Читайте также:
|
Выбор метода обезвреживания и переработки отходов для конкретного города (региона) определяется множеством факторов, основными из которых являются экономическая целесообразность используемого мероприятия (технологии), экологическая обстановка в населенном пункте (регионе).
В настоящее время известны следующие способы ликвидации отходов;
· складирование (длительное хранение);
· сжигание в специальных установках;
· пиролиз;
· переработка отходов с использованием биотехнологий
· повторное использование и вторичная переработка.
Складирование отходов
До сих пор основным способом обезвреживания промышленных и особенно бытовых отходов в России и ряде зарубежных стран, является складирование на полигонах. Полигоном называют инженерное сооружение, предназначенное для длительного хранения отходов.
При выборе места размещения полигона учитывают:
· Климатические характеристики (господствующие ветра, количество выпадающих осадков и др.);
· Тип почв и уровень залегания грунтовых вод; предпочтительными являются глинистые и суглинистые почвы с низким уровнем залегания грунтовых вод.
· Наличие подъездных путей к полигону, удаленность от источников образования отходов.
· Запрещается строить полигоны в долинах рек, на участках с просадочными грунтами.
В нашей стране отходы хранятся не только на полигонах, но и на многочисленных санкционированных и несанкционированных свалках.
Возможный ущерб окружающей природной среде в результате хранения отходов на полигонах и особенно свалках обусловлен:
· выделением мусорного газа, образующегося в результате биологических процессов разложения массы мусора, в атмосферу, что приводит к опасности возникновения взрывов, пожаров, наличия неприятного запаха;
· пожарами при горении мусора и выделении в атмосферу токсичных веществ, образующихся в результате процесса горения;
· загрязнением грунтовых вод при их контакте с дренажными водами полигона;
· выносом мусора ветром за пределы территории полигона;
· размножением крыс, мышей, мух и других патогенных представителей флоры и фауны.
Следует отметить, что для уменьшения отрицательного воздействия полигонов на окружающую среду, в настоящее время применяется ряд мероприятий:
· Откачка мусорного газа и использование его в качестве источника энергии;
Мусорный газ на 98% состоит из метана и диоксида углерода, оставшаяся часть приходится на токсичные газы, состав которых индивидуален для каждого полигона. В мировой практике добыча и утилизация биогаза на полигонах начала осваиваться в конце 70-х годов в США, а чуть позднее в странах Западной Европы. Сейчас за рубежом мусорный газ все чаще рассматривают как альтернативный источник энергии. Самые крупные станции по получению мусорного газа находятся в США. В пригороде Нью-Йорка такая станция производит в год до 110 млн. м3 газа. В Германии системы экстракции биогаза и его переработки действуют на 35 полигонах ТБО, в Великобритании на 25. В странах Западной Европы мусорный газ улавливается и обезвреживается, прежде всего, из чисто экологических соображений, хотя согласно расчетам американских экономистов добыча и использование мусорного газа в качестве источника тепловой энергии является экономически выгодной. Образование мусорного газа продолжается в течение 20-25 лет после прекращения захоронения отходов на полигоне. Отвод и очистка дренажных вод;
· Сортировка отходов для выделения тех отходов подлежащих повторному использованию или переработке.
· Прессование отходов, неподлежащих утилизации. Прессование позволяет уменьшить объем отходов в несколько раз. Прессование отходов целесообразно осуществлять на мусороперегрузочных станциях. Преимущества прессования: перевозка прессованных отходов более экологична и экономична, прессованные отходы менее пожароопасны, они трудно впитывают и практически не отдают воду, в них замедлены химические превращения. Вместе при прессовании отходов возникают определенные сложности, в частности, прессы часто выходят из строя из-за того, что в отходах присутствуют крупные несминаемые предметы и др.
· Пакетирование отходов, т.е. их упаковка в плотные непромокаемые пакеты, которые минимизируют риск загрязнения ОПС во время транспортировки и хранения отходов.
В настоящее время в России под полигонами заняты огромные площади земель. После того как срок эксплуатации полигона исчерпан, он подлежит рекультивации. Но и после этого Земли на долгое время выбывают из оборота.
Количество отходов, образующихся на душу населения, ежегодно возрастает. Поэтому применение традиционного метода захоронения отходов на полигонах в будущем недопустимо не только с санитарно-эпидемиологической, экологической, но и экономической точки зрения. В Японии, где на душу населения приходится всего 0,04 г земли, наибольшее распространение получили термические способы уничтожения отходов.
