь территории под компостирования 1,5-2 га на 10 000 тыс. Населения.
Бескамерные обезвреживания с дополнительной аэрацией – это такое же штабелирования, но уже с высотой штабеля 3-4 м. Внутрь штабеля укладываются вентиляционные дрены, через которые происходит усиленная аэрация мусора в результате разницы между температурой воздуха и температурой внутри штабеля. С помощью такого простого приспособления удается сократить продолжительность процесса до 3-4 месяцев.
Биотермическое камеры – это емкости из железа, бетона, объемом от 2 м3 до 20 м3. За счет дополнительной аэрации удается достичь 70 ° С. Срок компостирования сокращается до 60 дней. Однако использование этих камер не получило широкого распространения.
Наибольший интерес в настоящее время вызывает строительство компостных заводов , которые представляют собой целое промышленное предприятие по переработке мусора, твердых отходов. Преимущество этих заводов в том, что процесс переработки заканчивается в течение 5 суток, а в некоторых случаях этот процесс сокращается до 3 суток. На этих заводах мусора в приемных бункерах сортируется – удаляются металлические примеси с помощью магнита. Затем подается в барабан, который вращается, где мусор тщательно измельчается и аэрируется, температура достигает 65 ° С.
В качестве единственного возможного метода (ликвидационного) обезвреживания – следует считать усовершенствованные свалки . На этих свалках слои мусора уплотняются и через каждые 2 м толщины покрываются слоем изолирующего материала (водонепроницаемый Грунт, лесоматериалы). Распад мусора протекает в анаэробных условиях. Верхний слой в 2 м перерабатывается в течение 10-15 лет, самые низкие – в течение 100 лет. При организации таких свалок иногда высотой до 40 м с повышенной нагрузкой на м2 образуется очень много взрывоопасных веществ (метан).
Особую опасность при этом представляет жидкий фильтрат, составляет около 10% от веса мусора. Опасность его заключается в том, что этот фильтрат загрязнен органическими веществами и содержит много микроорганизмов, и поэтому предусматриваются мероприятия по охране грунтовых вод (складирование происходит на водонепроницаемой основе, сбор и испарения фильтрата, отвод атмосферных и талых вод от участка).