Утилизация и автоматизация переработки бытовых отходов

Переработка бытового мусора

Дата публикации: 07.06.2017 2017-06-07

Статья просмотрена: 71 раз

Библиографическое описание:

Касапов А. В., Заиченко Г. В. Утилизация и автоматизация переработки бытовых отходов // Юный ученый. 2017. №3.1. С. 31-36. URL https://moluch.ru/young/archive/12/991/ (дата обращения: 25.10.2019).

Так как 2017 год объявлен годом экологии в России, то моя исследовательская работа посвящена изучению проблемы утилизации мусора, как одна из важнейших проблем человечества.

Целью проекта является автоматизация процесса сортировки, переработки и утилизации бытовых отходов в условиях мусороперерабатывающего завода, сокращение затрат.

Задача: найти эффективный способ реализации идеи сортировки, переработки и утилизации мусора на начальном этапе и в процессе утилизации; создать модель мусороперерабатывающего завода, использующего роботов на этапе сортировки мусора

В процессе работы были рассмотрены несколько проблем: первая – сортировка мусора, вторая – доставка мусора к месту переработки и его и третья проблема заключается в том, что мусор – сырьё принципиально нестандартное.

Нами были использованы такие методы, как анализ проблем сортировки переработки мусора и информации о том, как происходит сортировка мусора в разных странах, включая Россию; анализ наиболее распространённого бытового мусора, его влияние на экологическую ситуацию и способов его вторичной переработки; моделирование мусороперерабатывающего завода в векторном графическом редакторе MS Word; моделирование мусороперерабатывающего завода при помощи конструкторов LEGO Mindstorm NXT 2.0 и EV3.

В результате проделанной работы была подтверждена гипотеза о необходимости автоматизации процесса утилизации бытовых и промышленных отходов. Итогом нашей работы стала модель завода по переработке бытовых отходов жизнедеятельности человека.

Введение. Каждый человек за свою жизнь выбрасывает горы мусора. Вторичное использование отходов – наиболее ресурсосберегающий путь, но не всегда рентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане. Здесь существует ряд проблем.

Первая проблема – сортировка мусора.

Бумага, металл, битое стекло – должно находиться отдельно. Очевидно, рассортировать мусор, уже поступивший на свалку, практически невозможно – автоматов таких нет, а люди работают очень медленно, да и вредно это для их здоровья. Хотя на улицах уже появились отдельные контейнеры для разных типов мусора, однако говорить о каких-либо результатах пока рано.

Вторая проблема – доставка мусора к месту переработки.

Третья проблема заключается в том, что мусор – сырьё принципиально нестандартное, т.е. каждая новая партия мусора, поступившая на переработку, будет заметно отличаться от предыдущей по целому ряду параметров. Поэтому мусор невозможно использовать как сырьё для производства высококачественной продукции.

Чтобы высвободить огромные площади, занимаемые свалками, возникла идея сжигания мусора: он должен превратиться в газообразные продукты, которые развеялись бы в воздухе и включились в естественный круговорот.

Во-первых, далеко не весь мусор горит. Например, железо, которое содержится в сломанных бытовых приборах. Горючие отходы при сгорании дают золу. Её масса может составлять несколько процентов от массы исходного мусора. Поэтому все шлаки, которые остаются после сгорания, приходится вывозить на свалки.

Во-вторых, мусор содержит много влаги и трудносгораемых материалов. Именно поэтому мусор горит плохо. Неполное его сгорание приводит к выбросу огромного количества сажи и вредных органических соединений. Чтобы вредные вещества не выделялись, температура сгорания мусора должна быть выше 1200°С. При простом сгорании мусора температура редко превышает 800°С. Необходимо или не давать энергии сгорания мусора рассеиваться, или специально подогревать горящий мусор.

Существуют проекты по сжиганию мусора в расплавах солей, расплавленном железе и т.д. Есть даже идеи добавлять мусор в доменные печи. Кроме того, сжигание мусора – процесс, требующий специальных мер безопасности.

Цель проекта – решение проблем с вывозом мусора и его переработкой.

Мы поставили перед собой задачу найти эффективный способ реализации идеи сбора мусора и его сортировки на начальном этапе и в процессе утилизации. Автоматизация процесса сортировки бытовых отходов в условиях мусороперерабатывающего завода.

Задачи пректа:

Создать модель мусороперерабатывающего завода, использующего роботов на этапе сортировки мусора.
Найти эффективный способ реализации идеи сортировки и переработки мусора на начальном этапе и в процессе утилизации.

Актуальность:

Обострение экологической обстановки в связи с отсутствием в России необходимого числа мусороперерабатывающих заводов. Имеющиеся заводы используют на этапе сортировки значительную долю ручного труда. В России не существует полностью автоматизированного завода с введение которого:

Во-первых, решается проблема задействования человеческих ресурсов в процесс сбора мусора (автоматы собирают и сортируют мусор).

Во-вторых, уменьшается время утилизации мусора (автоматы это делают быстрее и круглосуточно). В местах, отведенных для хранения мусора также можно использовать автоматы, поэтапно сортирующие отходы.

Гипотеза: необходим эффективный способ реализации сбора мусора и его сортировки на начальном этапе и в процессе утилизации и автоматизации процесса утилизации бытовых и промышленных отходов как важной составляющей нормального существования человека в связи с все более возрастающими объемами образования этих продуктов жизнедеятельности цивилизации.

Для этого мы изучили, как происходит сортировка мусора в некоторых странах. А именно:

Вывоз мусора во многих штатах США происходил на специальные мусоросжигающие заводы. После принятия закона о чистоте воздуха США стали вывозить мусор на знакомые и традиционные полигоны. Места около мегаполисов для таких полигонов катастрофически не хватает. В США встал вопрос об максимально полной переработке мусора перед его утилизацией.

А вот Швеция по-прежнему организовывает вывоз мусора на специальные станции, где после его тщательной переборки, мусор в большей части сжигают на специальных ТЭЦ собственной разработки. Из одного Стокгольма вывозят мусора каждый год 225 тысяч тонн. Теплом от ТЭЦ, работающей на мусоре, согревается 100 000 квартир.
А пепел — в цемент, шлак — в устройство дорог.

В английском городе можно встретить два типа контейнеров для мусора: синий и красный. В синий попадает пластик, стекло, упаковка. В красный контейнер — бумага. Вывоз мусора из этих контейнеров организовывается на перерабатывающие это сырье предприятия.

Есть еще черные пакеты, в которые англичане собирают органический мусор. Вывозят его в специальные котлованы. Когда они заполняются их закрывают, в крышках делают отверстия, через которые собирают газ. Газ после небольшой переработки вполне способен гореть, поэтому применяется на электростанциях. Получается электро-мусоростанция. Средняя по величине электро-мусоростанция способна обеспечить энергией до 10 000 домов. Газ из мусора перестает выходить, когда процесс гниения заканчивается.

Вывоз мусора в немецких городах — это целый производственный процесс. Немцы во всем стремятся добиться совершенства. Будучи у немца в гостях, вы удивитесь, насколько сложна, например, процедура утреннего кофе. Оставшийся и использованный в заварке порошок немец аккуратно выбросит в специальный контейнер для пищевых отходов, а пакетик из-под кофе (прежде внимательно его осмотрев!) — в другой.

И ошибиться немцу никак нельзя — в случае, если в пищевые отходы ненароком будет выброшена перегоревшая лампочка накаливания — хозяина этого мусорного контейнера ожидает немалый штраф.

Со временем такая педантичность показалась немцам уж излишней. Сбор и вывоз такого аккуратно рассортированного мусора требует немалых затрат, кроме этого появляются все новые и новые материалы, поэтому количество разных контейнеров для сбора и вывоза разного мусора все возрастает.

В нашей стране нет отдельных контейнеров. Мы не сортируем мусор по разным пакетам. И если даже начать обучать этому в школах и внедрять это в повседневную жизнь, то это займёт очень много времени, но проблему утилизации мусора необходимо решать уже сейчас. Иначе она станет экологической катастрофой.

Самые крупные мусороперерабатывающие заводы России.

1. Новокузнецкий мусороперерабатывающий завод в Кемеровской области. Он заработал в 2008 году. Расположен он в Новокузнецком районе недалеко от села Кругленькое. Здесь отходы сортируются, вторсырье отправляется на переработку, а остальной мусор подлежит захоронению. Полигон рассчитан на эксплуатацию в течение 75 лет.

2. Курский мусороперерабатывающий завод. В 2013 году состоялось открытие сортировочной линии нового предприятия по переработке отходов. Сортировочный процесс включает в себя сочетание ручного и машинного труда. За 1 час на линии перерабатывается до 25 тонн мусора.

3. Мусоросортировочный завод «Чистый город» в Красноярске. Перерабатывает около 730 тысяч тонн бытовых отходов в год.

4. Оренбургский мусороперерабатывающий завод был открыт январе 2014 г. В год он способен принять и переработать до 250 тыс. тонн отходов. Он рассчитан для утилизации не только бытовых отходов, но и таких опасных, как ртуть, медицинские отходы. Сортировка осуществляется вручную. Не поддающиеся переработке отходы отправляются на полигон, где уплотняются при помощи специального катка.

5. Московские мусороперерабатывающие заводы. Вокруг столицы расположено несколько заводов по переработке мусора, которые позволяют частично решить проблему больших объемов отходов.

 С 1975 года работает ГУП «Спецзавод №2», который занимается термической переработкой мусора (сжиганием). Его изначальная мощность – 75 тыс.т/год, после реконструкции она была увеличена до 130 тыс.т/год.

 С 1983 года то работает, то нет, достаточно спорный в экологическом плане ГУП «Спецзавод №3», мощностью 200 тыс. т твердых бытовых отходов в год.

 С 2003 года функционирует ГУП «Мусоросжигательный завод Руднево». Согласно с проектом его мощность составляет до 230 тыс. тонн отходов в год.).

Самые крупные свалки мира:

Посёлок Саларьево, Россия;
Фреш Киллз, США;
Мусорный полигон в Нью-Йорке, США;
Пуэнте-Хиллз в Калифорнии, США;
Аккра, Республика Гана;
Гавайский архипелаг, Тихий океан;
Читтагонг, Бангладеш;
Свалки Великобритании.

По статистике более 30% ТБО – это отходы, которые возможно использовать повторно. Один человек производит до 700 кг мусора в год. Население города Губкинский составляет около 27 000 человек, а это от 19 000 до 40 000 тонн мусора в год вывозится на полигон, находящийся на востоке города. На конец 2016 года полигон для захоронения ТБО заполнен на 112% и занимает площадь в 220 000 м².

Несовершенство имеющихся способов утилизации твердых бытовых отходов:

 захоронение твердых бытовых отходов (далее –ТБО), тем самым идет увеличение объемов полигонов. Не подходят для захоронения на полигонах радиоактивные, токсичные отработки, а также пригодные для вторичной переработки. В результате разложения захоронений образуются вредные газы и пары. Из-за своего состава эти образования наносят вред почве, грунтовым и поверхностным водам, воздуху и человеческой жизнедеятельности. Кроме всего прочего существует вероятность возгораний, взрывов и, что менее опасно, распространения запаха (как пример – в 2011 году полигон горел и тлел в течение 6 месяцев, выделяя вредные вещества в окружающую среду);

 сжигание ТБО уменьшает объем полигонов ТБО, однако главным и вероятно единственным недостатком является токсичность, поэтому сжигание небезопасно для окружающей среды. Для устранения этого недостатка необходимо использовать системы очистки газов;

 компостирование. С помощью этого способа можно утилизировать до 30% отходов потребления. Но при этом можно использовать только безвредные отходы, за исключением некоторых категорий. Например, не стоит компостировать мясо, кости и жиры, так как они могут привлечь паразитов и создать дополнительные проблемы.

Поэтому весь этот трудоёмкий и затратный процесс сортировки мусора наиболее выгодно и менее затратно производить на мусороперерабатывающем заводе при сортировке бытового мусора при помощи роботов.

Переработка бытового мусора

Рис. 1. Графическая модель завода

В результате проделанной работы была подтверждена гипотеза о необходимости эффективного способа реализации идеи сбора мусора и его сортировки на начальном этапе и в процессе утилизации и автоматизации процесса утилизации бытовых и промышленных отходов. Итогом нашей работы стала модель завода по переработке бытовых отходов жизнедеятельности человека, где управление роботами происходит человеком с пульта управления специализированного помещения.

Созданная нами модель состоит из:

Графическое изображение мусороперерабатывающего завода (с обозначениями зон сортировки и переработки бытового мусора) (рис.1)
Роботы из деталей конструкторов Lego LEGO Mindstorm NXT 2.0 и EV3 (рис. 2):

Переработка бытового мусора

Рис. 2. Прототипы роботов – сортировщиков

2.1. Робот-сортировщик, который сортирует промышленные отходы по их химическому составу, получая вторичное сырьё пригодное для переработки получения материала, которое можно использовать в том или ином производстве. Первичная переработка отходов производится на самом мусороперерабатывающем заводе (рис.3).

Переработка бытового мусора

2.2. Робот-сортировщик, который отсортировывает крупно-габаритный мусор (рис. 4).

Переработка бытового мусора

Рис. 4. Робот-сортировщик крупногабаритного мусора

2.3. Робот-погрузчик, который увозит отсортированные отходы в места их переработки (рис. 5).

Переработка бытового мусора

Робот-бульдозер, который работает с крупногабаритными отходами, собирая их в местах доступных для вывоза на другие производства, например: металлургические заводы, целлюлозоперерабатывающие заводы и т.д. (рис. 6).

Переработка бытового мусора

Особенности нашего завода:

Сортировка и переработка переработка бытового мусора проводится в пределах завода с использованием роботов. При этом производить переработку вторичного сырья из отсортированного мусора в пределах мусороперерабатывающего завода, используя энергию, полученную при сжигании мусора не пригодного для вторичной переработки.

Проблемы, решаемые данным проектом:

1) Человек освобождается от вредного производства: не страдает его здоровье от вредных веществ, которые выделяются при хранении и переработке бытового мусора;

2) Уменьшается травматизм человека при его сортировке;

3) С автоматизацией ручного труда увеличивается коэффициент полезного действия, а соответственно уменьшаются затраты на переработку;

4) Сокращаются площади, которые занимают полигоны для свалок мусора;

5) Уменьшение расходов на переработку и увеличение получаемой прибыли за счёт вторичного сырья;

6) Ресурсосбережение (экономия энергии, полезных ископаемых, лесов и многих других ресурсов);

7) Улучшение экологической обстановки и многое другое.

Описание применимости:

Для санитарной очистки территории города Губкинского функционирует полигон твердых бытовых отходов (ТБО) и твердых промышленных отходов (ТПО), который введен в эксплуатацию с 1987 года. Интенсивное развитие экономики города Губкинского определило расчетные показатели воздействия на окружающую среду, в связи с чем накопилось значительное количество нерешенных проблем. Одно из важнейших проблем в сфере обращения с отходами на территории муниципального образования город Губкинский является отсутствие мест захоронения отходов, оборудованных в соответствии с экологическими нормами, а также комплексов по переработке отходов.

Совместно с «Советом Сторонников партии Единая Россия» мы начинаем проект «Чистота города зависит только от нас», который был представлен на полит.совете партии Единая Россия. Его суть в сокращении полигона городской свалки за счёт сортировки и частичной переработки бумаги и пластика. (В 2012 г. городом были закуплены контейнеры, машина с задней загрузкой для выгрузки мусора из контейнеров и перевозки к месту хранения, пресс для макулатуры.) К участию планируется привлечь государственные и муниципальные учреждения, предприятия, организации города со значительными объёмами бытовых отходов, а именно бумаги и пластика. Каждой организации, учреждению необходимо самостоятельно заключить договор на оказание услуг по вывозу бумаги и пластика из специальных уличных контейнеров, которые им будут предоставлены городом в аренду, для дальнейшей транспортировки на специализированные предприятия для переработки минуя полигон.