Сжигание отходов
В мировой практике наиболее разработанным методом обезвреживания несортированных отходов является их сжигание на мусоросжигательных заводах (открытое сжигание ТБО не допустимо). Основное преимущество этого метода – сокращение объема отходов более чем в десять раз. Первое «мусоросжигательное заведение» было построено еще в 1870 году близ Лондона. Спустя несколько десятилетий из шлаков (продуктов сжигания отходов) стали извлекать металлолом. С середины семидесятых годов на ТБО обратили внимание специалисты-энергетики как на дополнительный источник энергии. Оказалось, что тепло, образующееся при сжигании ТБО, можно утилизировать. Таким образом, основной продукцией мусоросжигательных заводов является тепловая энергия и лом металла. Казалось бы, человечество решило проблему с отходами, однако, в середине 80-х годов ученые обнаружили, что в процессе сжигания ТБО, содержащих хлорорганические вещества, образуются высокотоксичные соединения – диоксины. Кроме диоксинов в составе дымовых газов присутствуют зола, тяжелые металлы и ряд других опасных соединений. Кроме того, образующаяся в процессе сжигания токсичная зола требует дальнейшего захоронения. При сжигании 1 кубометра ТБО образуется порядка 23 кг золы.
В России первый мусоросжигательный завод появился в 1972 году, то есть через 102 года после появления в мире первого. Но это один из тех случаев, когда, опоздав на целое столетие, мы оказались в выигрыше. Сейчас в мире действует более 1000 мусоросжигательных заводов. В России их немного – в Москве, Владивостоке, Сочи, Пятигорске, Мурманске и др. Обеспечение выброса опасных загрязнителей на уровне нормативных требований, требует использования высокоэффективных и дорогостоящих систем очистки и приборов контроля за выбросами. Как показывают экономические расчеты, стоимость очистного оборудования на современных мусоросжигательных заводах составляет порядка 50-60% от стоимости всего завода.
За последние десятилетия в США закрыто более 20 мусоросжигательных заводов. Это связано с тем, что эти объекты не имели эффективных систем очистки дымовых газов, что привело к серьезному загрязнению атмосферы токсичными веществами. Ужесточение атмосфероохранных законов потребовало от владельцев мусоросжигательных заводов значительно увеличить ежегодные затраты на очистку и системы контроля за выбросами, что и привело к сокращению мусоросжигательных заводов в США. Следует отметить, что в Швеции, Дании и Японии сжигание - это основной метод борьбы с отходами, которые не подлежат повторному использованию и вторичной переработке.. В этих странах очень жесткие законы по охране атмосферы и поэтому к мусоросжигательным установкам предъявляются жесткие требования (необходимо удалять порядка 99% загрязнителей). Внедрение предварительной сортировки отходов перед сжиганием с целью удаления тех отходов, сжигание которых приводит к образованию токсичных веществ, снижает затраты на очистку.
Пиролиз отходов
Пиролиз отходов представляет собой термический способ уничтожения отходов. На заводах по пиролизу используются специальные печи, и уничтожение отходов происходит при температуре более 1700 0С. В пиролизных печах образуется меньше газообразных загрязняющих веществ, чем при обычном сжигании отходов (на мусоросжигательных заводах отходы сжигают при температуре порядка 800 0), однако пиролиз является очень энергоемким, а следовательно дорогим способом уничтожения отходов.
Переработка отходов с использованием биотехнологий
Более перспективным способом обращения с ТБО является их комплексная переработка. Основными методами переработки отходов являются биоразложение и биотермическое компостирование. Эти методы особенно эффективны при обращении с ТБО и отходами сельскохозяйственных комплексов. Полный цикл переработки ТБО с использованием биотехнологий включает: сбор – сортировку – переработку - использование. В мире разработано множество технологий переработки ТБО. Однако до сих пор острой проблемой является сортировка отходов. В настоящее время на современных мусороперерабатывающих заводах из ТБО извлекаются: пластмассы, металл, бумага, пищевые отходы, стекло. Наиболее предпочтительными для компостирования считаются следующие отходы: растительные остатки, пищевые отходы, бумага, древесные отходы, отработанные илы, отходы животного происхождения. Эти органические отходы используются для производства органического удобрения методом биотермического компостирования. Сущность процесса биотермического компостирования заключается в следующем: разнообразные микроорганизмы активно размножаются в толще мусора, в результате чего происходит его разогревание до 60 0С. При такой температуре погибают патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических веществ приводит к образованию относительно стабильного материала, подобного гумусу. Если полученная органическая однородная масса не содержит опасных элементов (тяжелые металлы, пестициды), то она может быть использована в качестве удобрения.
