Обезвреживание и переработка ТБО. Особенности захоронения отходов на свалках и полигонах. Проектирование и строительство полигонов.

В городах и поселках городского типа России ежегодно образу­ется около 130 млн м³ (26 млн т) ТБО. С целью охраны водных и земельных ресурсов и защиты окружающей сре­ды, а также утилизации ценных веществ и компонентов, содержа­щихся в ТБО, в мировой и отечественной практике разрабатывают и широко внедряют различные технологии обезвреживания и пе­реработки ТБО,

В мировой практике известны более 20 методов обезврежива­ния и утилизации ТБО. Методы обезвреживания и переработки ТБО по конечной цели можно разделить на ликвидационные (ре­шающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилиза­ционные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных ресурсов). По технологическому прин­ципу методы обезвреживания и переработки ТБО разделяют на биологические, термические, химические, механические и сме­шанные. Большинство из перечисленных технологических при­емов обезвреживания и переработки ТБО не нашли значительного распространения в связи с их технологической сложностью и вы­сокой себестоимостью переработки ТБО. Наибольшее распрост­ранение в мировой практике получили следующие методы: скла­дирование на свалках и полигонах, сжигание, аэробное биотерми­ческое компостирование, сжигание или пиролиз некомпостируе­мых фракций, изготовление гранулированного топлива и компоста.

Анализ существующего положения с ТБО в мире показывает, что повсеместно отмечается сложная ситуация в системе их устранения главным образом из-за непропорционального ежегодного их роста, приводящего к острой нехватке мест, отводимых под свалки, кото­рые, в свою очередь, являются экологически опасными объектами.

Наряду с этим бытовой мусор является ценным материалом. В среднем из 1 т отходов можно получить около 10 кг биогаза, 410 кг КОМ-поста, 50 кг первого отсева грубых элементов и металлолома, 250 кг второго отсева (стекло, ткань, древесина, пластмасса). Около 70 % всех отсевов можно использовать для выработки тепла путем сжига­ния, пиролиза, газификации, получения специального топлива (RDF). Все эти обстоятельства заставляют применять интенсивные методы устранения ТБО: переработку с извлечением ценных ком­понентов (пластмассы, черных и цветных металлов, стекла, бумаги и т. д.) и получения топливных гранул RDF; сжигание с использова­нием различных типов решеток; пиролиз; компостирование.

Наиболее распространены в нашей стране и за рубежом такие методы, как складирование на полигонах, компостирование и сжигание.

В Нью-Йорке (США) большую часть городских отходов (около 90 % всей массы образующихся ТБО) направляют на одну из круп­нейших свалок мира «Фреш Киллс», расположенную на острове Стейн-Айленд, около 24 тыс. т/сут ТБО доставляют на эту свалку круглосуточно двумя баржами. Власти Нью-Йорка поставили зада­чу закрыть свалку в 1991 г., но до сих пор не найдут для этого альтер­нативы.

Подобная ситуация с размещением отходов сложилась и во мно­гих североамериканских городах, где более двух третей свалок были закрыты в 70-х годах, а те, что остались, заполнятся в ближайшие 5 лет.

Европейцы производят меньше мусора, но и у них существует проблема с обезвреживанием ТБО, так как Европейский континент более густо населен, чем другие. Но, несмотря на это, основным способом ликвидации ТБО в Европе остается захоронение их на свалках и полигонах (в среднем в Европе на свалки удаляют около 55 % образующихся ТБО, без учета б. СССР).

Кроме того, в обязательном порядке городские власти заставля­ют разделять мусор на горючую и негорючую части. Горючий мусор (до 72%) направляют на мусоросжигательные заводы, негорю­чий—сортируют, плавят, и он идет на переработку, и только 24...25 % направляют для обезвреживания на один из 2411 полиго­нов захоронения ТБО, созданных с учетом соблюдения всех эколо­гических требований.