Вывод: Для сокращения площадей полигона необходимо производить сортировку такого бытового мусора, как бумага, пластик, стекло и вывозить на предприятия по их переработке, что является эффективным способ сбора мусора и его сортировки на начальном этапе и в процессе утилизации. В целях экономии и увеличения КПД весь трудоёмкий и энергозатратный процесс сортировки и переработки бытового мусора необходимо производить на специализированном заводе по переработке мусора с использованием роботов при его сортировке.

Проблемы, которые необходимо решать в дальнейшем:

 В масштабе города: Подбор необходимого оборудования и машин (роботов), для автоматизации ручного труда на мусороперерабатывающем заводе г. Губкинский и составление бизнес-плана на их приобретение.

 В масштабе страны: Разработка и производство роботов, которые могли бы определять влажность, химический состав, распределять по категориям для вторичной переработки.

Твердые бытовые отходы и их переработка

Утилизация и ликвидация отходов производства и потребления

Санитарно-защитные зоны

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – обязательный элемент любого промышленного предприятия или другого объекта, который может быть источником химического, биологического или физического воздействия территория на окружающую среду и здоровье людей.

СЗЗ – между жилой застройкой и границами промышленной площадки, складов закрытого и открытого хранения материалов и реагентов, предприятий сельского хозяйства с учетом перспективы их расширения. СЗЗ предназначена для следующих целей:

1.Обеспечение требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ; уменьшения отрицательного воздействия предприятий; транспортных коммуникаций; линий электропередач на население; уменьшения факторов физического воздействия.

2.Создание архитектурно-эстетического барьера между промышленностью и жилыми районами.

3.Организация дополнительных площадей озеленения с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения процесса диффузии воздушных масс для локального благоприятного влияния на климат.

СЗЗ нельзя рассматривать как резервную территорию предприятия и использовать ее для расширения производства. Для максимального ослабления влияния на окружающую среду вредных веществ территория СЗЗ должна иметь зеленые насаждения и быть благоустроена. Зеленые насаждения должны состоять из газоустойчивых пород деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы зеленых насаждений должна быть не менее 20,0 м. При прохождении через них вредных выбросов их концентрация должна снижаться как минимум в 2,0 раза.

В зависимости о мощности, условий эксплуатации, концентрации объектов на данной территории, характера и количества выделяемых в окружающую среду вредных веществ, уровня шума, вибрации и других факторов, установлены минимальные размеры СЗЗ:

I Класс опасности – 1000 м;

II Класс – 500 м;

III Класс – 300 м;

IV Класс – 100 м;

V Класс – 50 м.

Отходы делят на бытовые (коммунальные), промышленные (отходы производства, отходы производственного потребления), а также опасные (токсичные) и радиоактивные отходы. Основные виды отходов представлены на рис. 7.1.

Переработка бытового мусора

Рис. 7.1. Классификация отходов производства и потребления.

Количество твердых бытовых отходов (ТБО) в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1-4 % в год, а по массе – на 0,2-0,4 % и в настоящее время составляет: в благоустроенных зданиях – 160-190, в неблагоустроенных – 600-700. В городах США образуется ежегодно около 150 млн. т отходов и ожидается в 2004 г. увеличение их количества на 20 %. В значительно меньшей по размеру Японии количество образующихся бытовых отходов превышает 72 млн. т ежегодно. Количество образующихся бытовых отходов в Москве составляет примерно 270 кг на одного человека в год и продолжает увеличиваться. В США на каждого жителя приходится 715 кг мусора в год, в Швеции – 480 кг. Только за 1997 г. территория свалок в черте Москвы увеличилась на 108 га. Даже в центре города существует 14 свалок.

Наибольшее распространение в РФ и за рубежом получили методы: складирование, сжигание, компостирование.

Общая классификация методов обезвреживания и утилизации ТБО представлена на рис. 7.2.

1.Сбор и удаление ТБО.Первым этапом очистки территории является повсеместный ежедневный сбор отходов, для чего в домовладениях устанавливают мусоропроводы и (или) мусоросборники. Тип и емкость мусоросборников зависит от количества накапливающихся отходов, этажности застройки, а также от способа загрузки и вывоза мусора. Наиболее распространенными являются контейнеры емкостью 110-120, 210-220 и 500-600 л. Их целесообразно размещать по нескольку штук на территории двора или квартала.

Переработка бытового мусора

Рис. 7.2. Общая классификация методов обезвреживания и утилизации ТБО.

Все твердые отходы вывозятся специализированным транспортом в специально отведенные места для обезвреживания и утилизации не реже трех раз в неделю, а в крупных городах ежедневно.

В нашей стране в большинстве городов применяется планово-регулярная или коммунальная очистка, т.е. ТБО с места их сбора удаляют в установленные сроки независимо от степени наполнения контейнера. Мусоросборные машины по определенному маршруту объезжают кварталы города и забирают емкости с ТБО. В зависимости от местных условий их могут пересыпать из контейнера в кузов машины или вывозить прямо в контейнерах, оставляя взамен пустой.

В некоторых городах используется поквартирная очистка, когда жители в установленное время выносят собравшийся мусор непосредственно в транспортную машину.

2. Обезвреживание и переработка ТБО. В настоящее время ТБО городов свозятся на полигоны, где складируются на грунт с расчетом на их последующую минерализацию. Это наиболее простой метод – складирование. Полигоны, размещаемые за пределами населенных пунктов, – это природоохранные сооружения, обеспечивающие защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующие распространению болезнетворных микроорганизмов. Ежегодно под полигоны в РФ отчуждается около 10 тыс. га пригодных для использования земель (это без учета площадей, загрязненных несанкционированными свалками). При выборе участка для устройства полигона ТБО учитывают климатические, почвенные и другие условия. Для полигона ТБО выбирают ровную местность, исключающую возможность смыва атмосферными осадками части отходов и загрязнения ими прилегающих земельных площадей, открытых водоемов, почвы расположенных близко населенных пунктов. Санитарно – защитная зона между полигоном и жилой застройкой должна составлять не менее 100 м.

В результате микробиологических процессов, проходящих в отходах на свалках, образуется биогаз. Биогаз обладает значительным энергетическим потенциалом (содержание метана в нем достигает 44-66 %). Он может быть использован в теплосиловых установках, а в очищенном виде – в газовых турбинах. В мире в настоящее время эксплуатируется 146 установок по получению и использованию биогаза, получаемого в результате анаэробного окисления органических веществ на свалках городских отходов. Для получения биогаза отходы загружают в отдельно расположенные бункеры, врытые в землю. Выделение биогаза начинается через три месяца и продолжается в течение 15-20 лет. Каждый бункер производит 17 м 3 /мин. биогаза. После очистки от органических включений и конденсата его подают под давлением 1,75 МПа в газотурбинную установку мощностью 64,5 МВт. Кроме полученной электроэнергии побочное тепло идет на обогрев близлежащих теплиц.

3.Промышленные методы обработки ТБО. Усовершенствованные свалки не являются радикальным решением проблемы обезвреживания и утилизации ТБО. На некоторых мусороперерабатывающих заводах осуществляется промышленная переработка ТБО в сельскохозяйственное удобрение – компост.

Бытовые отходы перегружают в бункер-накопитель, откуда грейферным краном подаются в загрузочные воронки, затем – во вращающиеся барабанные грохоты, где разделяются на две фракции – мелкую и крупную. Мелкаяфракция ТБО проходит через дробилку и поступает в биотермические башни, где за четверо суток в результате аэробного процесса бытовой мусор превращается в компост (биохимическая переработка, компостирование). Крупная фракция поступает в котлы и сжигается при температуре 800-1000 °С. Вырабатываемый котлами пар под давлением 13 атм. с температурой 250 °С используется для нужд завода, а его избыток – другими предприятиями. Магнитными сепараторами из поступающих отходов извлекают металлы, которые пакетируют и реализуют как вторичное сырье.

Компост, получаемый на мусороперерабатывающих заводах, используют в качестве органического удобрения (урожайность некоторых культур может повышаться на 20-30 %).

4.Термические методы обезвреживания ТБО. Обезвреживание ТБО осуществляется также методом сжигания. Из бункера-накопителя отходы подают в загрузочные воронки, а затем – топки котлов, где сжигают на специальной решетке при температуре 800-1000 °С без дополнительной подачи топлива. Образующийся при сжигании шлак транспортируют в специальное помещение. Магнитный сепаратор, установленный на транспортере, извлекает черный металлолом, который пакетируется и реализуется как вторичное сырье. Дымовые газы очистку в электрофильтрах (степень очистки 96-98 %). Вырабатываемый котлами пар под давлением 13 атм. и с температурой 194 °С используется для нужд завода, а его избыток направляется в бойлерную установку для нагревания сетевой воды городской системы теплоснабжения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Утилизация твёрдых бытовых отходов

Виды твёрдых бытовых отходов. Способы их утилизации: захоронение; брикетирование; компостирование; термическая и плазменная утилизация; переработка отходов во вторичное сырье. Полигон для захоронения ТБО. Степень вредного воздействия на окружающую среду.

Переработка бытового мусора

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Первое Высшее Техническое Учебное Заведение России

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования

Санкт-Петербургский Горный Университет

«Утилизация твёрдых бытовых отходов»

твердые бытовые отходы утилизация

Виды твёрдых бытовых отходов

Переработка отходов во вторичное сырье

Введение

Где бы не находился человек и чем бы он не занимался, он всегда оставляет после себя мусор. Всем знаком бытовой мусор, потому что каждый из нас для своей обычной жизнедеятельности использует массу различных веществ, после которых остаются отходы. Мусорные свалки ежегодно расширяются и занимают все большую площадь. Поэтому утилизация бытовых отходов, в наше время должна быть развитой не менее чем промышленность, чтобы образовавшиеся ТБО (твёрдые бытовые отходы) не могли накапливаться и загрязнять почву, атмосферу и воду. Вполне логичным фактом является то, что без своевременного внедрения инновационных технологий по переработке мусора, планета в скором времени превратиться в громадную свалку и станет непригодной для существования не только людей, но и всех живых существ. Во избежание такого результата, ученные многих стран давно ищут оптимальные способы борьбы с отходами, благодаря которым можно было бы уничтожать или перерабатывать ТБО без вреда для окружающей среды, а также избавлять территориальное пространство от огромных объёмов мусора. Прежде чем перечислить и охарактеризовать способы утилизации твердых бытовых отходов отвечу на вопрос: «Какими вообще могут быть твёрдые бытовые отходы?»

Виды твёрдых бытовых отходов

Все ТБО можно разделить на два основных вида:

1. Органические: пищевые, деревянные, кожаные и костные;

2. Неорганические: бумажные, пластмассовые, металлические, текстильные, стеклянные и резиновые.

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

· Пищевые отходы. Все мы употребляем пищу и делаем это 3 раза в день, а иначе просто никак! В целом ущерб этот вид мусора окружающей нас среде не наносит. Разлагается он в течение 1-2 недель до примитивных компонентов – углекислый газ и вода. Но при гниении мусор собирает вокруг себя множество микроорганизмов, паразитов и механических переносчиков заразы – крысы, мухи, тараканы, которые влияют на нас не очень благотворно.

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

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

· Металлический и стеклянный мусор. Железные консервные банки и различные стеклянные осколки разлагаются от нескольких десятков до нескольких сотен лет. При разложении металла оксиды и диоксиды железа поступают в почву и воду, загрязняя их. При разложении стекла образуется стеклянная крошка, похожая на песок. Помимо этого банки и осколки опасны своими острыми краями, как для голых стоп человека, так и для животного.

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

По степени вредного воздействия на окружающую среду и от того, какие они имеют свойства, все виды отходов делятся на 5 классов (в ТБО встречаются все эти категории):

1. I класс – материал, свойства которого способны нанести фатальный вред экологии. Наиболее известные представители – ртутьсодержащие устройства, вроде градусников, батареек, люминесцентных ламп.

2. II класс – так же разрушают окружающую среду, однако в этом случае природа может восстановиться, если своевременно убрать подобный мусор. К этому классу относятся аккумуляторы с электролитами и машинное масло.

3. III класс – представляет меньшую угрозу, однако для нейтрализации тех последствий, которые возникают в окружающей среде по его вине, понадобится не менее 10 лет. Твердые бытовые отходы, класс опасности которых отмечается этой цифрой, появляются во время ремонта. Это остатки цементного раствора, краски, ацетон, металлические предметы.

4. IV класс – незначительно вредные отходы. Они содержат в своем составе ценное сырье, которое можно использовать в качестве вторичного сырья. Это древесина, макулатура, автомобильные покрышки, пластик.

5. V класс – вещества, свойства которых абсолютно безвредны. Осколки керамической плитки и посуды, обломки кирпича, пищевые отходы, древесная стружка.

Читая эти перечисления, вы наверняка задумались о том, сколько всего разнообразного содержит ваше мусорное ведро. Но это еще не самое страшное. Количество выделяемого нами мусора каждый год увеличивается на 3% от предыдущего годового объема. Некоторые ученые заявляют, что в среднем 1 человек за год выбрасывает примерно 250 кг мусора. Теперь возникает вопрос – «Как же справиться с таким огромным количеством отходов, как их утилизировать?»

Способы утилизации ТБО

Утилизация твердых бытовых отходов при помощи захоронения является самым древним и самым дешевым методом. Суть метода заключается в обычном закапывании гетерогенного мусора в верхнем слое земли (рис.1).

Для таких захоронений подбираются специальные участки земли – полигоны, которые должны соответствовать не которым требованиям:

· Расположение от сельскохозяйственной и жилой местности от 200м и больше, от лесных участков – от 500м;

· Участок должен располагаться в открытой и хорошо проветриваемой местности, которая свободна от строительств и на которой есть возможность проведение каких-либо инженерных работ;

· Возможность создания вокруг потенциального участка – полигона санитарно-защитной зоны занимающей около 300м;

· Потенциальный участок захоронения должен иметь не далеко от себя одну качественную транспортную магистраль, которая связана с другими дорогами для беспрепятственного и быстрого выезда и въезда.

В лучшем случае полигон для захоронения ТБО оснащён всеми современными инженерными сооружениями, позволяющим системам борьбы с загрязнением грунта и подземных вод изолировать все вредные вещества (рис.2).

Рис. 2 Подготовка полигона под захоронение ТБО.

Существуют и недостатки в таких методах, например, образования газа в процессе гниения мусора. Некоторые полигоны твердых бытовых отходов, оснащены специальным оборудованием, для откачки газа, который как стоит отметить, в дальнейшем применяется для получения электроэнергии. И позволяет практически автономно работать оборудованию, которое размещено на полигонах. Но к сожалению, в России лишь малая часть всех подобных полигонов оснащены таким оборудованием, в то время как все остальные площадки для отходов, не имеют возможности бороться с выбросами газа. Даже с учётом наличия таких установок, экология остаётся не защищённой от эффекта разложения мусора в почве, и всех выделений в процессе гниения и ферментации. Так как захороненный материал полностью исчезнет лишь через десятки, а то и сотни лет. Поэтому, несмотря на относительную дешевизну такого метода борьбы с утилем, для экологии наилучшим вариантом остаётся полное избавление от мусора, путём его переработки и применение в изготовление какой-либо продукции.

Брикетирование
Утилизация твердых отходов методом брикетирования является относительно новым подходом в решении задачи утилизации мусора. Заключается он в упаковке гомогенного мусора в отдельные брикеты, что позволяет уменьшать объем отходов примерно вдвое, а предварительная сортировка позволяет отложить компоненты, которые пойдут на вторичную переработку. После упаковки отходов производят прессование материалов, что впоследствии уменьшает их общий объем еще больше и облегчает транспортировку (рис.3).

Рис. 3 Процесс брикетирования.