Недостатком компостирования является необходимость складирования некомпостируемой части отходов, объем которой составляет значительную часть от его общего количества.
Другим методом переработки отходов является их биологическое разложение. Общепризнано, что биологическое разложение органических отходов является более экологически приемлемым и экономически целесообразным. Использование биотехнологий при переработке жидких и твердых органических отходов позволяет не только предотвратить загрязнение окружающей среды этими отходами, но и получить биогаз, который, как уже указано выше, является альтернативой использования природного газа, запасы которого, как известно весьма ограничены. Технологии процессов биоразложения различных типов отходов различны. Например, для разложения жидких, твердых и пастообразных органических отходов используются биореакторы. В биореакторах происходит анаэробная деструкция органических веществ. Анаэробное сбраживание представляет собой бескислородный ферментативный микробиологический процесс. При этом время контакта твердых отходов с микроорганизмами составляет от 5 до 30 суток в зависимости от состава отходов, их влажности, интенсивности перемешивания. Органические компоненты благодаря деятельности микроорганизмов превращаются в биогаз, который откачивается из биореактора и может быть использован в качестве топлива. В Китае установки для получения биогаза используются в частных домах. Их количество перевалило за 10 млн. В России фирма «Геополис» совместно с голландской фирмой осуществляет оптимизацию технологии к российским условиям.
Количество современных мусороперерабатывающих комбинатов, в России, где используются современные технологии сортировки и переработки отходов с использованием биотехнологий незначительно. Проблема обезвреживания отходов с каждым годом становится более острой.
Повторное использование и вторичная переработка отходов
Повторное использование отходов представляет собой его многократное использование в той же форме. Например, целые стеклянные бутылки могут быть собраны, промыты и заполнены вновь.
Вторичная переработка, утилизация или рециркуляция подразумевают переработку отходов в новые изделия.
Рассмотрим несколько примеров вторичной переработки отходов.
Всем хорошо знакомы пластиковые бутылки, количество которых в бытовых отходах увеличивается. Эти бутылки изготовлены из полиэтилентерефталата, который сокращенно называют ПЭТФ. ПЭТФ – это продукт, получаемый из дигликоля и терефталевой кислоты – веществ, синтезируемых из природного газа и нефти. Период разложения ПЭТФ более 500 лет. Следовательно, вопрос утилизации изделий из этого материала и других пластмасс является чрезвычайно важным.
В настоящее время разработаны уникальные технологии переработки изделий из ПЭТФ. В 2001 году на ЗАО «Курскхимволокно» был произведен ряд опытов по получению волокна из вторичного ПТЭФ. В общем виде технология производства волокна выглядит следующим образом. Собранные бутылки подвергаются измельчению, в результате чего получают ПЭТФ пластины и кольца из полиэтилена, державшие пробки. Затем, пользуясь методом флотации, отделяют кольца от пластинок. Пластины тщательно отмывают от грязи и мусора и направляют на гранулирование. Из полученных гранул получают нити, которые добавляют в хлопковое или шерстяное волокно. Введение волокон из ПЭТФ придает текстильным изделиям такие важные свойства как низкая теплопроводность и несминаемость. Технология производства ПЭТФ-волокон из бутылок высокопроизводительна и малоотходна, а полученное «бутылочное» волокно не уступает по своим показателям волокну, полученному из товарного ПЭТФ.
Рециркуляция пластиковых бутылок и пластмасс в целом затруднена из-за их неоднородности (пластиковые бутылки разного цвета, разной толщины, плотности и т.д.).
В настоящее время рециркуляции подлежат отходы бумаги, резиновые изделия (в том числе и автопокрышки), лом черных и цветных металлов, стекло и др.
Кроме чисто технических факторов, ограничивающих применение рециркуляции, можно выделить ряд факторов экономического плана. В частности, отсутствие налоговых и прочих льгот для предприятий использующих в качестве основного вторичное сырье, отсутствие крупного устойчивого рынка рециркулируемых материалов (высокий финансовый риск).
Рециркуляция и вторичное использование способствуют экономии энергии, в меньшей степени загрязняют воздух и нарушают земляной покров, чем использование первичных минеральных ресурсов, а также приводят к снижению затрат на утилизацию отходов и продлевают срок службы полигонов из-за уменьшения объема отходов. Наиболее обширная программа утилизации и рециркуляции отходов действуют в ЯпониииНидерландах, т.е. странах, крайне бедными собственными природными ресурсами, где практически все сырье является импортным. Из развивающихся стран высокий процент рециркуляции отходов наблюдается в Мексике, Китае, Индии.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 72 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |