Системы обращения с отходами

Приблизительно за 500 лет до н.э. в Афинах был издан первый известный эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за 10 стадиев (около 1800 м) от города. С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а антисанитарное состояние свалочных масс стало опасным. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. Около 90% отходов в США до сих пор захоранивается.

Сбор, утилизация и захоронение промышленных и твердых коммунальных отходов (ТКО) является одной из важнейших проблем городов и промышленных центров. Кроме собственно ТКО, ежегодно образуются десятки и сотни тысяч тонн влажного осадка сточных вод и избыточного активного ила на биологических очистных сооружениях, являющиеся разновидностью твердых отходов жизнедеятельности населения. Часть его сжигается, другая — накапливается.

Для решения этих базовых проблем существуют испытанные технические приемы, позволяющие заметно продвинуть их решение:

  • • селективный сбор отходов (при наличии станций/заводов автоматической сортировки ТКО достаточно двух контейнеров — для стекла и для остальных материалов);
  • • сокращение количества ТКО, образующихся в результате жизнедеятельности населения;
  • • повторное использование утилизируемых ресурсов из состава ТКО (один из видов рецикла ресурсов — компостирование большей части органических отходов и внесение компоста в качестве компонента почв);
  • • сжигание некомпостируемых отходов с целью сокращения их объема перед депонированием и рекуперацией части энергоресурсов (при этом должны соблюдаться весьма строгие ограничения на эмиссию в атмосферу с дымовыми газами вредных примесей и безопасное депонирование золы);
  • • сбраживание органической части ТКО с получением биогаза;
  • • депонирование ТКО для длительного хранения на специально подготовленных полигонах. Это наименее одобряемый общественным мнением метод обращения. Необходимо стремиться к сокращению его применения, поставив в качестве предельной цели депонирование только некомпостируемых и негорючих (или опасных при сжигании, выделяющих высокотоксичные вещества) составных частей ТКО.

Удаление из ТКО использованных предметов и материалов, содержащих вредные вещества, прежде всего тяжелые металлы и полихлорированные вещества, является приоритетом при организации селективного сбора. В сочетании с технологическими процессами выделения инородных веществ, не компостируемых при заводской переработке ТКО, дает возможность принципиально повысить качество компоста и улучшить его потребительские свойства.

Однако пока значительная часть официально зарегистрированных свалок не отвечает требованиям природоохранных и санитарных нормативов: отсутствуют санитарно-защитные зоны, не созданы системы отвода и очистки фильтрата свалок и выпадающих на их территорию атмосферных осадков. Многие свалки расположены в местах, не подходящих для этой цели по геолого-гидрологическим условиям, на большинстве из них нет водоупорных экранов, не соблюдается технология захоронения, отсутствует радиационный контроль поступающих отходов. Бытовые отходы, как правило, захораниваются совместно с промышленными, учет которых при этом практически не ведется.

Вследствие этого как в бытовые, так и в промышленные отходы попадают ядовитые, пожаро- и взрывоопасные вещества (металлическая ртуть, соединения марганца, хрома, кадмия и других «тяжелых» металлов, хлорорганические соединения, остатки нефтепродуктов и другие опасные вещества). Некоторые из токсикантов в результате биохимических процессов, происходящих в толще совместно захороненных промышленных и бытовых отходов, переходят в растворимое состояние и переносятся водными потоками на десятки километров от места свалки.

Большинство полимеров, в отличие от других видов ТКО, разлагаются очень медленно. К тому же отходы полимеров не могут перерабатываться на существующих мусороперерабатывающих заводах, не загрязняя при этом природную среду. Объемы их накопления ежегодно растут, а в случае возникновения пожаров они выделяют вредные химические соединения и служат источником серьезной экологической опасности.

Как показал отечественный и зарубежный опыт, наиболее эффективный способ уменьшения количества бытовых полимерных отходов состоит в их переработке во вторичное сырье с изготовлением готовой товарной продукции (так называемая «дуальная» система использования сырья). Из вторичного полимера можно изготовить широкую номенклатуру изделий.

Переработка бытовых полимерных отходов представляет собой, главным образом, измельчение отходов, их промывку, сушку, сортировку, экструзию, грануляцию и формирование готовых изделий. Очень важным моментом является сбор однородных по составу полимерных отходов.

Решение проблемы утилизации отработанных резино-технических изделий, среди которых основную массу составляют изношенные шины, весьма актуально как в природоохранном, так и в экономическом аспектах, так как эти отходы являются ценным вторичным сырьем, а при неконтролируемом сжигании могут существенно загрязнять окружающую среду.

В современных условиях в силу снижения критических порогов технологической надежности и потенциальных мощностей размещения в целом по Российской Федерации резко возрастает вероятность аварийных, экологически катастрофичных по последствиям воздействий на водные экосистемы. Так, в 1997 г., на ОАО «Слав-нефть-ЯНПЗ» возникла реальная угроза переполнения кислогудронных прудов, фильтрации кислого гудрона в подземные воды и разрушения берега р. Волги, чрезвычайная ситуация складывалась на шламовых полигонах АО «Минудобрения» (Краснодарский край), где накоплено более 1,5 млн м3 отходов производства удобрений (фосфогипс и водный раствор фосфорной кислоты), на полигоне промышленных отходов «Зубчаниновка» и т.д. Фактическим проявлением этой тенденции стала аварийная ситуация в 1998 г. в Ленинградской области на шламохранилище Акционерного общества закрытого типа «Сясьский комбинат».