Закрытые свалки подлежат рекультивации, и впоследствии их используют под спортивные сооружения. Единственным призна­ком бывшей свалки являются трубы для отвода метана из толщи свалочного грунта. Однако и в Японии не удалось полностью спра­виться с проблемой городского мусора, и даже уменьшение количества мусора на 80 % путем прямого сжигания подвергают критике с точки зрения его экономичности, а также из-за экологических со­ображений.

В городах и поселках городского типа б. СССР ежегодно образо­вывалось около 300 млн м³ТБО. Наибольшее количество образую­щихся ТБО приходилось на территорию России (в 1989г. около 46 % общего объема ТБО, образовавшихся в б. СССР).

В недалеком прошлом у населения собиралось ежегодно около 2 млн т пищевых отходов, которые после переработки использова­лись в качестве корма для скота. В настоящее время промышленны­ми методами перерабатываются около 3 % отходов. Остальные ТБО вывозят на свалки и специальный полигон захоронения отходов.

На территории России работают семь мусоросжигательных заво­дов и два мусороперерабатывающих предприятия. Строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ) в б. СССР началось в 1972 г. с широким использованием импортного оборудования. Такие заво­ды работают в Москве, Владивостоке, Сочи, Севастополе, Пятигор­ске, Харькове, Киеве, Мурманске, Владимире, строятся в Днепро­петровске, Кишиневе и Саратове.

В 1989 г. на заводах России было переработано 2 % образовав­шихся ТБО, на Украине — 8,2 %. В технологических циклах этих за­водов не предусмотрена предварительная сортировка мусора. Му-соросжигание без предварительной сортировки приводит к выбро­сам в атмосферный воздух вредных веществ, таких, например, как диоксин, хлористый и фтористый водород, диоксид серы, оксид азота и углерода, токсичные углеводороды и тяжелые металлы.

В ряде городов страны построены заводы по биотермической об­работке ТБО с использованием отечественного оборудования. Компостирование мусора проводится в биотермических барабанах производительностью 20...30 тыс. т в год. При сортировке мусора выделяют цветные и черные металлы, стекло, текстиль, макулатуру и другие инертные примеси. Получаемый компост используют сельские и городские хозяйства в качестве биотоплива и органичес­кого удобрения.

В Белоруссии МПЗ, построенные в Минске и Могилеве, перера­батывают более 600 тыс. м³ ТБО в год, что составляет около 7 % всех образующихся отходов. Из них ежегодно извлекают и реализуют около 3 тыс. т черного металла и более 100 т цветного. В России на МПЗ Санкт-Петербурга и Нижнего Новгорода в 1989 г. переработа­но более 1 млн м³ ТБО. На МПЗ Баку перерабатывают 200 тыс. м³, хотя расчетная мощность его 300 тыс. м³ в год. В Казахстане (г. Ал­ма-Ата) и Узбекистане (г. Ташкент) на МПЗ — соответственно 2,3 % и около 10 % образующихся ТБО.

При выборе способа обезвреживания ТБО путем складирования их на свалках и полигонах руководствуются следующими требова­ниями:

1. Для достижения минимального загрязнения окружающей сре­ды необходимы устройство водонепроницаемых защитных экра­нов, пересыпка ТБО инертными материалами, максимальное уп­лотнение ТБО, устройство системы удаления и очистки фильтрата, правильная организация работ по приемке и распределению ТБО на территории полигона.

2. Газ, образующийся в процессе эксплуатации, должен прохо­дить специальную очистку, после чего его используют, а террито­рии закрытых полигонов подлежат рекультивации.

3. Полигоны захоронения отходов устраивают при наличии сво­бодных площадей, предназначенных для этих целей.

4. Ценные компоненты ТБО вторично по данной технологии практически не используют.

При выборе способа обезвреживания ТБО методом сжигания определяющим должны быть использование многоступенчатой си­стемы очистки отходящих газов и постоянный автоматизирован­ный контроль за качеством отходящих газов, выбрасываемых в ат­мосферный воздух.