Брикеты с мусором вывозятся на ликвидацию путем термической обработки или их попросту складируют в специально отведенных для этого полигонах. В принципе работа проста и по своему характеру отдаленно напоминает предыдущий метод утилизации – захоронение. Но вся сложность брикетирования заключается в неоднородности выделяемых отходов. Помимо этого во время пребывания отходов в контейнерах происходит еще большее их загрязнение, изменение под воздействием агрессивной среды, адгезия некоторых компонентов отходов и высокая абразивность за счет таких компонентов как камень, песок, стекло, что препятствует процессу прессования.

Компостирование
Утилизация бытовых отходов путём компостирования является технологией, позволяющей утилизировать пищевые отходы и ТБО путём естественного биологического разложения. Основной источник компостирования, это органические вещества и материалы, к ним этот метод применяется очень активно. Компостирование даёт не только возможность избавиться от объёмного вещества, загрязняющего экологию, но также снабжает сельские хозяйства полезными для почвы удобрениями, позволяющими нормализовать баланс минералов в земле и выращивать различные овощи и культуры. Таким образом, компостирование – это повторное использование органических отходов после предварительной обработки их микроорганизмами до органических удобрений (рис.4).

Рис.4 Процесс компостирования.

Но так как этот метод не позволяет перерабатывать большинство видов утиля, требует тщательного процесса сортировки и занимает довольно много времени, он не получил популярности и неразвит на должном уровне. В России не существует ни одного промышленного предприятия, которое осуществляло компостирование в таких объёмах и позволили очистить хотя бы один город от органических отходов. Такой метод достаточно часто используют лишь в индивидуальных целях: в мелких хозяйствах, на садовых участках, в частных домах, в сельскохозяйственных организациях, на животноводческих фермах и т. д. Компост вы можете сделать сами, своими руками в домашних условиях. Для этого вам нужно: органические отходы, земля с вашего огорода, вода и воздух. А если вы еще добавите немного тепла, то процесс пойдет немного быстрее. Микроорганизмы, которые обитают в земле, превращают отходы в гумус и биоактивные вещества. Если вы будете регулярно переворачивать и поливать компостную кучу, то продукт разложения вашего мусора будет окончательно закончен через 2-3 недели. А для того чтобы компост получился максимально эффективным и сбалансированным надо:

1. Проследите, чтобы высота и ширина кучи составляла 1,5м. Это создаст определенный благоприятный баланс температуры и влаги.

2. Регулярный доступ влаги и воздуха. Это способствует развитию и активному размножению бактерий.

3. Оптимальное содержание углерода и азота – 30:1. Углеродом богаты одеревеневшие материалы, а азотом – свежий помет или навоз, скошенная трава и костная мука.

4. Для полного разложения всего мусора необходимо его измельчить. Это поможет при обработке микроорганизмами сделать компост максимально однородным.

5. Не забудьте добавить немного земли, которая богата микроорганизмами. Ее можете взять со своего сада.

Этот метод не требует больших затрат, хоть он и не охватывает все виды и классы отходного материала, но позволяет полноценно избавиться от огромной части производимого страной утиля, который занимает треть всех отходов страны. Наладить централизованный процесс и осуществлять компостирование на специальных площадках, оборудованных всеми необходимыми строениями и сооружениями. Построить своеобразные заводы, для начала в больших городах страны, по переработке ТБО и прочего, органического мусора. Конечный продукт, компост, будет очень полезен во многих сельских хозяйствах, а, главное, его себестоимость позволит снизить затраты на выращивание многих культур и даст средства для работы таких заводов.

Термическая утилизация

Под термической переработкой подразумевается сжигание твёрдого бытового мусора (рис.5). Процесс применяется для сокращения количества органических веществ и их обезвреживания. Далее, полученные остатки подвергаются захоронению или утилизации. После горения мусор значительно сокращается в объёме, все бактерии истребляются, а полученная энергия способна генерировать электроэнергию или обогревать воду для отопительной системы. Подобные заводы обычно устраивают неподалёку от крупных городских свалок, чтобы переработка твёрдых отходов проходила конвейером. Там же неподалёку находятся полигоны, предназначенные для захоронения переработанных остатков.

Можно отметить, что сжигание отходов делится на прямое и пиролизное. При первом способе можно получить лишь тепловую энергию. Одновременно пиролизное сжигание создаёт возможность добыть жидкостное и газовое топливо. Но независимо от способа термической утилизации, в атмосферу во время горения выделяются губительные вещества. Это вредит нашей экологии. Некоторые устанавливают фильтры. Их цель – задерживать твёрдые летучие вещества. Но как показывает практика, даже они не способны остановить загрязнение. Если говорить о технологии переработки отходов медицинского характера, в России уже установлено несколько специальных печей. Они оборудованы приборами газоочистки. Кроме этого, в стране появились микроволновая, паротепловая обработки. Всё это является альтернативными методами сжигания медицинского и другого подходящего мусора. Остатки, содержащие ртуть, обрабатываются особым термохимическим или гидрометаллургическим способами.

Плазменная утилизация

Этот метод на данный момент является наиболее современным способом утилизации. Его действие проходит в два этапа:
1. Отходы измельчаются и сдавливаются под прессом. Если есть необходимость, мусор просушивается, чтобы добиться гранулированной структуры.

2. Полученные вещества отправляются в реактор. Там плазменный поток передаёт им столько энергии, чтобы они приобрели газообразное состояние (рис.6).

Рис. 6 Схема плазменной утилизации.

Избежать возгорания получается при помощи специального окислителя. Полученный газ по составу схож с природным, но он содержит меньше энергии. Готовый продукт закупоривают в ёмкости и отправляют для последующего использования. Такой газ подходит для турбин, котлов, дизель-генераторов. Подобная переработка отходов производства и бытового мусора уже некоторое время применяется в Канаде и США. В этих странах остатки жизнедеятельности человека эффективно утилизируются, а конечный продукт используется на благо в качестве топлива. На западе уже готовятся внедрить эту технологию в ещё большем масштабе.

Переработка отходов во вторичное сырье

Вторичная переработка, или рециклинг – это рациональные методы утилизации промышленных и бытовых отходов, повторное использование и возвращение в оборот полезных компонентов мусора. Кроме того, переработка и утилизация – эффективный инструмент экономики, ведь богатым становится тот хозяин, который бережет и разумно использует данные ему ресурсы. В развитых странах давно применяются технологии использования отходов во вторичном производстве. В России это направление только становится актуальным. Для того чтобы оно получило динамичное развитие необходимо:
1. Внедрение линий по сортировке отходов промышленности и бытового мусора.

2. Экономические условия, чтобы заинтересовать предприятия и граждан в сортировке отходов.

3. Государственная политика в сфере обращения с отходами – создание правовых механизмов для развития вторичной переработки.

В странах, где большое значение уделяется охране экологии и экономии ресурсов, управляющим предприятиями и гражданам вменяется в обязанность выбрасывать отходы в разные контейнеры, так в обществе формируется культура обращения с отходами.

Что такое вторсырье? К отходам, переработка которых дает неплохой доход относятся:

Вторичная переработка бумаги и картона.

Современные технологии вторичной переработки бумаги и картона практически не наносят вреда окружающему пространству. Во время циклов восстанавливается до 80 % целлюлозных волокон, что более чем достаточно для выпуска новых партий бумаги и картона. Повторное использование отходов бумаги и картона позволяет спасти от вырубки деревья и оздоровить состояние природной среды. Из вторичного сырья производятся:

Повторное использование отходов бумаги и картона включает ряд последовательных операций:

1. Сортировка. На производственных линиях отходы разделяются на 12 марок, в зависимости от качества исходного сырья, цвета, наличия добавок и времени растворения в воде. Первые 7 марок объединяют картонную продукцию, они идут в производство тары, гофрокартона, лотков для яиц, термоизоляторов для строительной отрасли. Остальные марки пригодны для выпуска бумажной продукции, их используют в производстве туалетной бумаги, газетной бумаги, бумажных мешков и прочего. До сих пор на линиях сортировки применяется ручной труд, по-другому разделить бумажные отходы на фракции пока не удается.

2. Роспуск и очистка от примесей. Отходы одной марки поступают в гидроразбавители, где их заливают водой. После растворения отходы распускаются на волокна, для этого их продавливают через сито. Во время операции с водой уходит часть примесей. Доочистка сырья проходит на циклонных очистителях, в грязеприемниках которых оседают тяжелые частицы примесей. В результате получается суспензия с отдельными включениями нераспустившихся бумажных остатков.

3. Тонкая очистка. Оставшиеся в массе нераспустившиеся кусочки макулатуры пропускаются через аппараты, где их перетирают на отдельные волокна. Сырье поступает на центробежные отсеиватели, где производится их окончательная тонкая очистка. Если макулатура загрязнена клеевыми составами, битумами, воском или парафином, то потребуются дополнительные методы очистки.

Бумажные отходы получают новую жизнь в виде востребованных товаров хозяйственного назначения.

Вторичная переработка металлов.

Самым распространенным видом отходов для вторичной переработки является лом черных металлов, конкретно, чугун. Для переплавки принимается промышленный и бытовой лом чугуна. Большую часть лома чугуна поставляют промышленные предприятия, это:

· Поддоны, формы для отливки.

· Негабаритные куски, оставшиеся после отливки.

· Стружка и остатки изделий, полученные при обработке.

· Старое демонтированное оборудование.

Бытовые потребители часто сдают в лом готовые изделия, вышедшие из употребления:

· Ванны, радиаторы, канализационные трубы.

· Бытовые приборы и утварь – старинные утюги, мангалы, сковороды, ухваты.

Вторично переработанный чугун применяется в производстве машин, в производстве сантехнических приборов, строительных материалов, в декоративном литье. При переработке чугун проходит ряд стадий:

1. Сортировка. На первом этапе лом чугуна сортируется на отходы литейного производства, лом с высокой долей содержания фосфора и других добавок.

2. Переплавка и литье. Однородные виды чугунного лома поступают на переплавку и линии отлива готовых изделий.

Еще более остро перед миром стоит проблема вторичного использования цветных металлов. В промышленном производстве используется более 70 видов металлов, чьи ресурсы в недрах ограничены. Для вторичной переплавки цветного лома применяются электрические индукционные печи, которые делают процесс экономически прибыльным – обогащение руд цветных металлов обходится значительно дороже. Помимо этого при первичном литье окружающее пространство заражается серными газами, солями свинца и тяжелых металлов.

На пунктах приема металлов принимают лом черных и цветных металлов, за исключением:

· Изделий, загрязненных лаками, маслами, нефтепродуктами, строительными составами, клеем.

· Лома, сильно пораженного коррозией.

· Изделий, находящихся под давлением – баллонов, капсул.

Вторичная переработка стекла.

Стекло – материал, который может подвергаться бесконечным циклам рециклинга без потери качества. Утилизация стеклянной тары и боя имеет ряд выгод:

· Меньшие энергозатраты на выпуск единицы продукции.

· Предпочтительнее с точки зрения урона для окружающей среды.

· Переработка тонны стекла позволяет сэкономить более 600 кг песка, 200 кг известняка и почти 200 кг соды.

В последнее время начали появляться предприятия с замкнутым циклом переработки стеклянных отходов. Цикл состоит из нескольких этапов переработки:

1. Сортировка, поступающих бутылок и боя по цвету и составу.

2. Измельчение сырья в крошку.

3. Очищение от грязи и посторонних предметов. Для удаления металлических крышек используют магнит.

4. Тонкая сортировка. Если на первом этапе стекло сортируют вручную, то здесь в работу включаются аппараты, которые оптически определяют цвет стекла и сдувают их на соответствующий конвейер. Вот почему самым ценным сырьем признается чистое и прозрачное стекло, не требующее сортировки.

5. Плавка. Стеклянный бой поступает в печи на переплавку. Для этого нужна более низкая температура, чем при первичном производстве, поэтому экономится энергия.

6. Формирование изделий. Полученная расплавленная масса поступает на формовочные линии, где из нее создаются новые изделия.

7. Термическая обработка. Готовые изделия проходят отжиг в печах для снятия внутренних напряжений в стекле.

8. Технический контроль изделий.

Вторичная переработка резины.

Большая проблема человечества – утилизация использованных автомобильных покрышек. У нас их часто можно видеть вдоль дорог, под мостами, в обочинах. В естественных условиях многокомпонентные покрышки разлагаются не одну сотню лет, загрязняя почву, воду и воздух токсическими продуктами распада. Ситуация настолько обострилась, что скоро на утилизацию изношенных изделий нужно будет тратить больше средств, чем на первичное производство.

В мире проблема утилизация резины решается в 2 направлениях:

1. Сжигание или пиролиз покрышек с целью получения энергии тепла или электрического тока.

2. Измельчение резины и добавка ее в битум, в составы мастик и пластики.

Пиролиз покрышек не получил пока большого размаха из-за того, что разработки ученых в этой сфере признаны несостоятельными. А вот процесс вторичного использования резины идет полным ходом. В США более 60 % покрышек направляются во вторичное производство. В России переработка использование покрышек во вторичном производстве продвигается медленно. Для этого существует ряд объективных причин:

1. Российские покрышки помимо металлического корда содержат большой процент технического текстиля, в то время как в западных его настолько мало, что при переработке можно пренебречь.

2. Импортные линии для переработки покрышек не подходят под российские условия из-за разности составов.

3. Оборудование для многоступенчатой переработки резины, металлического корда и текстиля стоит на порядок дороже.

Автомобильные и авиационные покрышки, не имеющие серьезного износа, можно восстановить методами холодной и горячей вулканизации. Холодный метод – более прогрессивная технология, которую активно практикуют страны ЕС. Там покрышки проходят 6 восстановительных циклов, прежде чем отправиться на утилизацию. В России этим методом восстанавливают лишь импортные покрышки, так как особенности повреждений скатов отечественных шин не позволяют его применять. Большинство резиновых отходов в нашей стране хоронится на полигонах ТБО. Это несет серьезную опасность, так как покрышки хорошо поддерживают горение и образуют столбы черного смрадного дыма, содержащего токсины и канцерогены. Гораздо разумнее направлять изделия на вторичную переработку. Получаемая резиновая крошка идет на строительство дорог и спортивных сооружений, из нее делают подошву для обуви, коврики и много других полезных изделий.

Вторичная переработка полимеров.

Изделия из полимеров стали неотъемлемой чертой технического прогресса. Благодаря своим уникальным свойствам эти изделия широко применяются в промышленном производстве и быту. Ежегодно растет число отходов полимеров, которые в естественных условиях практически не разлагаются. Мир идет по пути многократного использования полимеров из промышленного и бытового мусора. Вторичной переработке подвергаются такие виды пластика, как:

Вторичная переработка полимеров может стать прибыльным бизнесом, ведь из сырья получается много полезных и востребованных товаров. Самая большая проблема вторичной переработки полимеров – сортировка. Легче всего ей подвергаются отходы полимерного производства – обрези, наплывы. Они чистые и имеют одинаковую структуру. Линии по измельчению и гранулированию сырья устанавливаются непосредственно на производстве. Хуже обстоит дело с полимерами из промышленных и бытовых отходов. Они нуждаются в сортировке и очищении. Сортировка проводится:

На производствах этапы сортировки проводятся вручную. После этого отходы поступают на сортировочный узел, где очищаются от грубых загрязнений. Перед измельчением сырье обязательно моется и хорошо сушится. Измельчение – главный процесс вторичной переработки полимеров. Поскольку размер частиц, их объем, сыпучесть и плотность определяют дальнейшее участие в производстве готовых изделий. После измельчения частицы полимеров сепарируются по фракциям. Это производится несколькими способами – флотацией, аэросепарацией, разделением в тяжелых средах, химическим методом, электросепарацией. В последнее время активно внедряется криогенный метод сепарации, он имеет ряд преимуществ перед другими – высокая скорость смешивания и однородное распределение гранул в смеси. Производство для вторичной переработки полимеров должно включать ряд технологических линий – сортировки, помывки, сепарации, грануляции, дозирования. Для этого требуются первоначальные затраты.

Заключение

В процессе развития человеческой цивилизации абсолютное количество твердых бытовых отходов неуклонно возрастает. Человечество, не успев исчерпать не возобновляемые природные ресурсы, рискует задохнуться от своих отходов. Исторически решение проблемы твердых бытовых отходов было направлено на уменьшение их отрицательного влияния на окружающую среду путем изоляции свалок от подземных вод, очистки выбросов мусоросжигательных заводов и т. д. Но, может быть, стоит попытаться решить эту проблему с другой стороны. Не проще ли контролировать то, что попадает на свалку, чем то, что попадает со свалки в окружающую среду? Мусор можно представить себе не как что-то ненужное, а как смесь различных ценных веществ и компонентов. Большую часть твердых бытовых отходов можно либо употребить снова, либо использовать для получения новых веществ, либо вернуть обратно в природу в виде компоста. Человечество в обозримом будущем вряд ли обойдется совсем без свалок. Поэтому в идеале следует стремиться к комплексной утилизации бытовых отходов.

Подобные документы

Воздействие бытовых отходов на окружающую среду. Ликвидация твердых отходов. Рециклизация как вторичная переработка. Комплексная программа ликвидации. Опыт использования технологий утилизации мусора. Виды разлагаемых пластиков и способы их утилизации.

контрольная работа [577,0 K], добавлен 03.07.2009

Классификация отходов по виду и разделение по классу опасности. Способы их утилизации и размещение на свалках. Влияние бытовых отходов на окружающую среду и здоровье человека. Переработка мусора как основное направление экологии в борьбе за чистоту.

контрольная работа [33,6 K], добавлен 22.02.2017

Актуальность проблемы утилизации бытовых отходов. Определение, разновидности, норма накопления бытовых отходов. Принципы комплексного управления отходами (КУО). Системы сбора и промежуточного хранения отходов. Виды переработки и утилизации мусора.

курсовая работа [62,7 K], добавлен 21.11.2009

Современные пути полезного использования вторичного полимерного сырья. Способы вторичной переработки поливинилхлорида и методы подготовки его отходов. Утилизация технико-бытовых отходов высокотемпературным пиролизом, особенности плазменных технологий.

курсовая работа [180,2 K], добавлен 23.02.2011

Типы бытовых отходов, проблема утилизации. Биологическая переработка промышленных отходов, отходов молочной промышленности. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности. Переработка отходов после очистки воды. Переработка ила, биодеградация отходов.

курсовая работа [78,1 K], добавлен 13.11.2010

Экономическая оценка возможности и целесообразности использования твердых бытовых отходов (ТБО) как топлива. Вторичное использование после сортировки, захоронение на полигонах, термическая переработка ТБО. Объемы производства ТБО в Новосибирской области.

статья [260,9 K], добавлен 09.12.2013

Способы расчета полигона твердых бытовых отходов. Расчет проектной вместимости полигона бытовых отходов и требуемой для них площади земли. Размещение полигонов твердых бытовых отходов. Варианты складирования и обезвреживания отходов по траншейной схеме.

контрольная работа [49,7 K], добавлен 16.11.2010

Основные методы переработки и утилизации бытовых отходов в России. Конечный продукт компостирования. Экологические воздействия мусоросжигания. Брикетирование бытовых отходов – новый метод в решении проблемы их удаления. Управление отходами за рубежом.

курсовая работа [35,0 K], добавлен 22.03.2015

Накопление отходов в результате деятельности человека. Способы и проблемы утилизации твердых бытовых отходов. Этапы складирования отходов, сжигания мусора, сливания отходов в водоёмы. Правила захоронения отходов. Функционирование полигонов захоронения.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 22.10.2015

Особенности переработки и утилизации пищевых отходов, перспективы расширения данной сферы деятельности в будущем и ее значение в защите окружающей среды. Вторичное использование различных бытовых отходов: стеклотары, упаковки. Сливание отходов в водоемы.

реферат [24,1 K], добавлен 04.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Утилизация бытовых отходов

Проблема утилизации бытового мусора и отходов становится все более острой, по мере того, как растет население планеты. В частности, тотальному загрязнению способствуют новые искусственные материалы, способные сохраняться в почве или воде десятки и даже сотни лет, отравляя все, с чем соприкасаются.

По оценкам Greenpeace, каждый житель России ежегодно отправляет на свалку до 400 кг самого различного мусора, сформировав который в башню шириной в метр, можно было бы достать до Луны.

Переработка бытовых отходов и мусора

Правильная утилизация отходов подразумевает своевременное и безопасное удаление бытового мусора с последующим извлечением из него разнообразных ценных компонентов. Это могут быть металлы, стеклотара, бумага и другие элементы. Оставшаяся масса подлежит переработке. В свою очередь, переработка бытового мусора заключается в обеспечении возможности вторичного использования имеющихся отходов.

Утилизация бытовых отходов включает сбор, хранение, сортировку и непосредственно обезвреживание и уничтожение бытового, пищевого и иного мусора. Конечная цель – получение вторичного сырья, энергии или иного продукта, а также нейтрализация вредных веществ и восстановление экологического баланса.

Утилизация биологических отходов и бытового мусора с использованием модулей пиролиза ЭкоФорт происходит по принципу термического разложения отходов, полукоксования. Полукоксованием называют процесс, взывающий деструктивные превращения в результате разложения органических отходов в безвоздушном пространстве. На выходе мы получаем парогазовую смесь с твердым углеродистым остатком, качество которого зависит от свойств исходного сырья. Утилизация пищевых отходов выполняется с применением устройства ЭкоФорт, которое также может использоваться для кремации умерших животных и скота.

Оборудование для утилизации отходов

Неправильная утилизация отходов, несущая угрозу экологии или здоровью людей, запрещена на законодательном уровне, и предприятиям, образующим большое количество отходов, лучше иметь собственное оборудование для переработки мусора. Почему?

Установка сжигания биологических отходов на вашем предприятии обеспечит быстрое избавление от любого бытового мусора, в любых количествах.

Оборудование для переработки бытовых отходов не является сложным в обращении: не требует особых навыков и специальных знаний. Достаточно приобрести устройство и ознакомиться с инструкцией и правилами безопасности.

Собственная установка переработки твердых бытовых отходов позволяет вам производить утилизацию тогда, когда удобно именно вам, своевременно и деликатно, в условиях полной конфиденциальности.

Оборудование для утилизации биологических отходов ЭкоФорт действует, обеспечивая минимальное количество выбросов в атмосферу, попутно образуя тепловую энергию, которую можно использовать для обогрева и других целей.

Кроме того, утилизация бытовых отходов может лечь в основу современной и жизнеспособной бизнес-идеи. Собственный мини-завод по переработке мусора сможет принести своему владельцу пользу буквально из воздуха, т.е. из всего того, что вы обнаружите под ногами.

Установка для переработки биологических отходов ЭкоФорт абсолютно безопасна в применении и может устанавливаться на предприятиях вне зависимости от сфер деятельности.

Все предлагаемое оборудование для переработки биологических отходов сертифицировано и рекомендовано специалистами Государственной экологической экспертизы.

Установка для утилизации биологических отходов ЭкоФорт соответствует установленным стандартам и отпускается по цене производителя. Компания «ЭкоПромСервис» представляет свою продукцию на рынке с 2012 года, постоянно совершенствуя качество сервиса.

Особо отметим, что установки утилизации бытовых отходов на основе пиролиза используются в мире уже более 50 лет. Досконально изученные и многократно испытанные установки-измельчители пищевых отходов отлично зарекомендовали себя, не оставляя сомнений даже убежденным скептикам.

Закажите установку по телефону или напишите нам!