Как видно на рис. 3.1, общий уровень потенциальной угрозы экологической безопасности для технологически развитой экономики (США) не имеет существенной тенденции к снижению по абсолютной величине. Однако будучи отнесенным к возросшему валовому объему производства этот показатель продемонстрирует очевидно позитивную позицию. В некоторых европейских странах это привело к снижению количества отходов и связанных с ними рисков. Напротив, падение валового национального продукта (ВНП) и снижение технического уровня производства вызывают непропорционально большой рост удельной опасности воздействия отходов на природную среду.

  • 600
  • 200

0 -

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

149

194

202

411

574

547

676

458

419

605

Рис. 3.1. Динамика аварий с воздействием на окружающую среду промотходов в США (данные Агентства по защите окружающей среды)

Для Российской Федерации положение усугубляется постоянной тенденцией роста хранения промышленных отходов на территориях предприятий, что усиливает вероятность аварийных ситуаций. Например, в Республике Бурятия в 1997 г. на территориях предприятий и временных свалках было размещено до 84% всего количества образовавшихся отходов. Это общий процесс возрастания объемов накопления на временных площадках и, соответственно, возрастания угрозы техногенных аварий.

Анализ современного состояния проблемы отходов обосновывает следующие основные рекомендации для разработки ТЭО:

  • • необходимо развивать абсолютно все методы снижения массы отходов как на стадии их образования (на предприятиях), так и на стадии потребления продукции, а также повсеместно внедрять прессование отходов;
  • • свалки отходов в их современном виде не приемлемы. В городах должны быть сооружены современные полигоны для захоронения отходов (гидроизоляция, газоотведение и т.п.);
  • • работа любого мусоросжигательного завода опасна для окружающей среды и здоровья населения. Проекты мусоросжигательных заводов требуют всесторонней проработки.

За последние несколько лет интерес к вторичной переработке ТБО вырос не только со стороны горожан, но и бизнеса. Вчерашние мусоросортировочные станции превращаются в заводы по сортировке отходов. Например, в Санкт-Петербурге работает такое предприятие мощностью до 100 тыс. т отходов (продукция города с населением в 250 тыс. человек).

На входе — мощный металлоулавливатель, который забирает весь черный металл, это около 1% всех отходов. Далее — камень, керамика, мелкие фракции бумаги и полимеров, которые после

компостирования станут техногенным почвогрунтом, используемым для пересыпания слоев отходов на мусорных полигонах. Сюда же попадает и стекло от разбившихся бутылок, которое не доходит до оптико-механической системы. При раздельном сборе стекла и отходов повышенной опасности грунт можно будет использовать и для обычной рекультивации земель. При переработке повторно используют от 74 до 86% ресурсов. Остатки прессуются (брикетируются) и отправляются на полигон.

Пластиковые бутылки и бумага конвейером подаются в спектральный анализатор, который делает 10 тыс. измерений в секунду. Потом пневматика отстреливает отходы либо вверх — если это бумага, либо вниз — если полиэтилен. Последний попадает на баллистический сепаратор, где отделяется объемный пластик от плоского. Часть пластика отправляется на переработку, а все остальное дробится и идет на производство топлива RDF'. Его закупают цементные заводы и другие потребители.

Более совершенные утилизационные производства работают по полной схеме: выделение черного (электромагнитная сепарация) и цветного металла (извлечение с помощью переменного «бегущего» магнитного поля; дробление и пневмовибрационная сепарация), бумаги (пневматическое разделение фракций по скорости витания в потоке воздуха; гидропульпация и осаждение тонковолокнистых фракций), текстиля («сухое» извлечение в цилиндрических грохотах с крючками; сепарация за счет сохранения прочности, в отличие от бумаги, при смачивании и перетирании), синтетической пленки (пневматическое разделение по скорости витания в потоке воздуха; сепарация за счет сохранения прочности при смачивании и перетирании; электростатическая сепарация), стекла («мокрая» сепарация в циклонах; пневматическое отделение в восходящем потоке воздуха по скорости витания; сепарация в метателях с отражательной плитой по упругости и баллистическим свойствам), пластмассы и картона (оптическое отделение бутылок и коробок).

Отдельную проблему составляет переработка и полезное использование органических отходов. Наиболее распространенной технологией полезного использования органических отходов является их анаэробная переработка на полигонах под слоем грунта и последующая добыча биогаза. В частности, в США в настоящее время действуют около сорока таких станций на старых захоронениях бытового мусора. Объем добычи составляет до 5 млн м3 газа в день.

RDF — refuse-derived fuel (топливо, полученное из переработанных отходов).

Вместе с тем, добыча биогаза, полученного из захороненных бытовых отходов, возможна только через 5—10 лет после создания полигона. Как правило, выход биогаза не постоянен, а его добыча становится рентабельной только на свалках, объем захороненного мусора на которых превышает 1 млн т. Наконец, «мусорный» биогаз требует очистки перед сжиганием, поскольку он содержит вредные вещества, например соединения тяжелых металлов (ТМ).

Переработка и утилизация органических отходов компостированием позволяет получать органические удобрения. Однако для этого необходим раздельный сбор ТБО. В противном случае в технологической цепочке появляется лишнее звено (сортировочные станции и заводы), которое увеличивает себестоимость конечной продукции. Кроме того, наличие в бытовом мусоре отходов, содержащих токсичные вещества (батарейки, лаки, краски и др.), может привести к тому, что компост окажется непригодным к применению.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >