Сбор и переработка твёрдых бытовых отходов в г. Москве

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ» — РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО Кафедра «Промышленная экология и безопасность производства»

Курсовая работа

Тема: Сбор и переработка твёрдых бытовых отходов в г. Москва

Москва 2013 г.

Твёрдые бытовые отходы

Нынешняя обстановка в сфере ТБО в г. Москва

Действующая законодательная база в г. Москва

Опыт Запада

Методы сбора и вторичной переработки

Заключение

В Северном административном округе города Москвы в соответствии с распоряжением Правительства Москвы от 21 сентября 2006 г. № 1870-РП «О проведении пилотного проекта по организации раздельного сбора твердых бытовых отходов (ТБО) на территории Северного административного округа» и префекта САО В. И. Объедкова от 26.10.2006 г. № 7779 «О проведении пилотного проекта по организации раздельного сбора ТБО на территории районов: Бескудниковский, Дмитровский, Восточное Дегунино, Западное Дегунино, Тимирязевский» проводится реализация экспериментального проекта по раздельному сбору ТБО.

Основной задачей проекта является не транспортировка бытового мусора (бумага, алюминиевые банки, пластиковые бутылки) на свалки Подмосковья, а сбор его и пуск во вторичную переработку, тем самым улучшив экологическую и санитарную обстановку в Москве и Подмосковье. На сегодняшний день ведется активная работа по закупке и замене металлических контейнеров для сбора ТБО объемом 0,8 куб. м со сроком службы до 2-х лет на оцинкованные евроконтейнеры объемом 1,1 куб. м со сроком службы до 15 лет, уже заказано 245 евроконтейнеров из них 145 функционируют, к концу 2007 года планируется закупить и ввести в эксплуатацию 2300 евроконтейнеров.

Выделяются участки земли для создания пунктов подсортировки и прессования вторичных ресурсов в районах, включенных в данный проект, что позволит эффективно использовать парк мусоровозной техники, вследствие чего будет создана система оперативного регулирования графика вывоза отходов с территории домовладений районов.

В районе Восточное Дегунино ежемесячно сдается более 50 тонн макулатуры и 20 тонн стекла. На сегодняшний день приобретено 113 контейнеров для раздельного сбора мусора в нашем районе и планируется приобрести еще 170 до конца этого года. На этих контейнерах указывается, для какого вида мусора они предназначены. Еще одна задача — это оборудовать контейнерные площадки под соответствующую технику, которая забирает мусор.

Если не делать такой работы — город в буквальном смысле задохнется в отходах. На сегодняшний день полигоны Московской области, которые принимают отходы, перегружены. Выход один — привыкать к тому, что во всем мире стало нормой: сортировать мусор на первой стадии, когда бытовые отходы из квартир москвичей попадают в мусорные контейнеры.

Твёрдые Бытовые Отходы (ТБО)

Природные ресурсы, которые потребляет человечество, можно условно разделить на две части: возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым ресурсам относятся все те ресурсы, которые можно восстановить с помощью фотосинтеза в обозримый отрезок времени. Речь идёт в первую очередь о всех видах растительности и тех ресурсах, которые можно из неё получить. К невозобновляемым относятся полезные ископаемые, которые в обозримое геологическое время уже не восстановятся.

Используемые человечеством технологии ориентированы в первую очередь на использование невозобновляемых природных ресурсов. Это нефть, уголь, руды и т. п. При этом их использование технологически влечёт за собой нарушения в окружающем мире: уменьшается плодородие почв и количество пресной воды, загрязняется атмосфера и т. п.