Реферат: Хранение и переработка бытовых отходов

На городских свалках даже среднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Вот почему “героями дня” становятся эффективные, безотходные, а главное – экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. К их числу принадлежат современные мусоросжигательные заводы, способные обезвредить и утилизировать бытовые отходы и попутно произвести тепловую и электрическую энергию, компенсируя тем самым немалые затраты на саму переработку.
Во всем мире переработка и утилизация бытовых отходов становятся все более злободневной проблемой. Главным образом это касается крупных густонаселенных городов, где ежегодно скапливаются миллионы кубометров всевозможного мусора. Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки – в России такие картины знакомы многим городским жителям. Проблему уничтожения такой огромной массы мусора, бесспорно, можно отнести к категории экологических, с другой стороны, она самым тесным образом связана с решением сложных технических и экономических вопросов.
Мусор считается экологической проблемой номер один. Мировой климат может становиться более теплым, а солнце более опасным, но это не так заметно, как мусор, который мозолит глаза уже сегодня. Загрязнение окружающей среды бытовым мусором и отбросами увеличивается быстрее, чем население планеты. Отсюда сотни миллионов тонн бытовых отходов и мусора. С учетом демографической ситуации в мире и ее тенденции мировая система идет не к выходу из кризисной ситуации, а к углублению глобального экологического кризиса, составной частью которого является «мусорный кризис». Возрастание отходов производства и потребления – одна из актуальнейших экологических проблем современного мира.
Бытовые отходы – отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей и удаляемые ими как нежелательные или бесполезные. В свою очередь они классифицируются на твердые бытовые отходы-отбросы, мусор.
К твердым бытовым отходам относят картон, газетную, упаковочную или потребительскую бумагу, всевозможную тару (деревянная, стеклянная, металлическая), вышедшие из употребления или утратившие потребительские свойства предметы и изделия из дерева, металла, кожи, стекла, пластмассы, текстиля и других материалов, сломанные или устаревшие бытовые приборы – мусор, а также сельскохозяйственные и коммунальные пищевые отходы – отбросы.
Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту.
Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и в жидком и реже – в газообразном состояниях. ТБО – совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и т.д.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения. Газообразные – выбросами различных газов.
Экологическую обстановку в городах с высокой плотностью населения независимо от того, есть в них вредные производства или нет, во многом определяет состояние системы санитарной очистки от непромышленных отходов. К ним относятся главным образом твердые бытовые отходы, или ТБО, как называют их специалисты. Так обозначают весь мусор, который ежедневно скапливается в наших домах и квартирах и проделывает путь от мусоропровода до дворового контейнера и дальше до городской свалки. Сюда же относятся отходы, сопровождающие деятельность коммерческих и производственных фирм, пользующихся услугами коммунальных служб, садовый и уличный мусор, листва и некоторые другие.
Существуют рассчитанные на год нормы накопления бытовых отходов на одного человека, на одно место в гостинице, на квадратный метр торговой площади магазина и т. д. В крупных городах на нормы накопления мусора, как правило, влияют уровень развития легкой и пищевой промышленности, индустрии упаковочных материалов, климатическая зона и, конечно же, менталитет и благосостояние населения.
Постоянные компоненты бытовых отходов, обычно попадающие в дворовые контейнеры, – бумага, картон, пищевые остатки, текстиль, древесина, листва, черный и цветной металл, кости, стекло, кожа, резина, камни, керамика, полимерные материалы. Зачастую туда же выбрасываются крупногабаритные отходы: строительный мусор, отслужившая свой век мебель, бытовая техника и другие. Многие отходы токсичны. Только одна “пальчиковая” батарейка заражает солями тяжелых металлов и химикатами 20 кубометров мусора, а с разбитыми термометрами и ртутьсодержащими приборами на свалки ежегодно попадает большое количество ртути.
Бытовые отходы накапливаются в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т.п.).
Норма накопления ТБО изменяется, отражая состояние снабжения населения товарами и в тоже время она в значительной мере зависит от местных условий.
Состав и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от времени года и от многих других факторов. Бумага и картон составляют наиболее значительную часть ТБО.
Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) — бытового мусора — актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Твердые бытовые отходы это богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), а также — “бесплатный” энергоноситель, так как бытовой мусор возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики.
Однако для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом.
Для начала хотелось бы обрисовать проблему городского мусора или твердых бытовых отходов (ТБО) как их называют специалисты. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит ценные металлы, стеклянные контейнеры, пригодные для дальнейшего использования, а также макулатуру, пластик и пищевые отходы, незаменимые для удобрения почвы. Но наряду с ними в этой смеси содержится еще большее количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.
Растущее же количество отходов и нехватка средств их переработки характерны для многих городов. Местные власти всех стран повсеместно пытаются найти лучший способ для утилизации отходов своих граждан. Особенно остро эта проблема стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии.
Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службу человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления.
Переработка отходов предоставляет обществу повсюду «обмануть» проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье. Так, при производстве алюминия из лома вместо бокситов затраты энергии и загрязнение воздуха уменьшаются на 95 %. Получение бумаги из макулатуры вместо древесины не только спасает от вырубки ценные леса, но и на три четверти сокращает расход энергии на производство 1 т бумаги, требует лишь половины объема воды, потребляемой при использовании древесного сырья. Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.
Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений, составляющие которых, ведут к образованию кислотных дождей. Продукты сгорания ископаемого топлива нарушают хрупкий баланс газов в атмосфере, что, как утверждают ученые, может вызвать глобальное повышение температуры и поднятия уровня океана – в случае увеличения доли оксида углерода в атмосфере. В результате действия загрязнителей, кислотных дождей и продуктов сгорания природного топлива уже повреждены 19 млн. га лесов в Северной и Центральной Европе, это – территория, примерно равная Восточной Германии и Австрии, вместе взятым, и это же – тысячи мертвых озер на индустриальном Севере.
Изменение отношения к потреблению и утилизации отходов поможет также нивелировать ужасающие и возможно даже необратимые изменения в биосфере. Широко используемые продукты – такие, как пенящиеся средства и аэрозольные распылители, содержат вещества, которые способны нейтрализовать озон в стратосфере, защищающий землю от опасных ультрафиолетовых лучей. Утоньшение озонового слоя способно вызвать беспрецедентный рост количества кожно-раковых заболеваний. Замена озоноразрушающих материалов более безопасными устранит одну из самых сильных экологических опасностей.
Загрязняющие тяжелыми металлами атмосферу мусоросжигающие печи и красящие вещества вредят урожаю и здоровью людей. Переработка отходов сокращает потребность в загрязняющих окружающую среду печах для сжигания мусора, а красители и пигменты могут быть сделаны более безопасными для экологии.
Люди не беспомощны перед лицом этого комплекса проблем. Сокращая количество прямых отходов производства, и, перерабатывая большую часть отходов, люди становятся частью решения данной проблемы. Но сами по себе они (потребители) не могут произвести желаемых изменений. Им нужна помощь предприятий, способных и стремящихся производить продукцию, приспособленную к дальнейшей переработке, и правительства, способных и стремящихся изменить прежнюю практику утилизации отходов. Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.
Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но – с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста.
До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.
Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны.
Чем больше женщин вносят свой труд и управленческие способности в коммерческие предприятия, тем больше становится спрос на доступность товаров в доме. Разного рода полуфабрикаты и готовые к употреблению товары обычно вытесняют домашнюю кухню. А такая еда хотя и сокращает органические отходы в домашнем хозяйстве, но зато ее остатки просто выбрасывают. Иными словами, поток мусора увеличивается из-за большего количества упаковок и материалов, используемых в рекламных целях. Транспортировка сельскохозяйственной продукции на переработку и упаковку способствует также увеличению расхода энергии на перевозка товара на рынок. Понимание потребителем влияния выбора покупки на объем отходов и необходимости их утилизации пока проявляется медленно.
В промышленно развитых странах вес упаковки составляет около 30 %, а по объему – 50 % всех домашних отходов. Большую часть остальных отходов составляют пищевые и дворовые. Бумага составляет примерно половину упаковочных материалов, затем следует стекло, металл и пластик.
Доля пластика в упаковке с незначительного объема в шестидесятых годах выросла особенно быстро. Напитки, растительные масла, чистящие средства, парфюмерия теперь имеют пластмассовые упаковки. Действительно, сейчас стало очень трудно купить их в традиционной стеклянной емкости и в России. Следующей целью производителей пластика становятся жестяные банки. Таким образом, не только растет количество упаковки, но и меняются материалы, используемые в ее производстве. Растет доля пластиков в общей массе отходов, а их не просто утилизировать с тем чтобы использовать заново.
Индустрия прохладительных напитков, демонстрируя изменение компонентов упаковки и повышение доступности своих товаров, все больше «раздувает» мусорные ящики в домах. До 1975 г. бутылочные контейнеры доминировали на мировом рынке контейнеров для напитков. Оставшуюся часть составляли алюминиевые и стальные банки и одноразовые бутылки. К 1981 г. это соотношение изменилось в пользу одноразовых емкостей.
Внедрение дешевой нефтехимической продукции и новых технологий возвестили о наступлении века пластика. Двухлитровые бутылки, представленные впервые в 1978 г., теперь составляют 22% общего объема продаж безалкогольных напитков в США, у нас же те самые бутылки «РЕТ» только в полутора-литровом исполнении и вовсе самая популярная тара. Если сравнить по весу, то пластика сейчас выпускается в несколько раз больше, чем алюминия и всех других нецветных металлов, вместе взятых. Их продажи растут по 5 % в год, начиная с 1977 г. Бутылки для кетчупа, пакетики для супа и упаковки для мороженого должны быть легкими, небьющимися и биологически неактивными – т.е. пластиковыми.
Хотя неосведомленный человек думает, что существует лишь один вид пластика, имеющий разное применение, на самом деле различают около 46 различных типов пластиков, находящихся в повседневном пользовании. Одна сдавливающаяся бутылка из-под кетчупа состоит из 6 видов пластика, имеющих разное назначение: придание формы, плотности, эластичности и герметичности. К сожалению, лишь немногие процессы переработки можно применить для получения более чем одного вида пластика одновременно. А при тех, что пригодны для этих целей, вырабатывается пластик более низкого качества, чем полученный как сырье переработки.
В дальнейшем количество пластиков будет увеличиваться за счет соединения пластиков с другими материалами. Любая фирма, работающая с копировальной техникой, сейчас предлагает компаниям, готовым заплатить 35 центов за лист, долговечную пластиковую «бумагу». Упаковщики пищи экспериментируют с материалом, представляющим собой смесь алюминиевой фольги и пластика, что является менее громоздкой, чем негнущиеся упаковки, и лучше сохраняют пищу. Но чем сложнее, тем больше стоимость и сложность ее переработки. И, в отличие от большинства материалов, пластик не так легко разлагается под действием света и бактерий. Однажды выброшенные, они остаются относительно целыми долгие годы.
Другую экологическую опасность представляет собой процесс, который применяется для получения материала, используемого в целях сохранения в горячем виде так называемой «быстрой» пищи. Примерно половина всей такой упаковки содержит хлористые соединения. Когда эти вещества попадают в верхние слои атмосферы, мощные потоки солнечных лучей «пробивают» их, выбивая атомы хлора. Хлор способен уничтожать озоновый слой, защищающий землю от ультрафиолета. Если допустить его массовый выпуск в атмосферу, то радиация ультрафиолетовых лучей будет способствовать заболеваниям раком кожи, снижению урожайности и ослаблению иммунной системы человека.
В будущем будет использоваться пластик, способный к биологическому разложению. Опытное производство этого пластика уже началось, но пока оно сдерживается высокими производственными ценами и низкими объемами производства, что допускает его применение лишь для высокотехнологических нужд и нужд медицины, но, по заявлениям компаний-производителей, в ближайшем будущем он дойдет и до обычного потребителя. Производство разлагающегося пластика, содержащего крахмал, также является одним из направлений поиска.
Вернемся к увеличивающейся доле неразлагающихся отходов: ведь сейчас отходы домашнего хозяйства содержат все большее количество опасных отходов. Жители среднего американского города выбрасывают в год около 23 кг опасных материалов. Батарейки, краски, растворители масла и пестициды – в числе наиболее проблематичных. Ртуть из батареек и фосфорсодержащие элементы флюорисцентных ламп угрожают здоровью людей. Безусловно, продолжает расти риск, связанный с органическими химикатами, содержащимися в лаках, которыми обычно покрывается мебель, растворителях красок, пестицидах и косметике – эти продукты будут также исследованы с особой тщательностью. Будучи просто выброшенными в мусорный бак, эти опасные отходы могут вызвать взрыв в мусоросжигательных печах, загрязнение подземных вод в месте складирования и угрозу здоровью людей.
Сосредоточение бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека. Поэтому в настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно:
Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.
Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза.
Свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных.
Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным.
Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в.
Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов.
Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.
Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разложимых веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, диоксин, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др.
Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине.
Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов.
Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.
Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве.
Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны.
Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.
Среди методов ликвидации отходов в настоящее время первое место принадлежит полигонам твердых бытовых отходов, на которые вывозят порядка 90-95% отходов (сжигание составляет не выше 10%). При этом сложилось устойчивое мнение: будь-то бы, если ТБО складируются, то тем самым они обезвреживаются. Это далеко от истины. Полигоны – мины замедленного действия, которые будут действовать десятки лет, нанося огромный экологический и социальный ущерб природной среде и, тем самым, населению.
По результатам работ различных авторов, исследовавших все аспекты размещения ТБО на полигонах, отмечается не только сильное поверхностное загрязнение почв на больших территориях, но и подземных вод и грунтов до глубин более 20 м. Воды эти токсичны для живых организмов.
Вблизи полигона ТБО располагаются и эксплуатируются артезианские водонапорные скважины из горизонтов, испытывающих постоянное загрязнение фильтратами полигона.
Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза – метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т. е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.
Вторым направлением утилизации ТБО является переработка в органическое удобрение (компост). Из известных методов переработки (с продувкой воздуха в штабелях, в сетчатых камерах, на жалюзийных полках, в вертикальных башнях) наиболее эффективным и гигиеничным на сегодняшний день является метод биопереработки во вращающихся цилиндрических барабанах (диаметром до 4 метров и длиной до 30-60 метров). Процесс происходит в полной изоляции от человека.
Трудность осуществления данного метода состоит в необходимости сложной сортировки и предварительной переработки ТБО, т. к. в России отсутствует система целевого сбора отсортированного и незагрязненного вторичного сырья у населения, что влечет за собой необходимость строительства дополнительного завода по сортировке мусора для разделения и сбора вторичного сырья: пленка, бумага, черные и цветные металлы, стекло.
К сожалению, из-за низкой экологической культуры населения в бытовые отходы попадают краски, батарейки, люминесцентные лампы и многое другое, что может привести к перенасыщению компоста тяжелыми металлами и вредными компонентами.
В связи с этим в работе предлагается метод безотходной утилизации ТБО. Суть предлагаемого решения сводится к проведению ряда технологических стадий переработки органических отходов в зависимости от агрегатного состояния. Твердые органические отходы в смеси с окисью кальция переводятся в карбид кальция. Жидкие и газообразные отходы превращаются в синтетические нефтепродукты путем пропускания их через карбид кальция в сверхкритических для ацетилена условиях T>=500°C и P>=0,2 МПа и последующей конденсацией и сепарацией полученных продуктов.
Новизна этого решения состоит в осуществлении последовательных вышеназванных химико-технологических стадий превращения отходов в ценное энергетическое сырье (сначала в карбид кальция, затем в углеводороды нефтяного ряда). При этом глубина утилизации достигает 90% и более.
В экономически развитых странах все меньше бытовых отходов вывозится на свалки и все больше перерабатывается промышленными способами. Самый эффективный из них – термический. Он позволяет почти в 10 раз снизить объем отходов, вывозимых на свалки, причем несгоревший остаток уже не содержит органических веществ, вызывающих гниение, самопроизвольное возгорание и опасность эпидемий.
Сейчас зарубежные специалисты делают ставку на мусоросжигательные установки, которые не только сжигают отходы, но и перерабатывают выделяемое при этом тепло в энергию. Тем не менее, в большинстве стран выработка и утилизация тепловой и электрической энергии рассматриваются всего лишь как дополнение к обезвреживанию отходов. В этой связи особое внимание привлекает концепция “энергетического баланса”, предложенная рабочей группой Всемирного энергетического совета: полученная энергия должна покрывать энергетические затраты на саму переработку мусора. Поэтому выбор технологии чаще всего определяется балансом производимой и потребляемой энергии. Наибольший эффект дают комплексные технологии (утилизация материалов и сжигание) или непосредственное сжигание неподготовленных отходов, а наименьший – компостирование отходов с захоронением неорганических остатков.
Специалисты считают, что уже в ближайшее время сжигание с выработкой электрической и тепловой энергии будет основным способом переработки отходов. В будущем мусоросжигательные энергетические установки, скорее всего, войдут в интегрированную систему управления отходами вместе с предприятиями по утилизации и вторичному использованию некоторых материалов (стекла, металла, бумаги и т. д.). В этой области первыми добиваются успехов те страны, где остро ощущается “дефицит территории” и введены ограничения на захоронение определенных видов отходов.
Опыт показывает, что для крупных городов с населением более 0,5 млн. жителей целесообразнее всего использовать термические методы обезвреживания ТБО.
Термические методы переработки и утилизации ТБО можно подразделить на три способа:
• слоевое сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах (МСК);
• слоевое или камерное сжигание специально подготовленных отходов (освобожденных от балластных фракций) в энергетических котлах совместно с природным топливом или в цементных печах;
• пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.
Несмотря на разнородность состава твердых бытовых отходов, их можно рассматривать как низкосортное топливо (тонна отходов дает при сжигании 1000—1200 Гкал тепла). Термическая переработка ТБО не только их обезвреживает, но и позволяет получать тепловую и электрическую энергию, а также извлекать имеющийся в них черный металлолом. При сжигании отходов процесс можно полностью автоматизировать, а следовательно, и резко сократить обслуживающий персонал, сведя его обязанности до чисто управленческих функций. Это особенно важно, если учесть, что персоналу приходится иметь дело с таким антисанитарным материалом, как ТБО.
Слоевое сжигание ТБО в котлоагрегатах. При данном способе обезвреживания сжигаются все поступающие на завод отходы без какой-либо предварительной подготовки или обработки. Метод слоевого сжигания исходных отходов наиболее распространен и изучен. Однако при сжигании выделяется большое количество загрязняющих веществ, поэтому все современные мусоросжигательные заводы оборудованы высокоэффективными устройствами для улавливания твердых и газообразных загрязняющих веществ, стоимость их достигает 30% капитальных затрат на строительство мусоросжигательных заводов.
Сжигание полимерных материалов, содержащих хлор, неизбежно сопровождается появлением в дымовых газах хлорсодержащих токсичных компонентов – диоксинов и фуранов. Так называют большую группу веществ, основу молекул которых составляют два шестичленных углеродных кольца. В органической химии известно 210 подобных соединений. Если в них нет атомов хлора, то эти вещества токсичны не больше, чем, например, бензин, однако при замещении в кольцах атомов водорода на атомы хлора образуются опасные для природы и человека диоксины и фураны – всего около 20 соединений разной степени токсичности. Они привлекают внимание экологов и специалистов на протяжении двух последних десятилетий.
Источники диоксинов и фуранов – не только аварийные ситуации на предприятиях химической промышленности. Эти ядовитые вещества образуются в обычных условиях при сжигании древесины, отходов, дизельного топлива, при выплавке меди, производстве целлюлозы, в цементных печах и других (особенно химических) производствах. Все это – контролируемые выбросы диоксинов, но существуют и более мощные неконтролируемые источники, главным образом горящие свалки, костры, в которых сжигают мусор и растительные отходы, в том числе и на садовых участках. При таком режиме образуется в десятки раз больше диоксинов и фуранов, чем на мусоросжигательных заводах, где используется высокотемпературный процесс. Если заводская технология строго соблюдается, концентрация хлорсодержащих токсичных компонентов в дымовых газах опускается до самых низких нормативных значений, принятых в европейских странах, а сейчас и в Москве. Иначе говоря, в отличие от захоронения на свалках при сжигании отходов на заводе можно не только контролировать их количество и воздействие на окружающую среду, но и, что очень важно, управлять этим процессом.
Снижение затрат на транспортировку отходов диктуют необходимость строительства двух мусоросжигательных заводов производительностью по 200 тыс. т отходов в год. Это наиболее рациональный вариант.
Таковы на сегодняшний день термические методы обработки твердых бытовых отходов.
Сейчас в мировой практике применяется больше десятка технологий сжигания бытовых отходов. По оценке Всероссийского теплотехнического института (ВТИ), вырабатываемая при их реализации тепловая энергия наиболее эффективно используется в трех случаях: при сжигании твердых отходов на колосниковых решетках, в топке с псевдоожиженным (кипящим) слоем и по технологии, называемой “Пиролиз – высокотемпературное сжигание”.
Сжигание на колосниках в слоевой топке считается самой распространенной технологией. По этому методу работает большинство зарубежных мусоросжигательных заводов и все, построенные до настоящего времени в России. Сжигание отходов в топках с псевдоожиженным слоем широко распространено в Японии. В Европе таких заводов только два – в Испании и Германии, строительство еще двух ведется во Франции и в России (Москва). К сожалению, обе эти технологии не решают проблему утилизации и обезвреживания твердых остатков – шлака и особенно летучей золы, которая улавливается системой газоочистки. Но если шлак можно использовать, например, на засыпке оврагов или в строительстве, то золу приходится захоранивать на специально оборудованных полигонах, поскольку она адсорбирует тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Есть и другие пути переработки твердых остатков, но все они требуют дополнительных материальных затрат.
Следует рассмотреть возможность создания безотходного производства с использованием шлака и золы для дорожного строительства и стройиндустрии, обеспечив при этом извлечение остатков черного и цветного металлолома. Необходимо также предусмотреть в схеме завода двухступенчатую систему очистки выбросов, отвечающую самым жестким нормативам и требованиям. Аппараты очистки от летучей золы должны иметь эффективность не ниже 99%. Химическая очистка от газообразных загрязняющих веществ должна улавливать такие выбросы, как S0₂ , NO₂ , HCI и HF. Конструкция котлоагрегата должна обеспечивать полное дожигание органических и полиароматических веществ, образующихся в процессе горения отходов.
Обезвредить золу и шлак позволяют комбинированные технологии сжигания отходов при высокой температуре. К ним относится, например, практически безвредная комбинированная технология под названием “Пиролиз – высокотемпературное сжигание”. С ее внедрением переработка ТБО стала почти полностью безотходной.
В результате процесса пиролиза из сырья образуются парогазовая смесь и твердый углеродистый остаток (пирокарбон). Парогазовая смесь очищается от пыли в циклоне и далее проходит последовательно через конденсатор, в котором газовая фаза отделяется от жидких продуктов пиролиза (смеси смолы и воды). Газообразные продукты направляются вентилятором на сжигание в специальную топку.
Пирокарбон из пиролизного барабана через шлюзовой питатель выгружается на конвейер с погружными скребками и охлаждающей водяной рубашкой под днищем. Расфасованный в бумажные мешки пирокарбон отправляется на склад готовой продукции.
Комбинированная технология выгодно отличается от прочих тем, что, во-первых, из бытовых отходов получают материалы, пригодные для использования практически без дальнейшей обработки. Во-вторых, выходящие из установки газы по степени очистки отвечают самым строгим требованиям, более того, зачастую содержание в них вредных веществ гораздо ниже установленных пределов. Наконец, метод дает возможность использовать выделяемое при сжигании отходов тепло для производства электроэнергии и централизованного теплоснабжения или направлять его на технологические нужды.
Немногие, наверное, смогли бы отказаться от всех тех благ и удовольствий, которые «подарила» нам цивилизация. Но еще меньше людей никогда не задумывались о том, чем кончится такое неоправданное растрачивание природных ресурсов, чем мы в конце концов заплатим за наши автомобили, комфортабельные квартиры, чудеса техники. И не существует никакого оправдания, потому что в каком бы ужасном состоянии не находилась сейчас окружающая среда, есть способы предотвращения экологической катастрофы, которая грозит всему человечеству. И пренебрежительное отношение к этим путям спасения – ни что иное, как преступление.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сказать, что, несмотря на длительность изучения настоящей проблемы, утилизация и переработка отходов по-прежнему не ведется на должном уровне.
Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления отходов. Усилия стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Все эти мероприятия, бесспорно, уменьшают уровень негативного воздействия отходов на природу, но не решают проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов. Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями.
Во многих местах в мире стратегия переработки отходов не получает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными. Напротив, многие материалы находятся в употреблении именно из-за их долговечности и надежности. ношение вещей, печать на пишущей машинке не делают эти вещи неиспользованными.
Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги – столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы, содержащие высоко переработанные химикаты. И тот факт, что эту продукцию, очень дорогую по содержанию сырья и энергоемкую, часто считают бесполезной, показывает извращенность экономической системы. Мы просто выбрасываем наше будущее.
1. Эскин Н.Б. Разработка и анализ различных технологий сжигания бытовых отходов/ Эскин Н.Б., Тугов А.Н., Изюмов М.А. – М.; 2002
2. Багрянцев Г.И. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов / Багрянцев Г.И., Черников В.Е. – Новосибирск; 2000
3. Боровский Е.Э. Проблемы экологии. Отходы, мусор, отбросы. – М.; 2004
4. Дрейер А.А. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка. – М; 2000
5. Виниченко В.Н. Проблема твердых отходов: комплексный подход. – М.; 1999
Переработка твердых бытовых отходов
Переработка бытовых отходов — весьма сложная задача не только из-за их большого объема, а главным образом из-за их многокомпонентности, сложности состава.
До 60-х гг. XX в. большая часть отходов вывозилась и сжигалась на открытых площадках. Это самый дешевый способ переработки бытовых отходов, но с экологической точки зрения — самый вредный. При сжигании 3 т малотоксичных отходов образуется около 1 т высокотоксичной золы, вместе с дымом в атмосферу выбрасывается множество токсичных и канцерогенных веществ, в том числе и диоксинов, разрушающих эндокринную и иммунную систему человека. В настоящее время такой способ переработки бытовых отходов запрещен. Однако в Японии бытовой мусор сжигается в суперпечах, где достигается очень высокая температура, в результате чего конечными продуктами сжигания являются оксиды (пиролиз отходов). В России также разработана конструкция печей для пиролиза бытовых отходов, но пока они еще не внедрены в жизнь.
Другой способ уничтожения бытовых отходов — их захоронение: бытовые отходы зарывают в землю или вываливают и засыпают землей. Для этой цели используют карьеры, овраги, заболоченные низины и т. д. Из-за отсутствия доступа воздуха такие свалки не горят (нет загрязнения воздуха), не размножаются грызуны и другие животные, а также насекомые. Но при этом возникают другие проблемы:

