Читайте также:
|
Существует несколько известных способов переработки ТБО: анаэробная переработка биоразлагаемой части отходов при их захоронении на полигонах, аэробная переработка биоразлагаемой части ТБО (компостирование), пиролиз, газификация, плазменная переработка, сжигание в специальных печах. Захоронение на полигонах и компостирование относятся к биотермическим (механо-биологическим) способам переработки, осуществляемым с помощью анаэробных или аэробных бактерий. В процессе метанового брожения отходов в теле полигона температура повышается до 25-30оС; при компостировании отходов в биореакторе температура может достигать 70-80оС. При биотермической переработке частично гибнет содержащаяся в ТБО патогенная микрофлора (кроме спорообразующих бактерий), однако, содержащиеся в отходах токсичные вещества накапливаются в теле полигона или переходят в компост.
Остальные рассматриваемые способы переработки ТБО относятся к термическим, они осуществляются при температурах от 450 до 2000оС и обеспечивают не только стерилизацию микрофлоры, но и обезвреживание иных содержащихся в отходах опасных и токсичных веществ.
1. Депонирование (захоронение) ТБО на полигонах
На полигонах отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению. В них быстро формируются анаэробные условия, в которых протекает биоконверсия органических веществ с участием метаногенного сообщества микроорганизмов и образуется так называемый свалочный газ или биогаз. Токсичные выбросы свалочного газа в атмосферный воздух способны распространяться на большие расстояния главным образом в направлении господствующих ветров, а также вступать в реакцию с выбросами окружающих промышленных объектов, усугубляя экологическую обстановку.
Вследствие протекания химических реакций и деятельности микроорганизмов температура в различных местах тела складированных отходов может достигнуть 25-30оС, вызывая самопроизвольное возгорание, что служит причиной поступления в окружающую среду полиароматических углеводородов (химических канцерогенов, занимающих ведущее место в возникновении раковых заболеваний), предельно допустимые концентрации (ПДК) которых в атмосферном воздухе нередко превышены в тысячи раз. Под воздействием света на водные растворы ароматических углеводородов (при испарении после выпадения осадков, а также при неконтролируемом горении полимерных отходов) образуются диоксины.
2. Компостирование
Процесс биохимического преобразования содержащейся в ТБО биомассы называют компостирование - по варианту аэробиоза или метанизацией – в случае анаэробиоза. В обоих процессах образуется продукт, который самостоятельно или совместно с другими продуктами может выступать в качестве органической добавки, подложки зеленых
насаждений или удобрений (при гарантии отсутствия вредных и опасных веществ). При производстве компоста в атмосферу выделяются газообразные продукты переработки отходов. Метанизация осуществляется в замкнутом объеме, и в ходе этого процесса часть органического вещества преобразуется в биогаз, который, как горючий газ, может быть использован как для локального производства тепла и электроэнергии, так и для подачи в газораспределительную сеть (при условии, что газ не будет токсичным или вызывающим коррозию оборудования).
Применение данных технологий зависит как от возможностей использования компоста, что является сегодня самой серьезной проблемой, так и от цен на энергоносители.
Следует отметить, что использование биогаза как энергетического ресурса и даже его простое сжигание с целью сокращения выбросов в атмосферу метана, обладающего высокой парниковой активностью, серьезно ограничиваются наличием вредных примесей, которые при сгорании приводят к появлению в
продуктах сгорания ядовитых веществ. Это требует серьезных затрат на использование систем очистки и значительно снижает экономическую эффективность данной технологии..
3.Пиролиз и газификация
Способ утилизации бытовых отходов по технологии пиролиза заключается в их необратимом химическом изменении под действием повышенной температуры без доступа или с ограниченным доступом кислорода с выделением горючего пиролизного газа (пирогаза). По степени температурного воздействия на горючую массу мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 650°С) и высокотемпературный (650-900° С).
Повышение температуры приводит к увеличению выхода пирогаза и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. С помощью пиролиза можно перерабатывать такие составляющие отходов как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, осадки сточных вод и т.п.
После пиролиза не остается биологически активных веществ, образующийся коксовый остаток имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся полигонному складированию, которое не наносит вреда окружающей среде.
4. Сжигание
Сжигание бытового мусора является наиболее привычным и широко распространенным способом его утилизации.
Сжигание отходов дает возможность:
? провести полное обеззараживание бытовых отходах;
? уменьшить объем отходов в 10-20 раз, а массу – в 3-4 раза;
? значительно сократить содержащиеся в отходах загрязняющие вещества;
? производить инертные, не способные к негативному воздействию на окружающую среду остатки отходов, которые могут экологически безопасно складироваться на полигонах, либо использоваться после дополнительной обработки;
? использовать содержащуюся в отходах энергию;
? заменить природные энергоносители, такие как нефть, природный газ
или уголь и таким образом способствовать сохранению природных
ресурсов.
Техника и технология сжигания ТБО непрерывно совершенствуются.
На большей части современных заводов по сжиганию ТБО используется хорошо себя зарекомендовавший метод сжигания в слоевых топках на колосниковых решетках в современных модификациях, поскольку он не требует предварительной подготовки отходов и отличается высокой надежностью. В данной технологии при термической переработке происходят такие процессы, как сушка, газификация и сжигание в реакторе мусоросжигательной печи.
. Недостатком является повышенный расход энергии на дробление
топлива и подачу воздуха для горения.
5. Плазменная переработка отходов.
Плазменная или плазмохимическая технология переработки ТБО является высокотемпературной разновидностью технологии пиролиза (газификации).
По этой технологии в реакционной камере осуществляется пиролизный процесс с образованием при высоких температурах (от 1300 до 2000°С) пиролизного газа, который дожигается в реакторе либо в специальной камере дожигания.Плазменная система включает в себя плазменный генератор, или плазматрон, с катушками, генерирующими электрическую дугу. Плазмообразующий газ продувается через электрическую дугу, где он ионизируется.Переработка осуществляется следующим образом. Предварительно подготовленные и измельченные бытовые отходы загружают в приемный бункер, откуда с помощью шнекового загрузочного устройства подаются непосредственно в реактор и перемещаются вниз, проходя последовательно зоны сушки и пиролиза. Необходимый температурный режим в реакторе обеспечивается работой плазмотрона, к которому непрерывно подводится электрический ток.За счет энергии электрической дуги плазмотрона, пирогаз диссоциирует и ионизируется, превращаясь в плазму с высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
Плазменная переработка за счет высокой температуры позволяет утилизировать высокотоксичные опасные отходы, в том числе медицинские. Плазменный метод уничтожения отходов подвергает их воздействию таких высоких температур, что органическая составляющая отходов газифицируется и подвергается разделению на молекулы, а неорганическая составляющая образует стекловидный шлак.
выводы:
Первый вывод, который возможно сделать при сравнении технологий –
это сопоставимая стоимость переработки, если учитывать всю совокупность
технологических, экономических, и, главное, экологических факторов,
принимать во внимание не только капитальные и эксплуатационные затраты,
но долговременные последствия для окружающей среды в соответствие с
принципами устойчивого развития.
Во вторых, технологии пиролиза и плазменной переработки ТБО, отработанные,
как отмечалось, на экспериментальных и опытно-промышленных установках
либо небольших производствах, не имеют необходимой надежности для
переработки больших объемов ТБО.
Третий вывод: метод плазменной переработки является самым энергозатратным
и имеет высокие эксплуатационные расходы.
В четвертых, при сжигании ТБО концентрация диоксинов в очищенных
дымовых газах оказывается значительно ниже предельно допустимых значений,
если для их очистки используются современные технологии.
В пятых – компостирование и низкотемпературный пиролиз не обеспечивают
бактериологическую и эпидемиологическую безопасность продуктов переработки;
В шестых – с точки зрения минимизации образования производственных
отходов технологии сжигания и пиролиза (включая плазменную обработку)
имеют заметное преимущество.
Исходя из изложенного можно сделать заключение о том, что технологию
сжигания ТБО при температуре от 850 до 1200?С на мусоросжигательных
заводах с выработкой электричества и тепла можно признать наилучшей
доступной технологией, которую следует рекомендовать для широкого
применения на территории Российской Федерации, причем как для решения
проблем утилизации ТБО, так и задач энергосбережения и энергоэффективности.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 243 | Нарушение авторских прав