Нынешняя обстановка в сфере ТБО в г. Москва

До 1987 года самым популярным способом обращения с отходами было захоронение отходов города на специальных полигонов под Москвой. К 1987 году таких полигонов насчитывалось под Москвой около пятидесяти общей площадью в несколько сот гектаров дефицитных земель. Хорошо, если непригодные для землепользования! В Истринском районе под полигон был отдан глиняный карьер, а в Одинцовском под полигон отдан вполне пригодный для земледелия участок в 7,5 га. Не всегда кучи мусора на этих полигонов надежно засыпаны почвой, и неприятные запахи и пожары становились нормой в таких местах. Также не всегда хорошо были защищены от загрязнения ядовитыми веществами грунтовые воды. Видя такое состояние на городских свалках отцы города в то время нашли другое решение этой проблеме — мусоросжигательные печи и переработка твердых отходов. Была разработана программа по комплексному сбору, перевозке и утилизации отходов Москвы и Подмосковья. В рамках этой программы намеревались построить свыше десяти крупных предприятий по переработке бытовых отходов, в частности в Мытищах, Люберцах, Одинцове. Отходы должны были сжигаться, а металлолом реализовываться через Вторчермет и Вторцветмет. Программа также включала в себя увеличение парка мусоровозов и контейнеров для их сбора. Предвидя возможные загрязнения атмосферы выбросами мусоросжигательных печей, также предусматривалась установка специальных фильтров и технологии сжигания, очищающая выбросы на 97−99%. Органические отходы города власти собирались вывозить в сельские хозяйства Подмосковья. По выполнению программы (2000 год) городские власти намеревались закрыть значительное количество мусорных полигонов.

Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С тех пор (1987 год) количество мусора увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т. в год (учитывая промышленность). Сегодня Москва выбрасывает 10 млн. т. с промышленных отходов примерно по 1 т на каждого жителя! Из них 40−50% подвергается переработке (заслуга прежних властей) или сжигаются (гораздо большая часть всех отходов), еще 30−40% вывозится, а еще около 10 оседает в черте города, где их уже около 3 млн. т. Количество свалок (мусорных полигонов) ни сколько не уменьшилось и по-прежнему составляет 50, каждая площадью от 3 до 5 га. Исследователи утверждают, что несанкционированные свалки приобрели неслыханный размахдаже в центре Москвы их 14 штук, и это не считая загородных. Мэрия видимо понимает опасность такого положения и пытается устранить ее путем еще большего увеличения числа крупных мусоросжигательных станций. 12 таких закупаются сейчас за рубежом. Известно, что стоят они не мало и поэтому стоило бы сначала задуматься, а стоит ли их вообще закупать. В мире хорошо известны экологические издержки таких печей, а в экономическом плане они убыточны не только потому, что они стоят дорого, но и потому, что в них сжигается ценнейшее сырье, которое после переработки могло дать немалую прибыль городу. Но более простым властям кажется просто сжечь надоевший мусор, чем организовывать мероприятия по его переработке, что как мы видели выше дело хлопотное.

Сегодня, пожалуй одним из немногих положительных примеров служит практика московского ООО «Энергоинжиниринг», которым создана замкнутая цепочка оборота банки из-под напитков: от сбора и переработки использованных банок до выпуска новой банки для разлива напитков. Все собранные банки идут в переработку, что особенно важно в целях экономии ресурсов. Конечный продукт переработки — брикет высокой плотности из лома алюминиевых банок из-под напитков, свободных от посторонних примесей.

Брикеты дают минимальный угар даже при отсутствии специальных технологий переплава баночного лома. В базе данных поставщиков — сдатчиков банок числится более 250 юридических и физических лиц. Предприятие осуществляет прием банок у всех разливщиков напитков в банки, работает с 11 полигонами, с 23 парками г. Москвы и более чем с 50 приемными пунктами вторичных ресурсов.

Белоусова Е. Е, Отдел аналитического сопровождения законодательной деятельности информационно-аналитического Управления Московской городской Думы:

До 1990 года в СССР в системе Госснаба существовала система учета и использования вторичного сырья. Считалось, что использование вторичных материалов является мощным фактором ресурсосбережения. Для оказания эффективной научно-инженерной помощи в вопросах ресурсосбережения и использования вторичного сырья при Госснабе СССР функционировал специализированный институт вторичных ресурсов (ВИВР).

При переходе к рыночной системе хозяйствования старые методы перестали работать, не были созданы условия, которые стимулировали бы сбор и использование вторичного сырья в новых условиях. Специализированные предприятия, занимавшиеся переработкой вторичных материалов, акционизировались и частично перешли на другие виды деятельности, что привело к резкому уменьшению сбора и использования вторичного сырья.

Для сбора вторичных ресурсов в Москве существовала развитая система, которая включала в себя производственно-заготовительные предприятия (9), производственные участки (32) и приемные пункты (218).

Санитарная очистка города от ТБО в настоящее время базируется на утвержденной Постановлением Правительства Москвы от 05.05.1992 № 239 «Концепции схемы санитарной очистки города от ТБО до 2010 года».

Головной организацией в сфере обращения ТБО города Москвы является ГУП «Экотехпром» — первая в России специализированная городская организация, профессионально выполняющая в комплексе работы по санитарной очистке города от ТБО и имеющая в своем составе транспортные подразделения, мусороперегрузочные станции (МПС), заводы по термическому обезвреживанию ТБО и завод «Эколог» по утилизации биологических отходов, а также полигоны захоронения ТБО.

Следует отметить, что использование этапов мусоро-перегрузки и мусоропрессования в технологии санитарной очистки города позволило значительно повысить эффективность и экономичность вывоза ТБО на полигоны. Прессование ТБО в брикеты высокой плотности сокращает затраты на захоронение ТБО.

Термическое обезвреживание ТБО от жилого сектора в 2001 году составило 285,546 тыс.т.

Захоронение ТБО на полигонах и свалках в 2001 году оставалось преобладающим методом размещения муниципальных ТБО города. В 2001 году объем захоронения ТБО от муниципального жилого фонда города составил 1,9 млн.т., т. е. около 90% от общего объема образования.

Однако следует заметить, что ситуация, сложившееся в сфере захоронения ТБО г. Москвы требует корректировки ранее принятых решений:

· в последние годы происходит перераспределение потоков ТБО в пользу полигонов, расположенных в десятикилометровой зоне вокруг Москвы, что ведет к ухудшению экологической обстановки в Московском регионе;

· размещение ТБО от жилищного фонда города осуществляется зачастую на полигонах, не имеющих лимитов на размещение отходов от г. Москвы, либо имеющиеся лимиты превышаются в несколько раз.

· Жилищные организации продолжают заключать договора с полигонами, исходя из принципа минимизации затрат. Результатом чего является рост объемов захоронения ТБО в ближнем Подмосковье.

На территориях Южного и Северо-Восточного административных округов столицы почти 100% ТБО от жилого фонда поступают на мусоросжигательные заводы и мусороперегрузочные станции. В этих округах практически исключен прямой вывоз на полигоны. В перспективе предполагается, что данная схема санитарной очистки, усиленная селективным сбором и сортировкой отходов, должна быть реализована на территории остальных административных округов.

За 2001 г. в Москве собрано 1.026 млн. т. вторичного сырья, из которых 545 тыс. т. переработано в Москве, остальное отправлено для переработки в другие регионы России. Объем сбора вторичного сырья по сравнению с 2000 г. возрос в 1.3 раза, а объем переработки — в 2 раза.

В целом по Москве объемы утилизированных, захороненных и использованных вторично отходов возросли по сравнению с объемами 2000 г. в 1.5 раза.

В городе пока отсутствует система централизованного сбора отработанных аккумуляторных батарей и аккумуляторных электролитов. Функционируют несколько небольших фирм, которые собирают и передают на переработку незначительное количество автомобильных аккумуляторов. Большая часть собираемых аккумуляторов приходится на долю автотранспортных предприятий города. При объеме образования аккумуляторов в 19,6 тыс. т в городе подвергается сбору не более 18% и первичной переработке не более 8%. Частный сектор практически не охвачен сбором аккумуляторов, что в равной мере относится и к прочим автомобильным отходам. Например, собранная в городе авторезина в основном без разделки передается на Чеховский регенератный завод, куда в 2001 г. было направлено 9,38 тыс. т покрышек, что составляет немногим более 12% всего объема.

Действующая законодательная база в г. Москва

Основными принципами государственной политики в области обращения с отходами являются: охрана здоровья человека; поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды и сохранение биологического разнообразия; использование новейших научно — технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий; комплексная переработка материально — сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов; использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами в целях уменьшения количества отходов и вовлечения их в хозяйственный оборот.

К полномочиям субъектов Российской Федерации в области обращения с отходами относятся:

обеспечение проведения государственной политики в области обращения с отходами;

осуществление правового регулирования в области обращения с отходами в соответствии с законодательством Российской Федерации и контроль за осуществлением такого регулирования;

проектирование и строительство объектов размещения отходов, а также объектов использования и обезвреживания отходов;

обеспечение экономических, социальных и правовых условий для более полного использования отходов и уменьшения их образования.

Федеральный закон от 24.06.1998 г. № 89 (ред.10.01.2003 № 15-ФЗ) «Об отходах производства и потребления» определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечение таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

Федеральный закон (10.01.2002) Федеральный закон «Об охране окружающей среды» определяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

В Москве, как субъекте РФ, уделяется большое внимание охране окружающей среды и обеспечения безопасной экологической обстановки. Среди принятых Правительством Москвы нормативных актов, направленных на решение задач охраны окружающей среды можно отметить следующие:

Постановлением Правительства Москвы от 20.04.1999 № 353 (ред.11.04.2000) «О ходе строительства объектов санитарной очистки города» утверждается Программа реконструкции и строительства таких объектов до 2004 года и Перечень объектов санитарной очистки.

В целях определения единой городской политики в развитии отрасли санитарной очистки и в соответствии с рекомендациями экспертов Экономической комиссии Евросоюза (проект ТАСИС ERUS 9803 «Поддержка Правительства Москвы в области теплоснабжения и управления твердыми бытовыми отходами») Постановлением Правительства Москвы от 18.06.2002 № 460-ПП «О повышении эффективности системы санитарной очистки г. Москвы от твердых бытовых отходов» утверждены «Основные направления развития санитарной очистки города Москвы от твердых бытовых отходов».

В целях развития и совершенствования системы контроля, учета и управления отходами производства, создания городской системы сбора и переработки отходов и вторичного сырья, Постановлением Правительства Москвы от 28.01.2003 № 34-ПП утверждены Мероприятия по развитию городской системы сбора и переработки отходов производства и производственного потребления, содержащих вторичное сырье.

В рамках Комплексной экологической программы Москвы на период до 2005 года реализованы природоохранные мероприятия, позволившие решить ряд важных экологических проблем.

Построены мусороперегрузочные станции (Чертановская, Байкальская, Вагоноремонтная, по Сигнальному проезду), построены линии по переработке автопокрышек на Тушинском машиностроительном заводе и 149 механическом заводе. В городе число свалок общей площадью 280 га сократилось до 36 га (с 102 до 27 ед.).

Введены в эксплуатацию 16 автоматических постов контроля качества атмосферного воздуха.

Приняты Законы города Москвы от 21 октября 1998 года N 26 «О регулировании градостроительной деятельности на территориях природного комплекса города Москвы», от 26 сентября 2001 года N 48 «Об особо охраняемых природных территориях в городе Москве», от 5 мая 1999 года роде Москве", от 5 мая 1999 года N 17 «О защите зеленых насаждений» .

Утвержден Порядок разработки, согласования и утверждения проектов планировки производственных территорий г. Москвы, разработана электронная экологическая карта — схема города Москвы.

Вместе с тем ряд ключевых направлений по улучшению экологической обстановки в городе требует дополнительных решений. Не создана единая система экологического мониторинга по всем компонентам природной среды. Острыми проблемами остаются загрязнение водных объектов, расположенных на территории Москвы, все еще высокая концентрация населения, проживающего в санитарно — защитных зонах.

Опыт Запада

Опыт экономически развитых стран показывает, что решить проблему рециклинга отходов можно только если изменять ее комплексно, регулируя одновременно все механизмы и этапы движения мусора от источника (физ. лица, предприятия) через перевозку к пунктам хранения, переработки или захоронения. Но нельзя забывать о необходимости применения современных научно-технических достижений и управления общественным мнением. Только через активное привлечение населения к существующим в городе проблемам возможна реализация задуманного. Одними репрессивными мерами не обойтись.

Безусловно, раздельный сбор мусора, бытовых, твёрдых отходов, металла, бумаги и другого утиля во много раз облегчил бы его переработку. Большинство стран Евросоюза решили этот вопрос так давно, что никто из граждан не помнит, что раньше было как-то иначе.

Для обеспечения экологической программы Евросоюз выделил несколько тысяч таких контейнеров для раздельного сбора и вывоза мусора, например, в России и Украине. Сейчас рынок обеспечивают компании, которые специализируются на сборе, вывозе и переработке различных отходов, сохраняя тем самым чистоту и порядок на улицах и предотвращая экологическую катастрофу. Услугами таких компаний уже пользуются отели Санкт-Петербурга, развлекательные и спортивные центры Москвы и Подмосковья, а также гостиницы Самары и других городов.

Закон о рециклинге принят более чем в 50 странах мира. В 1995 году мировая индустрия рециклинга обеспечила занятость более 1 млн. человек. Общая стоимость продукции, полученной в мире за счет рециклинга в 1995 году составила 175 млрд долл.

· Практически во всех экономически развитых странах на уровне правительств разработаны и действуют программы, которые включают мероприятия по квалифицированному обследованию (приемка, обработка) машин, частичному демонтажу шин на перерабатывающих предприятиях, повторному применению снятых деталей, переплавке машин, захоронению не перерабатываемых отходов (в основном пластиков, ткани). Обычно общий объем материалов, вывозимых в отвалы, составляет 25−30% от массы автомобиля.

· Обращение с отходами четко регламентируется нормативно-правовыми актами и контролируется государственными органами, регулируется экономически — предприятия несут ответственность за переработку выпущенной ими продукции. Необходимые средства на переработку отходов выделяются государством (за счет сбора налогов с владельцев автомобилей и фирм импортеров) и аккумулируются в специальных экологических фондах на местном и федеральном уровне.

· Для снижения токсичности отходов все больше внимания при разборке автомобилей уделяют извлечению опасных химических материалов (например, тяжелых металлов, хлорсодержащих полимеров и др.). Этому способствует соответствующая стандартизированная маркировка деталей на стадии их изготовления.

· Использование металлолома существенно снижает стоимость всей металлопродукции. По усредненным данным, при переплавке стального металлолома требуется только 25% энергии, затрачиваемой на выплавку стали из руды в домнах.

· Введение в процесс изготовления деталей сплошной их маркировки, безусловно, несколько удорожает продукцию, однако при этом снижаются последующие расходы на использование металлолома.

· Из полученного вторсырья изготавливают т.н. неответственные детали (бамперы, обивку багажника, коврики и т. п.), а также хозтовары (бутылки, дорожные ограждения, хозяйственная утварь, покрытия для садовых дорожек).

· Особое внимание в последнее время уделяется переработке пластмасс, полипропилена, которые все больше используются в производстве автомобилей. Их переработка во вторичные материалы и использование с максимальной эффективностью возможны только после рассортировки по видам полимеров и по конкретным маркам пластмасс. Некоторые фирмы ввели с этой целью стандартизированную маркировку деталей из резины и пластмасс, позволяющую четко определить марку материала.

Методы сбора и вторичной переработки

В настоящее время такие технологии уже появились. Появилась принципиальная возможность не только существенно снизить затраты на ликвидацию отходов, но и получить при этом экономический эффект.

Недостатком технологий термического фракционирования является необходимость предварительно классифицировать отходы по видам мусора, что требует внедрения на государственном уровне технологий по сбору мусора. В этой области уже есть положительные примеры. Например, Австрия. Но для большинства стран такие технологии ещё необходимо создавать.

Поэтому очень большой интерес представляют технологии переработки мусора (городских свалок и т. п.) с получением при этом полезных продуктов и положительного экономического эффекта.

Таблица 1 Способы утилизации ТБО Помимо серьезного загрязнения воздуха, технологии утилизации отходов при помощи сжигания, по утверждению экологических организаций, «сжигают не только мусор, но и реальные деньги». Альтернативой этому методу является переработка мусора, с его последующей сортировкой на составляющие. Технология, применяемая на ЗАО «Белэкоком», белгородском предприятии по переработке отходов, отвечает всем нормативным показателям экологического контроля, применяемым к подобным заводам. Здесь отсутствуют процессы химической и термической переработки мусора, что существенно повышает экологическую безопасность. А спрессованные отходы реализуются на рынке переработанных материалов.

По оценкам специалистов, более 60% городских отходов — это потенциальное вторичное сырье, которое можно переработать и с выгодой реализовать. Еще около 30% - это органические отходы, которые можно превратить в компост.

Рисунок 1. Схема управления сбором и переработкой твёрдых бытовых отходов (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. Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде «мусорных полигонов». Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками. Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона.

По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Однако реальная экономия будет еще больше, поскольку не учитывают сам факт сохранения первичного сырья и затраты на добычу его, т. е. нефти и получения из нее мазута. Кроме того, в развитых странах существует законодательное ограничение на содержание в 1 м³ выбрасываемого в атмосферу дымового газа не более 0,1×10−9 г двуокиси азота и фуранов при сжигании отходов. Эти ограничения диктуют необходимость поисков технологических путей обеззараживания ТБО с наименьшим отрицательным влиянием на окружающую среду, особенно мусорных свалок. Следовательно, присутствие бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека.

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

Предварительная сортировка

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

Санитарная земляная засыпка

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

Сжигание

Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора. Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, и пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо. В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. Так, из общих объемов бытового мусора доля сжигания колеблется в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, от 20 до 40%; Бельгия, Швеция — 48−50%; Япония — 70%; Дания, Швейцария 80%; Англия и США — 10%. В России сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве — около 10%. Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ; продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов; создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов. Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания. В последние годы ведутся исследования по совершенствованию процессов сжигания, что связано с изменением состава бытовых отходов, ужесточением экологических норм. К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов для ускорения процесса, на кислород. Это позволяет снизить объем горючих отходов, изменить их состав, получить стеклообразный шлак и полностью исключить фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию. Сюда же относится и способ сжигания мусора в псевдосжиженном слое. При этом достигается высокая полнота сгорания при минимуме вредных веществ. По зарубежным данным, сжигание мусора целесообразно применять в городах с населением не менее 15 тыс. жителей при производительности печи около 100 т/сут. Из каждой тонны отходов можно выработать около 300−400 кВт-ч электроэнергии. В настоящее время топливо из бытовых отходов получают в измельченном состоянии, в виде гранул и брикетов. Предпочтение отдается гранулированному топливу, так как сжигание измельченного топлива сопровождается большим пылевыносом, а использование брикетов создает трудности при загрузке в печь и поддержании устойчивого горения. Кроме того, при сжигании гранулированного топлива намного выше КПД котла. Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разлагающихся веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др. Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. Исследованиями США выявлено, что при прямом сжигании твердых бытовых отходов большая часть сурьмы, кобальта, ртути, никеля и некоторых других металлов поступает в отходящие газы из негорючих компонентов, т. е. удаление негорючей фракции из бытовых отходов понижает концентрацию в атмосфере этих металлов. Источниками загрязнения атмосферы кадмием, хромом, свинцом, марганцем, оловом, цинком являются в равной степени как горючая, так и негорючая фракции твердых бытовых отходов. Существенное уменьшение загрязнения атмосферного воздуха кадмием и медью возможно за счет отделения из горючей фракции полимерных материалов.

Таблица 2 Данные мусоросжигающих заводов г. Москва

Рисунок 2 Сжигание ТБО на перерабатывающих заводах.

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

Пиролиз.

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

Низкотемпературный пиролиз — это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760 °C; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850 °C и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений. Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период «нефтяного бума». С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии. Научно-производственной фирмой «Термоэкология» акционерного общества «ВНИИЭТО» (г. Москва) предложена комбинированная технология переработки шлаковых и зольных отвалов ТЭЦ с добавлением части ТБО. Этот метод высокотемпературного пиролиза переработки отходов основан на комбинации процессов в цепи: сушка—пиролиз—сжигание электрошлаковая обработка. В качестве основного агрегата предполагается использовать рудно-термическую электропечь в герметичном варианте, в которой будут расплавляться подаваемые шлак и зола, выжигаться из них углеродные остатки, а металлические включения осаживаться. Электропечь должна иметь раздельный выпуск металла, который в дальнейшем перерабатывается, и шлака, из которого предполагается изготовлять строительные блоки или гранулировать с последующим использованием в строительной индустрии. Параллельно в электропечь будут подаваться ТБО, где они газифицируются под действием высокой температуры расплавленного шлака. Количество воздуха, подаваемого в расплавленный шлак, должно быть достаточным для окисления углеродного сырья и ТБО. Научно-производственным предприятием «Сибэкотерм» (г. Новосибирск) разработана экологически чистая технология высокотемпературной (плазменной) переработки ТБО. Технологическая схема этого производства не предъявляет жестких требований к влажности исходного сырья — бытовых отходов в процессе предварительной подготовки, морфологическому и химическому составам и агрегатному состоянию. Конструкция аппаратуры и технологическое обеспечение позволяет получить вторичную энергию в виде горячей воды или перегретого водяного пара с подачей их потребителю, а также вторичной продукции в виде керамической плитки или гранулированного шлака и металла. По существу, это и есть вариант комплексной переработки ТБО, их полной экологически чистой утилизации с получением полезных продуктов и тепловой энергии из «бросового» сырья — бытового мусора.

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

Заключение

Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов. В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод. Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них. Традиционные свалки непереработанных муниципальных отходов не только портят ландшафт, но и представляют потенциальную угрозу здоровью людей. Загрязнение происходит не только в непосредственной близости от свалок, в случае заражения грунтовых вод загрязненной может оказаться огромная территория.

Основная задача, стоящая перед системами переработки ТБО — это наиболее полно утилизировать отходы, образующиеся на некоторой территории. При подборе технологий для реализуемых проектов нужно руководствоваться двумя важными требованиями: обеспечить минимум или полное отсутствие выбросов и произвести максимум ценных конечных продуктов, для реализации их на рынке. Наиболее полно эти задачи могут быть достигнуты при использовании систем автоматической сортировки и разделенной переработки различных видов отходов при помощи современных технологий.

Комбинации указанных технологических решений устанавливаются на нескольких площадках в регионе так, чтобы обеспечить минимальную транспортировку отходов к месту переработки и непосредственную поставку ценных конечных продуктов на сопутствующие производства. Полный завод по переработке ТБО состоит из модулей всех видов и может включать сопутствующие производства. Количество технологических линий в каждом модуле определяется требованиями к производительности завода. Минимальное оптимальное соотношение достигается для завода производительностью 90 000 тонн ТБО в год.

Предлагаемые современные технологии позволяют одновременно решить проблему утилизации мусора и создать местные источники энергии. Таким образом, мусор вернется к нам не в виде разрастающихся свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов.

Европейский опыт показывает, что население страны привыкает к селективному сбору мусора в среднем за 10 лет. Россия, по крайней мере Москва, уже приближается к этой критической точке, однако пока мечта о раздельном сборе отходов остается малообоснованной.

Решая проблему утилизации мусора, нужно помнить, что от положительного решения каждой организации, каждого жителя зависит будущее всей планеты. А чтобы стать культурным человеком, достаточно просто донести свой автобусный талон до обычного городского контейнера.

твердый бытовой отход рециклинг

Список использованной литературы:

1. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов, утв. Минстроем России 02.11.96, согласована с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 № 01−8/1711.

2. Санитарные правила устройства проектирования, строительства и эксплуатации полигонов захоронения неутилизируемых промышленных отходов № 1746−77, утв. Минздравом Рис. 4 Свалки подмосковья. СССР 22.08.77.

3. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов № 3183−84, утв. Минздравом СССР 29.12.84.

4. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87 № 4422−87.

5. Правила сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений: СанПиН 2.1.7.728−99, утв. Минздравом России 22.01.99.

7. ГОСТ 17.4.1.02−83 Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения.

8. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85) № 3938−85, утв. Минздравом СССР, введённые в действие Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 11.11.98 № 30, взамен «Санитарных правил устройства и содержания полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденных Минздравом СССР 16.05.83 № 2811−83.

9. СП 2.1.7.1038−01.

10. Закон Свердловской области от 19 декабря 1997 года N 77-ОЗ «Об отходах производства и потребления», принятый Областной Думой Законодательного Собрания Свердловской области 3 декабря 1997 года Одобрен Палатой Представителей Законодательного Собрания

11. Журнал «Итоги» № 18 за 1999 г. «СУДЬБЫ ВЫВОЗА МУСОРА У „НИХ“ И У НАС» .

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ecoguild.ru/