? происходит вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод;

? образуется метан (рудный газ);

? происходит просадка грунта.

Из перечисленных проблем самая серьезная — загрязнение грунтовых вод остатками разлагающихся органических веществ и ионами тяжелых металлов, что представляет серьезную угрозу для здоровья населения.
Образование метана происходит при разложении органических веществ, содержащихся в бытовых отходах (остатках пищи, бумаге, текстиле и др.), и отсутствии кислорода воздуха. Метан СН₄ — легкий (примерно в 2 раза легче воздуха), легковоспламеняющийся газ. Из метана на 2/3 состоит биогаз (смесь газов, образующихся при гниении органических веществ). Метан может скапливаться в отдельных местах и при зажигании взрываться, что может привести к человеческим жертвам. Кроме этого, метан отравляет корни растений, деревьев, выращенных на месте захороненных свалок. В отсутствие растительности начинается эрозия почвы, и отходы вновь появляются на поверхности.
По мере разложения объем бытовых отходов уменьшается, в результате чего происходит просадка грунта. Именно поэтому на месте свалок ничего не строят, делают газоны, игровые площадки. Но и в этих случаях просадка грунта нежелательна, так как в образующихся низинах скапливается вода, со временем образуются болота.
Во избежание указанных негативных последствий могильники бытовых отходов делают более усовершенствованными. Их устраивают на возвышенных местах с глубоким залеганием грунтовых вод; по периметру могильника прокладывают керамические трубы для сбора фильтрующейся со свалки загрязненной воды; дно могильника покрывают на 30-50 см слоем глины, поверх которого укладывают слой крупного гравия. Все это предназначено для того, чтобы сточная вода, достигнув водонепроницаемого слоя, собиралась в систему коллекторов, а затем подвергалась соответствующей очистке. Слой гравия, окружающий свалку, служит также для отвода образующегося метана (биогаза), который может быть использован как источник энергии.
Наиболее перспективный способ переработки бытовых отходов — их рециклизация, т. е. вторичная переработка с целью получения из отходов полезных, пользующихся спросом товаров. Основная трудность при использовании этого способа — сортировка бытовых отходов: необходимо разделить макулатуру, стекло, пластмассу, металлы, пищевые отходы и т. д. В России сортируется 2% твердых бытовых отходов. Затем идет переработка каждого вида отходов с целью получения полезного целевого продукта. Использование этого способа предполагает заинтересованность населения и отдельных отраслей промышленности в продукции, изготовленной из вторичного сырья.
Для переработки пищевых отходов, бумаги, текстиля, садового мусора наиболее перспективным является их компостирование, т. е. естественное биологическое разложение (пере- гнивание) органических веществ в присутствии воздуха. Конечный продукт компостирования — гумусоподобное вещество, которое можно использовать в качестве органического удобрения. Этот способ переработки бытового и садового мусора следует использовать на садовых и дачных участках с большой пользой для будущего урожая.
Существует множество различных технологий по переработке бытовых отходов для изготовления из них ценных продуктов, которые, к сожалению, в большинстве своем в настоящее время не реализуются.
В настоящее время основными способами переработки твердых бытовых отходов в России являются их захоронение или сжигание на мусоросжигающих предприятиях, хотя очевидно, что экономически наиболее целесообразно сочетать рециклизацию, компостирование и снижение объема мусора.
Очевидно, что человечеству не удастся в обозримом будущем полностью избавиться от отходов. Какую-то часть их неизбежно придется захоранивать или сжигать.
Вторичное использование твердых бытовых отходов в США с 1990 по 2000 г. выросло с 8 до 32%. В Канаде объявлена национальная задача — довести уровень переработки ТБО до 50%. Этого уровня достигли большинство районов Германии, а Швейцария достигла уровня 53%.
Опыт Европы показывает, что ТБО должны разделяться как минимум на 4 потока: органические отходы, сухие отходы (макулатура, ткани, консервные банки, стекло), остаточные отходы и крупногабаритные отходы. Для четвертого потока создаются специальные площадки, при которых организуются центры переработки и повторного использования материалов.
Процесс переработки отходов постоянно совершенствуется. Однако часть образующихся отходов является очень токсичной. Это прежде всего неиспользованные пестициды, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества. В России 10% от общей массы ТБО относят к токсичным.
Радиоактивные отходы (РАО) — неиспользуемые радиоактивные вещества, образующиеся при работе ядерных реакторов и применении радиоактивных изотопов. Существуют различные способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов.
Изоляция радиоактивных отходов осуществляется путем захоронения в специальных емкостях на значительную глубину в земную кору или в глубокие впадины морского дна.
Заканчивая изложение фактического материала, следует акцентировать внимание на влиянии антропогенных и техногенных факторов на биосферу, здоровье и благосостяние населения Земли, что в значительной степени отражено в табл. 4.35.
В заключение этого раздела следует подчеркнуть, что как естественные экосистемы зависят от круговорота биогенов, так и устойчивое существование человечества в конечном итоге зависит от его способности рециклизировать и утилизировать практически все виды отходов. А иначе не получится ли так, что человек достигнет Марса и других планет, стоя по колено в мусоре на планете Земля?
Утилизация бытовых отходов.
Бытовые отходы представлены различными видами органических и неорганических соединений, естественного или искусственного происхождения. В зависимости от вида бытовых отходов различаются и способы их утилизации и переработки. Наиболее распространенными способами переработки бытовых отходов на сегодняшний день, являются следующие способы. Самым распространенным на сегодняшний день и один из самых старых – это способ, при котором производиться сбор и захоронение твердых бытовых отходов на специально предназначенных для этого полигонах.
К сожалению, сегодня в России очень часто бытовые отходы утилизируются на полигонах без предварительной подготовки местности. Сами бытовые отходы практически не сортируются, да и выбор места для будущих полигонов, зачастую производится практически стихийно. К тому же еще одним негативным фактором является увеличение числа стихийных полигонов, а так же не санкционированных захоронений, опасных твердых бытовых отходов. Важно, чтобы все эти проблемы решались на государственном уровне.
Таким способом утилизируется до 50-55% всех бытовых отходов по всему миру, данный показатель разнится в разных странах.
Следующим способом, немного уступающим первому способу по распространенности, но намного превосходящий его по экономическим и экологическим положительным характеристикам, является повторное использование твердых бытовых отходов, то есть вторичная переработка материала с целью получения сырья. Сегодня вторичной переработки может подвергаться довольно большая группа бытовых отходов. Основными ее представителями являются макулатура, и картонно-бумажные бытовые отходы. После нескольких видов сортировки, дополнительного измельчения происходит специальный технологический процесс, направленный на получение нормальной бумаги и картона из бытовых отходов. Применение этого производства позволяет значительно уменьшить количество вырубаемых для целлюлозной промышленности деревьев. Все это благотворн6о действует на окружающую среду, а так же удешевляет стоимость конечной продукции. Другим видом бытовых отходов, являются алюминиевые банки. Благодаря тому, что их собирают в специальных контейнерах, а затем спрессовывают, облегчается их дальнейшая переработка, что уменьшает количество добываемой алюминиевой руды, и уменьшает стоимость конечного продукта, то есть других алюминиевых банок. В связи со значительным увеличением количества различных пластиковых отходов, встал вопрос о необходимости использования данного вида сырья в промышленности.
Такой подход значительно снижает затраты на электроэнергию при производстве изделий из пластика. Так же одним из видов бытовых отходов, подвергающихся вторичной переработке, являются различные стеклянные бытовые отходы. Их можно применять, как повторно в стеклодувной промышленности, в измельченном виде, либо в других отраслях промышленности, давая им вторую жизнь, а так же сберегая экологию и финансовые средства.
Далее идет довольно распространенный в развивающихся странах метод утилизации бытовых отходов, путем их сжигания в специальных высокотемпературных печах. Согласно опубликованной статистики только в Европе в 1995 году таким образом было утилизировано семнадцать процентов всех отходов. Положительная сторона такой утилизации в том, что объем отходов, уменьшается на девяносто процентов, а вес на шестьдесят – семьдесят. Кроме того, при сжигании отходов выделяется тепловая энергия, которую можно использовать для выработки электроэнергии или обогрева помещений. Однако следует признать, что в процессе горения могут образовываться токсины и тяжелые металлы, потому стремясь обезопасить окружающую среду и не допустить выброса токсинов и тяжелых металлов в атмосферу необходимо печи оборудовать сложными и дорогостоящими фильтрами. В процессе использования они также приходят в негодность и отправляются на свалку. Потому при утилизации отходов путем сжигания необходимо большое внимание уделять снижению количества кислотных газов, оксида азота, двуокиси серы и конечно же выброса тяжелых металлов. Все эти вещества наиболее опасны. Они выделяются в процессе горения и могут попасть даже в продукты питания, так как в виде мельчайших частиц сажи попадают на растения, которыми питаются животные. А если человеческий организм усвоит вместе с пищей полученные эти элементы, они могут вызвать самые непредсказуемые последствия и заболевания раком, расстройство гормональной системы организма.
Последним методом, наиболее щадящим экологическую обстановку, является набирающий все большую популярность в развитых странах, метод биологической переработки. Большим минусом, ограничивающим его широкое внедрение, является тот факт, что данным методом могут перерабатываться только лишь органические соединения, да и то не всех химических групп. Ведется постоянный поиск микроорганизмов способных разлагать все новые классы органических соединений.
Хранение и переработка бытовых отходов
Сосредоточение бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека. Поэтому в настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно:
санитарная земляная засыпка,
Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.
Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза.
Свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных.
Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным.
Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в.
Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов.
Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.
Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разложимых веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, диоксин, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др.
Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. бытовой отход загрязнение мусор
Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов.
Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.
Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве.
Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны.
Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.
Экологический проект «Проблема утилизации мусора в быту»
План I.Вступление II.Вторая жизнь ненужных вещей 1.Мусор – враг №1 в быту 2. Опыт стран мира по переработке мусора 3. Переработка вторичного сырья – самый перспективный способ улучшения экологического состояния окружающей среды

4. Опрос учащихся и родителей

5. Направления практической деятельности учащихся

6. Эксперимент и выводы

7. Вторая жизнь пластиковой бутылки

II. Заключение

Напротив моего дома в 2011 году открыли магазин «Росинка». За этим магазином поставили баки для ТБО, в которые несут бытовые отходы жители близлежащих улиц и два бака, используемые магазином. Мусор вывозится по мере накопления отходов 2 раза в неделю. До появления магазина мусорных баков не было и бытовые отходы жители частично сжигали, а частично выбрасывали прямо на дорогу за магазином.
Весь мусор разлетался по улице, захламляя территорию моего придомового участка, причиняя массу неудобств. Приходилось периодически наводить порядок, убирая целлофан, обрывки упаковок и прочий мусор. Кроме того, бытовые отходы содержали испорченные продукты питания, которые в большом количестве привлекали стаи местных бродячих собак. Животные очень часто использовали территорию моего дома в качестве полигона для сохранения своей «добычи». В итоге моя улица и дорога за магазином фактически превратилась в ужасную свалку (фото 1 ).
Однажды к нам во двор, стала прибегать маленькая рыжая собачонка, бездомная дворняга, выброшенная хозяевами на произвол судьбы. Животное было вынуждено бороться за выживание, искать убежище, питаться подножным кормом, а именно — отходами из близлежащих переполненных контейнеров. Собака бегала по нашему участку и таскала из контейнеров остатки выброшенной еды, целлофановые пакеты, коробки и прочий мусор, в итоге территория и моего дома превратилась в такую же свалку, как и за забором. Конечно можно понять бедное животное, оно борется за своё существование, но если посмотреть с другой стороны, то во дворе не было такого беспорядка если бы не переполненные баки на улице. Дело в том, что ближайшие баки ТБО, кроме тех, о которых ведётся речь, находятся очень далеко, и жители соседних улиц носят выбрасывать мусор в контейнеры напротив моего дома, которые вследствие этого быстро переполняются и нуждаются в срочном вывозе. Вместо этого, на контейнерах горкой лежат отходы, которые падают сверху, тут же захламляя дорогу, разносятся ветром и растаскиваются животными. Поэтому меня и заинтересовала такая проблема как утилизация ТБО в быту, очень актуальная в настоящее время в нашей стране.
II. Вторая жизнь ненужных вещей.
Этот проект акцентирует внимание на важной проблеме сегодняшнего дня – бытовых отходах. Что делать с вещами, которые в доме не нужны: сжечь, закопать, выбросить в мусорный контейнер? Как избежать образования большого количества отходов в быту и как научиться вторично использовать их? Это задача актуальная и в какой-то мере посильная для всех нас. Даже частично решив ее, уже можно улучшить экологическую ситуацию. Проблема мусора считается экологической проблемой номер один.
1). Главной целью моего проекта является формирование у молодого
поколения особого отношения к привычному мусору — не как к твердым бытовым отходам и фактору загрязнения, а как к ценному вторичному сырью.
Для изучения проблемы бытовых отходов, я поставил перед собой следующие задачи:

проанализировать утилизацию мусора в разных странах,

познакомиться с проблемой мусора в России,

провести раздельный сбор мусора в своей семье,

сделать выводы о проделанной работе.

В каждой семье ведро с отходами ежедневно совершает путешествие к мусорному контейнеру. В год в расчете на одного на человека таких отходов образуется 250–300 кг.
В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится в среднем около одной тонны мусора в год, и это не считая миллионов изношенных и разбитых автомобилей. Если весь накапливающийся за год мусор не уничтожать и не перерабатывать, а сыпать в одну кучу,
образовалась бы гора высотой с Эльбрус.
По оценке американских экспертов в области охраны природы, проблема
мусора в последние годы выдвинулась среди прочих экологических проблем на первое место. Говоря об озоновых дырах, атомных электростанциях и глобальном потеплении, мы не замечаем, как к нам незаметно подкрадывается еще одна опасность — погибнуть под горами мусора, создаваемого человечеством.
Можно назвать несколько причин увеличения количества мусора:
– рост производства товаров массового потребления одноразового использования;
– увеличение количества упаковки;
– повышение уровня жизни, позволяющее пригодные к использованию вещи заменить новыми.
Большая часть бытового мусора не разлагается в естественных условиях или имеет очень длительный срок разложения. Доля такого мусора увеличивается с каждым годом. Это характерно не только для промышленности, сельского хозяйства, мегаполисов, но и для отдельно взятых жителей.
Как известно, чисто не там, где убирают, а там, где не мусорят! Поэтому, внимание всем, кому не безразлично, где мы живем.
Бумага разлагается 2 года;
жестяная консервная банка – 90 лет;
алюминиевая банка из-под колы — 500 лет,
для распада стекла нужно более 1000 лет!
Сегодня ты первоклассник. Бумага, только что выброшенная тобой, сгниет, когда ты будешь учиться в 4-м или 5-м классе, т.е. через 3–4 года; железная банка проржавеет и начнет разрушаться лишь когда ты окончишь среднюю школу, – через 10–11 лет; когда ты будешь древним старцем, а твоя соседка по парте старушкой, разрушится в земле полиэтиленовый пакет – на это потребуется 60–100 лет; битое стекло или стеклянные бутылки будут лежать в земле долгие годы после тебя, твоих детей, внуков, правнуков, праправнуков и даже их потомков, т.к. для того чтобы они превратились в песок, должно пройти 600 лет. Жвачка — это тот продукт, который никогда самостоятельно не разлагается. Поэтому не бросай и не прилепляй жвачку (кто хоть раз «вляпывался» в неё, поймет), а перед тем, как выкинуть жвачку в урну, заверни в бумажку.
Согласно экологическому «закону» Барри Коммонера: «всё надо куда-то девать, отходы деятельности человека нужно уменьшать и в дальнейшем утилизировать. Поэтому следует придерживаться нескольких простых правил:
1-й этап: просто удержаться от соблазна бросить бумажку на землю.
2-й этап: донести бумажку до ближайшей урны.
3-й, сверхэтап: поднять и донести до урны чужую бумажку! Пустые бутылки не разбивать, а поставить возле урны — те, кому надо, подберут.
Принцип прост: «с собой принёс – с собой унёс!»,складывай отходы в пакет — и в следующий раз можешь смело возвращаться на то же место. Важно на природе не разбрасывать стекло: о битое стекло могут пораниться люди, животные, от преломления солнца через осколки может загореться лес!
Вещи, которые стали не нужны, не выбрасывай, а меняй или отдавай тем, кому они нужнее. Например, одежду отнеси в церковь или аккуратно сложи у мусорного бака, кому надо — подберут.
В нашем районном посёлке Хохольский есть центр реабилитации и социальной поддержки, где проживают ребята, попавшие в трудную жизненную ситуацию. Этим детям оказывают поддержку лицеисты тем, что приносят свои вещи, из которых уже выросли сами.
Методом компостирования переработать мусор, который может гнить или разлагаться. Это пищевые отходы; бумага и картон; трава, ботва и другие растительные остатки. Для этого в дальнем уголке усадьбы складывай этот мусор в кучу, в которой невидимые помощники — огромная армия микробов, бактерий и насекомых — переработают отходы за 2-3 года. Но при этом обязательно следует ухаживать за компостной кучей: еженедельно поливать водой, ворошить вилами, лопатой, стараться измельчить мусор. Полученный перегнивший компост — прекрасное удобрение на вашем дачном участке для всех видов овощей, цветов и ягод (фото 2)
2).Везде, где появляется человек, остается мусор. Количество людей неуклонно растет и, конечно, количество мусора тоже. В нашей стране свалки растут с каждым днем. Они привлекают ворон, голубей и крыс – разносчиков инфекций, бродячих собак и кошек. Гниющие отходы – среда развития некоторых болезнетворных микроорганизмов. Проволока, обрезки досок могут стать причиной травм. Свалки – причина загрязнения воздуха, почвы, водоемов.
То есть, главным источником увеличения бытовых отходов является человек, а основными методами использования бытовых отходов в мире являются: сжигание (оно рассматривается как средство сокращения общего объема отходов, одновременно позволяющее использовать отходящее тепло), рециклирование (то есть переработка для дальнейшего использования, утилизация) и закапывание.
Однако каждая страна борется с мусором по-своему.
На сегодняшний день в мире по количеству городских отходов лидирует Америка. Каждый американец выбрасывает более 2 килограммов мусора в день, что составило 254 миллиона тонн в год. Это примерно в два раза больше европейца. Большая часть этого мусора, около 55%, все еще закапывается в землю, 12% сжигается и только 33% используется повторно. Для сравнения, Германия использует повторно 70% своих отходов.
«Исследования показывают что состав ТБО примерно таков:
Доля отдельных компонентов отходов существенно варьирует в зависимости от их источника» (Б. Небел, 1993 год, стр. 89).
В Японии проблема обращения с отходами особенно актуальна еще и потому, что там попросту нет места для захоронения отходов. Отходы активно используют при создании насыпных территорий в океане. Решение проблемы бытового мусора, без преувеличения, зависит от каждого человека, и одно из главных достижений Японии — то, что не следует ничего выбрасывать до тех пор, пока сохраняются какие-либо полезные свойства, что расточительность неуместна.
«Отходы можно сортировать либо непосредственно на месте получения (в домах), либо после сбора на особых установках»
(Б.Небел стр. 96 «Наука об окружающей среде»)
Немцы выбрасывают на помойку ежегодно более 40 млн. тонн отходов, половину из которых составляет домашний мусор. Раньше в Германии, как и сейчас в России, все сваливали в кучу и несли в серую бочку. Потом стали делить отходы: стекло к стеклу, бумагу к бумаге. Бочки должны стоять недалеко от домов, но не далее 15 м от проезжей части, чтобы облегчить работу мусорщикам. В серую бочку теперь несут только остаточный мусор, старые газеты, журналы и картонные коробки.
В желтую бочку выбрасывают банки, бутылки, полимерную и бумажную, а также частично металлическую упаковку, на которой стоит «зеленая точка». Зеленая бочка предназначена для биоразлагаемых пищевых отходов, которые перерабатываются в компост. Голубая бочка для бумаги и картона. Эти бочки, стоящие перед входом в дом или подъезд, опустошаются раз в две недели специальными машинами, принадлежащими сообществу или его уполномоченному на вывоз городского мусора предприятию. Лекарства с просроченной датой принимают аптеки. Для старых батареек есть приемные пункты в любом супермаркете. О вывозе холодильников нужно договариваться заранее.
С начала 70х до конца 90х годов в России бытовых отходов стало в 4 раза больше. Это миллионы тонн. И произошло это по причине улучшения культуры упаковки и появления большого количество одноразовой упаковки. По этому показателю мы почти догоняем Запад. Проблема утилизации мусора стоит особо остро в больших городах, таких как Москва.
Сегодня Москва выбрасывает 10 млн. т. с промышленных отходов примерно по 1т на каждого жителя! Из них 40-50 % подвергается переработке или сжигается (гораздо большая часть всех отходов), еще 30-40 % вывозится, а еще около 10% оседает в черте города, где их уже около 3 млн. т.
3). Проблема утилизации бытовых отходов очень остро стоит перед правительством.
Поэтому переработка вторичного сырья – самый перспективный способ улучшения экологического состояния окружающей среды». Перерабатывается не более 2%, так как сортировка мусора затруднена по разным причинам.
Во-первых, значительная часть населения живет в небольших квартирах с маленькими кухнями, в которых трудно разместить несколько емкостей для разных фракций отходов.
Во-вторых, сказывается недостаточная экологическая культура населения, Несмотря на строительство специальных полигонов и создания свалок с упрощенным контролем, к сожалению, повсеместно вокруг городов, сел и садовых кооперативов растут ожерелья несанкционированных свалок. Мусор, несмотря на запреты, сваливают в совершенно не предназначенных для этого местах. С «диких» свалок ветер разносит бумагу и другие легкие отходы. Эти свалки не только уродуют ландшафт, но и угрожают человеческому здоровью.
Итак, целью работы было: доказать значимость проблемы бытового мусора на примере отдельной семьи. Человеку в процессе жизни свойственно оставлять за собой всевозможный мусор и различные отходы. За одну человеческую жизнь их скапливается очень много. В каждом доме образуется огромное количество ненужных материалов и изделий. Традиционно всё это выбрасывается.
4). Решать глобальные проблемы, например, строительство мусороперерабатывающего завода, мы пока не можем, но все-таки… Я провел опрос учащихся и родителей:
98% — ответили «да» и только 2% — «нет». Также в течение недели проводился анализ бытовых отходов (% содержания бумаги, пластика, пищевых отходов и др.) и пришёл к выводу:
– что надо менять наши взгляды на проблему мусора;
– проанализировал, что мы уже делаем, чтоб решить эту проблему;
Не забывать о скрытой стоимости захоронения отходов и меньших затратах на рециклизацию в долгосрочной перспективе. Призвать депутатов поддержать все законодательные акты, направленные на рециклизацию, компостирование и другие варианты применения мусора.· Сдавать макулатуру, бутылки и консервные банки в близлежащие пункты приема вторсырья.
· Покупать долговечные товары и свести к минимуму потребление продукции одноразового пользования.
· Покупать напитки в многоразовых бутылках и сдавать пустую тару, которую можно использовать вторично.
· Для покупок в магазине использовать холщевую сумку, тогда не понадобятся пластиковые пакеты, которые приходится выбрасывать.
· Не покупать впрок лекарства, бытовую химию и др. — по истечению срока хранения придется их выбросить.
· Не выбрасывать старые добротные вещи (одежду, игрушки, мебель, технику), которые нам не нужны. Найти им нового хозяина или из старых вещей изготовить новое, дать им вторую жизнь. Рекламируя свои достижения, проводить выставку «Старым вещам — новую жизнь».
· Залогом будущего урожая с грядок могут служить пищевые отходы — прекрасный материал для компоста.
· Объяснять людям остроту экологических проблем в частности мусора, выступать с призывами.
· Включаться в экологические акции и организовывать самим уборку мусора у территории школы, близлежащей территории, очистку родников, речки, своего дома
· Учится собирать и сортировать мусор, учить этому других.
Среди многочисленных подходов к решению проблемы в последнее время в развитых странах все большее внимание уделяют производству так называемых разлагаемых пластиков разного вида, которые, отслужив положенный срок в качестве упаковки или изделий другого назначения, затем разрушаются, так что горы пластиковой тары, казалось бы, должны таять на глазах.
Переработка твёрдых бытовых отходов для выработки тепловой и электрической энергии
Описание: Отходы при бесконтрольном размещении засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт, являются источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный университет
нефти и газа имени И. М. Губкина»
Кафедра промышленной экологии
Оценка _____________ (_____)
Курсовая работа по дисциплине
«Современные проблемы химических нефтегазовых технологий»
На тему: «Переработка твёрдых бытовых отходов для выработки тепловой и электрической энергии»
Содержание
[3] 1. Основные определения ТБО
[3.1] 1.1 Определение, классификация, состав ТБО
[3.2] 1.2 Количество образования ТБО
[3.3] 1.3 Законодательство в области ТБО
[4.2.1] 2.2.1 Захоронение отходов
[4.2.2] 2.2.2 Обезвреживание отходов
[4.2.3] 2.2.3 Использование отходов для получения вторсырья
[5] 3. Получение тепловой и электрической энергии из ТБО
[5.1] 3.1 Получение тепловой энергии
[5.2] 3.2 Получение электроэнергии
[6] 4. Проблемы переработки ТБО
[7] 6. Перспективы переработки ТБО
Введение
Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия привел к существенному увеличению объемов образования бытовых отходов.
Отходы при бесконтрольном размещении засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт, являются источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения.
Решение проблемы переработки отходов приобретает за последние годы первостепенное значение.
В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки возрастает необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и безопасную утилизацию отходов.
1. Основные определения ТБО
1.1 Определение, классификация, состав ТБО
Твёрдые бытовые отходы (ТБО, бытовой мусор) предметы или товары, потерявшие потребительские свойства. ТБО делятся также на отбросы (биологические ТО) и собственно бытовой мусор (небиологические ТО искусственного или естественного происхождения), а последний часто на бытовом уровне именуются просто мусором.
По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов:

Кости

Пищевые и растительные отходы (помои, отбросы)

Бумага газеты, журналы, упаковочные материалы

Древесина

– Различные металлы (цветные и чёрные)
Фракционный состав ТБО (массовое содержание компонентов, проходящих через сита с ячейками разного размера) сказывается как на сборе и транспортировке отходов, так и на технологии их последующей переработки, сортировки. Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и весной сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета). С течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается доля бумаги и полимерных материалов[1].
1.2 Количество образования ТБО
Твердые бытовые отходы составляют большую часть всех отходов потребления. Ежегодно количество твердых бытовых отходов по всему миру увеличивается на 3%. В странах СНГ образуется 100 млн. тонн твердых бытовых отходов в год. И почти половина этого объема приходится на Россию.
Наибольшую проблему представляют муниципальные твердые бытовые отходы – ТБО, которые составляют около 8-10% от общего количества образующихся отходов. Это связано со сложным составом ТБО и распределенными источниками их образования.
В России доля городского населения составляет 73%, что несколько ниже уровня европейских стран. Но, несмотря на это, концентрация ТБО в крупных городах России сейчас резко возросла, особенно в городах с численностью населения от 500 тыс. человек и выше. Объем отходов все увеличивается, а территориальные возможности для их утилизации и переработки уменьшаются. Доставка отходов от мест их образования до пунктов утилизации требует все больше времени и средств.
В настоящее время в большинстве случаев отходы просто собираются для захоронения на полигонах, что ведет к отчуждению свободных территорий в пригородных районах и ограничивает использование городских территорий для строительства жилых зданий. Также совместное захоронение различных видов отходов может привести к образованию опасных соединений.
По данным Росприроднадзора, ежегодно в России образуется порядка 35-40 млн. тонн твердых бытовых отходов и практически весь этот объем размещается на полигонах ТБО, санкционированных и не санкционированных свалках, и только 4-5% вовлекается в переработку. Это прежде все связано как с отсутствием необходимой инфраструктуры, так и самих предприятий – переработчиков, которых по стране насчитывается всего порядка 400 единиц. Также следует обратить внимание на то, что количество специально обустроенных мест для размещения отходов полигонов ТБО в целом по стране около полутора тысяч (1399), что в разы меньше, чем даже санкционированных свалок которых чуть больше 7 тысяч (7153). А количество несанкционированных свалок, которые следует расценивать как уже накопленный за истекшие десятилетия прошлый экологический ущерб, по состоянию на август текущего года превышает и указанную цифру в 2,5 раза и составляет 17,5 тысяч. Все указанные объекты размещения ТБО занимают площадь более 150,0 тыс. Га[2].
1.3 Законодательство в области ТБО
В соответствие с «Основами государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года», утвержденными Президентом Российской Федерации 28.04.2012г. № Пр-1102, основным направлениями обращения с отходами являются предупреждение и сокращение образования отходов, развитие инфраструктуры их обезвреживания и поэтапное введение запрета на захоронение отходов, не прошедших сортировку и обработку в целях обеспечения экологической безопасности при хранении и захоронении.
Одни из основных законов «Об отходах производства и потребления» от 24 июня 1998 года (с последними изменениями в начале этого года), который закрепляет основные принципы государственной политики в области обращения с отходами (за исключением радиоактивных), порядок определения права собственности на них, а также основы экологического контроля. Кроме того, данный нормативно-правовой акт относит организацию деятельности в области обращения с отходами к компетенции органов местного самоуправления. На это же указывает и другой Федеральный закон №131 «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации». Таким образом, порядок сбора ТБО, места их сортировки и утилизации, санитарные нормы и правила благоустройства определяют местные органы власти.
Значительную часть нормативной базы, регулирующей данную сферу, составляют такие законы, как: ФЗ «Об охране окружающей среды» (от 10 января 2002 года), ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (от 4 мая 1999 года), ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (от 30 марта 1999 года), Земельный Кодекс РФ и другие.
А также многочисленные методические рекомендации, СанПиНы, СП и СНиПы (к примеру, СП 31-108-2002 «Мусоропроводы жилых и общественных зданий и сооружений»; СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления» и др.).
Сложившаяся в Российской Федерации ситуация в области образования, использования, обезвреживания, хранения и захоронения отходов ведет к опасному загрязнению окружающей среды, нерациональному использованию природных ресурсов, значительному экономическому ущербу и представляет реальную угрозу здоровью современных и будущих поколений страны.
2. Переработка ТБО
2.1 Сбор ТБО
Санитарная очистка жилых районов и микрорайонов от твердых домовых отбросов, представляет собой комплекс мероприятий по их сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации.
Очистка жилых районов от ТБО складывается из различных операций. Пока не сложилось единой системы, и существует достаточно большое разнообразие различных способов и методов сбора, удаления и обезвреживания ТБО.
В основном, приняты два способа сбора унитарный и раздельный. При унитарном способе все отходы собираются в единый мусоросборник, при раздельном ТБО собирают по видам отходов (стекло, бумага, цветной металл, пищевые отходы и т.д.) в разные мусоросборники. Эта схема требует специальных транспортных средств для вывоза собранных ТБО, но позволяет собирать сырье для вторичной переработки, пищевые отходы, значительно уменьшает объемы отходов, требующих обезвреживания.
Дворовые сборники и контейнеры устанавливают в микрорайонах на специальных площадках, которые размещают на хозяйственных дворах, со стороны торцевых стен зданий или между зданиями, но с обязательным ограждением зелеными насаждениями или невысокими стенками. Площадки мусоросборников и павильоны следует размещать среди жилой застройки таким образом, чтобы создать максимальные удобства жителям при пользовании мусоросборниками, обеспечить удобный проезд транспорта, вывозящего мусор, исключить возможность загрязнения почвы и воздуха, обеспечить соответствие современным эстетическим требованиям[5].
Одним из направлений обращения с отходами является раздельный сбор и переработка вторичного сырья в пригодную для использования продукцию.
Система раздельного сбора отходов и вторичного сырья позволит решить проблему утилизации отходов, привлечь малый бизнес в эту сферу деятельности и повысить эффективность санитарной очистки города. Это наиболее эффективное решение проблемы уменьшения количества отходов, вывозимых на полигон. С целью повышения эффективности системы сбора и переработки вторичного сырья необходима работа, направленная на создание современных технологий переработки для производства конкурентоспособной продукции. Система раздельного сбора и переработки должна быть хорошо управляемой структурой, действующей на постоянной основе, применяющей современные методы регулирования и контроля.
Разделение отходов по фракциям (раздельное складирование) является наиболее приемлемым вариантом утилизации мусора. В этом случае, значительно уменьшаются затраты на повторную переработку, а неиспользуемые остатки, составляют не более 15% от общей массы (Европейская практика).
Вывоз ТБО производится на специально оборудованную площадку полигон твердых бытовых отходов, мусороперерабатывающий либо мусоросжигающий завод. Со всеми предприятиями, утилизирующими, перерабатывающими или захоранивающими бытовой мусор, профильная компания, специализирующаяся на сборе и транспортировке отходов, должна заключить договор. Лишь в этом случае ее деятельность будет легальной.
2.2 Виды переработки
Переработка повторное использование или возвращение в оборот отходов производства или мусора. Наиболее распространена вторичная, третичная и т. д. переработка в том или ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, асфальт, железо, ткани и различные виды пластика. Также, с глубокой древности используются в сельском хозяйстве органические сельскохозяйственные и бытовые отходы.
К основным видам обращения с отходами относятся:
– хранение отходов – содержание отходов в объектах размещения отходов в целях их последующего захоронения, обезвреживания и использования;
– захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую природную среду;
– обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе их сжигание и обеззараживание на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду.
– использование отходов – применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг и для получения электроэнергии;
Объект размещения отходов – специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, отвал горных пород и др.).
2.2.1 Захоронение отходов
Выбор участка для полигона ТБО осуществляется на основании функционального зонирования территории и градостроительных решений; последние выполняются в соответствии со СНиП. Полигоны размещаются за пределами жилой зоны и на обособленных территориях с обеспечением размеров санитарно-защитной зоны.
Полигон захоронения ТБО – это комплекс природоохранных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания твердых бытовых отходов, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов. На полигонах хранения ТБО размещаются отходы из жилых домов, общественных зданий и учреждений, предприятий торговли, общественного питания, уличный, садово-парковый смет, строительный мусор и некоторые виды твердых промышленных отходов III – IV класса опасности.
Обычно полигон сооружают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Если это невозможно, устраивается водонепроницаемое основание, что приводит к значительным дополнительным затратам. Площадь земельного участка выбирается с условием его срока эксплуатации (15-20 лет) и в зависимости от объема захораниваемых отходов может достигать 40-200 га. Высота складирования отходов составляет 12-60 м.
Полигон для твердых бытовых отходов в общем случае состоит из следующих частей:
– подъездная дорога, по которой осуществляются подвоз ТБО и обратное движение порожних мусоровозов;
– хозяйственная зона, предназначенная для организации эксплуатации полигона;
– участок складирования ТБО, где размещаются и захораниваются отходы; участок складирования соединяется с хозяйственной зоной временной внутриплощадочной дорогой;
– линия электроснабжения от внешних электрических сетей.
Полигоны бывают малонагружаемыми (2-6 т/м²) и высоконагружаемыми (10-20 т/м²). Годовой объем принимаемых отходов может составлять от 10 тыс. до 3 млн. м³. Технология складирования ТБО на полигонах предусматривает установку водоупорных экранов для защиты грунтовых вод и ежесуточную наружную изоляцию для защиты атмосферы, почвы, а также прилегающих территорий. Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизировано.
Организация работ на полигоне определяется технологической схемой эксплуатации полигона, разрабатываемой в составе проекта. Основным документом планирования работ является график эксплуатации, составляемый на год. Планируется помесячно: количество принимаемых ТБО с указанием N карт, на которые складируются отходы, разработка грунта для изоляции ТБО. Организация работ на полигоне должна обеспечивать охрану окружающей среды, максимальную производительность средств механизации и технику безопасности.
Пострекультивационное использование территорий полигонов ТБО возможно по различным направлениям – лесохозяйственным, рекреационным (лыжные горки, стадионы, спортивные площадки), гражданского строительства, создания коммерческих или промышленных. Характер такого использования и расходы на рекультивацию должны учитываться еще на стадии проектирования полигона[6].
2.2.2 Обезвреживание отходов
Термические методы. К термическим методам обезвреживания отходов относятся мусоросжигание и пиролиз.
Мусоросжигание является одним из быстрых и радикальных методов обезвреживания твердых бытовых отходов. Его проводят в специальных печах-деструкторах при температуре 9001000°С, при которой разрушаются почти все органические твердые, жидкие и газообразные соединения. Отходы с влажностью до 60%, зольностью до 60% и содержанием горючих компонентов (органических веществ) более 20% горят без добавления топлива. Кроме того, за счет значительной теплообразующей способности (48 мДж/кг) отходов в процессе их сжигания образуется энергия, которую можно использовать в народном хозяйстве.
В то же время в процессе мусоросжигания возникает необходимость в складировании твердых продуктов неполного сгорания (шлака и золы) и очистке выбросов в атмосферный воздух. В среднем вследствие сжигания 1 т твердых бытовых отходов образуется почти 300 кг шлака и 6000 м 3 дымовых газов, из которых на очистных сооружениях задерживается 30 кг золы. Шлак и зола содержат значительное количество кремния (до 65%), щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, железо, свинец, цинк и др. Кроме того, в золе могут содержаться диоксины полихлорированные дибензодиоксины и по-лихлорированные дибензофураны. Эти вещества (их может быть более 210, в зависимости от количества атомов хлора и их размещения в молекуле) оказывают канцерогенное, гепатотоксическое, нейротоксическое действие, угнетают иммунную систему, способны проходить через плаценту, накапливаться в грудном молоке. Самым токсичным и опасным для здоровья людей является 2,3, 7, 8-тетрахлордибензодиоксин. Опасны эти вещества также из-за их чрезвычайной стабильности в окружающей среде. Поэтому складировать золу необходимо так же, как и токсические промышленные отходы, т. е. на специальных полигонах. Шлак можно складировать на усовершенствованных свалках или даже использовать, например, в строительстве для улучшения рельефа местности. Позитивным является то, что площадь для складирования шлака и золы в 20 раз меньше, чем для свалок твердых бытовых отходов.
Дымовые газы, образующиеся во время мусоросжигания, содержат, кроме золы (210 г/м3), углерода диоксид С02 (15%), углерода оксид СО (0,05%), серы диоксид (S0 2 ), азота оксиды, HCl, HF, а также полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны. Во время сжигания 1 т отходов может образоваться 5 мкг диоксинов, большая часть которых связана с золой, а меньшая остается в дымовых газах. Диоксины могут содержаться как в собственно отходах, так и образовываться в процессе охлаждения дымовых газов после сжигания мусора. Во время сжигания при температуре 1000 °С диоксины, содержавшиеся в отходах, разрушаются. Но при охлаждении дымовых газов до 250350 °С они могут образовываться из органического углерода и хлоридов в присутствии водяного пара и ионов меди. Поэтому обязательной является очистка дымовых газов перед их выбросом в атмосферный воздух. Для задержки золы используют электрофильтры и рукавные фильтры, которые дают возможность уменьшить концентрацию золы в выбросах с 200010 000 до 1050 мг/м 3 . Для газоочистки применяют сухие и влажные методы, эффективность которых составляет в среднем почти 70 и 90% соответственно.
Мусоросжигательные печи должны находиться на расстоянии не менее 300 м от жилых кварталов. Печи большой производительности и связанные с ними сооружения (для загрузки мусора, его перемешивания, очистки выбросов в атмосферный воздух и др.) называются мусоросжигательными станциями или заводами.
Таким образом, обезвреживание твердых бытовых отходов на мусоросжигательных заводах при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований по их оборудованию и эксплуатации имеет гигиеническое, эпидемиологическое и экономическое преимущество, заключающееся в том, что обезвреживание происходит радикально и быстро. Отпадает необходимость в вывозе мусора далеко за город, т. е. сокращаются транспортные расходы, не требуются значительные по площади земельные участки, могут быть использованы тепло, пар и шлак. Именно этим обусловлено широкое использование мусоросжигания в мире.
Пиролиз. Процесс пиролиза твердых бытовых отходов осуществляется в высокотемпературных реакторах при температуре почти 1640 °С в условиях дефицита кислорода и не требует их предварительной подготовки. Высокая температура обеспечивает разрушение практически всех сложных органических веществ, превращение их в простые горючие (горючий газ, нефтеподобные масла) или негорючие (шлак) соединения. Во время пиролиза твердых бытовых отходов не образуется выбросов в окружающую среду. Такой метод обезвреживания отходов с гигиенической и экономической точки зрения весьма перспективный.
Химические методы. К химическим методам обезвреживания твердых бытовых отходов относится их гидролиз в присутствии хлористоводородной или серной кислоты при высокой температуре с целью получения этилового спирта, витаминов группы В, РР, D и других важных продуктов. Кроме того, отходы гидролизного завода могут быть использованы в виде биотоплива и органических удобрений. При внесении этих удобрений на поля черноземной зоны урожайность картофеля становится в 2 раза больше по сравнению с полями, обработанными другими компостами. Гидролизный метод обеспечивает безотходную технологию производства при соблюдении требований по санитарной охране окружающей среды.
Механические методы . К механическим методам обезвреживания твердых отходов относится изготовление разных блоков (крупнообъемных брикетов, строительных материалов) путем их прессования и использования специальных связующих веществ. В настоящее время механическая сепарация бытовых отходов является одной из основных предшествующих операций полной утилизации и фактического обезвреживания отходов[7].
2.2.3 Использование отходов для получения вторсырья
ТБО стоит рассматривать как техногенные образования, которые можно характеризовать как своеобразные носители, содержащие в себе практически бесплатные компоненты различных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, машиностроении, стройиндустрии, в химической промышленности, энергетике, в сельском и лесном хозяйствах и т. д. [8].
Основные направления использования вторсырья представлены в таблице 1.
Таблица 1. Основные направления использования вторсырья
Поделиться ссылкой:
Posted in Переработка мусора

Навигация по записям

Где купить завод по переработке мусора
Переработка мусора реферат

►►►ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ◄◄◄

►►►ВОЙТИ◄◄◄
СОДЕРЖАНИЕ:

Газовое оборудование

Кредиты под залог

НПЗ

Переработка мусора

Актуальность мини НПЗ в России
Как сотрудничать с нами при заказе модулей мини НПЗ
Карта сайта
Модули: Микро-мини НПЗ
Партнерское сотрудничество
Пример фракционного состава и суточного дохода
Свойства нефти, процесс переработки, качество нефтепродуктов
Связаться с нами
СТРОИТЕЛЬСТВО И ПРОИЗВОДСТВО МИНИ НПЗ
Структурная схема мини НПЗ
Требования к площадке НПЗ
ЮНИКРЕДИТ БАНК КРЕДИТ ПОД ЗАЛОГ АВТОМОБИЛЯ

ЭКСПРЕСС КРЕДИТ ПОД ЗАЛОГ АВТОМОБИЛЯ

ЧАСТНЫЕ КРЕДИТЫ ПОД ЗАЛОГ ПТС

ЦЕЛЕВОЙ КРЕДИТ ПОД ЗАЛОГ АВТОМОБИЛЯ

ТОЛЬЯТТИ ПОД ЗАЛОГ ПТС ТЯГАЧ

▲

Название: Хранение и переработка бытовых отходов
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: реферат Добавлен 22:25:49 16 июня 2011 Похожие работы
Просмотров: 1010 Комментариев: 15 Оценило: 4 человек Средний балл: 4.3 Оценка: неизвестно Скачать

Утилизация и автоматизация переработки бытовых отходов

Библиографическое описание:

Твердые бытовые отходы и их переработка

Утилизация твёрдых бытовых отходов

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Введение

Виды твёрдых бытовых отходов

Способы утилизации ТБО

Брикетирование

Компостирование

Термическая утилизация

Плазменная утилизация

Переработка отходов во вторичное сырье

Заключение

Подобные документы

Утилизация бытовых отходов

Переработка бытовых отходов и мусора

Оборудование для утилизации отходов

Реферат: Хранение и переработка бытовых отходов

Переработка твердых бытовых отходов

Утилизация бытовых отходов.

Хранение и переработка бытовых отходов

Экологический проект «Проблема утилизации мусора в быту»

II. Вторая жизнь ненужных вещей.

Переработка твёрдых бытовых отходов для выработки тепловой и электрической энергии

Содержание

Введение

1. Основные определения ТБО

1.1 Определение, классификация, состав ТБО

1.2 Количество образования ТБО

1.3 Законодательство в области ТБО

2. Переработка ТБО

2.1 Сбор ТБО

2.2 Виды переработки

2.2.1 Захоронение отходов

2.2.2 Обезвреживание отходов

2.2.3 Использование отходов для получения вторсырья

Поделиться ссылкой:

***Термическая* *утилизация***