МСЗ с отечественным оборудованием и одноступенчатой систе­мой очистки газа не удовлетворяют санитарно-гигиеническим тре­бованиям по количеству выбросов в атмосферный воздух загрязня­ющих веществ (SO, — З0...180мг/м³; NO_X —от 10...160 мг/м³ НС1 — 10...210 мг/м³, HF — 0,07...3,0 мг/м³, пыль — около 700 мг/ м³). Сточные воды после предварительной их очистки направляют в городской канализационный коллектор. Шлак и золу нейтрализу­ют и затем их направляют на полигон для захоронения или для вто­ричного использования. Площадь, занимаемая МСЗ, незначитель­ная, и разместить его можно в пределах территории практически любого города.

При выборе способа обезвреживания ТБО методом компостиро­вания следует учитывать следующие особенности:

1. Неблагоприятный фактор в процессе работы МПЗ — выделе­ние газов в воздушную среду в местах разгрузки ТБО, загрузки и выгрузки биобарабанов, грохочения и дробления. В среднем вало­вые выбросы газов в атмосферный воздух составляют около 850 г на 1 т ТБО и состоят из толуола, ксилола, углеводорода, бензола, аце­тона, окиси углерода, пыли нетоксичной, а также возможно при­сутствие экотоксикантов в виде дибензо-парадиоксинов и фурана.

2. Обязательное извлечение из ТБО черных и цветных металлов, пластмасс и крупных некомпостируемых фракции.

3. Основной продукт переработки — компост, произведенный из ТБО, как правило, содержит тяжелые металлы, например ртуть, серебро, кадмий, сурьму, цинк, висмут, свинец, медь, селен, воль­фрам.

4. Площадь, требуемая для размещения МПЗ, не всегда позволя­ет его разместить в пределах территории города.

При производстве гранулированного топлива используют зару­бежные технологии, которые не имеют рекламаций по влиянию технологического процесса их работы на окружающую среду. Раз­мещение таких технологических линий требует значительных площадей. В процессе переработки отходов извлекают черные и цветные металлы, пластмассы, крупные некомпостируемые фрак­ции. Основные продукты переработки — компост и гранулиро­ванное топливо.

На заводах по сортировке ТБО должны быть системы очистки вентиляционных выбросов и выполнены мероприятия по уменьше­нию шума от дробильных и сортировочных машин. Качество ко­нечных продуктов сортировки должно удовлетворять требованиям предъявляемым технологиям по их конечной утилизации. Механи­ческая сортировка ТБО затруднена из-за наличия в них большого количества пищевых отходов (до 30 %) и, как следствие, высокой их влажности (около 52 %). В процессе сортировки извлекают черные и цветные металлы, пластмассу, стекло и текстиль (высокая сто­имость сортировки ТБО не позволяет возместить затраты на произ­водство конечных вторичных продуктов).

Наиболее распространенный и простой метод удаления отхо­дов — метод складирования ТБО на свалках и полигонах, представ­ляющий собой захоронение отходов в землю, которые при выпол­нении необходимых природоохранных мероприятий не причиняют вреда и не создают угрозы для здоровья общества. Земельные участ­ки для размещения таких полигонов выбирают с учетом продолжи­тельности его эксплуатации в течение 15...20 лет. Площадь таких участков обычно составляют 40...200 га и более. Однако отвод таких площадей вблизи от крупных городов становится все труднее, что заставляет искать иные методы обезвреживания ТБО.

С точки зрения экологии следует отметить, что полигон наряду с образующимся в его толще фильтратом, являющимся основным загрязнителем природной среды, выбрасывает в атмосферу метан и другие токсичные газы, а это не только загрязняет воздушное про­странство вблизи полигона, но и отрицательно влияет на озоновый слой земли. Кроме того, при захоронении на полигонах теряются все ценные вещества и компоненты ТБО.

При выборе метода обезвреживания и переработки ТБО в каж­дом конкретном случае необходимо учитывать состав и свойства ТБО, климатические условия, потребность в органических удоб­рениях или тепловой энергии, экономические и экологические факторы.

Термическая обработка ТБО (в основном сжигание) — наиболее распространенный и технически отработанный метод их промыш­ленной переработки. В европейских странах сжигают около 25 % объема образующихся городских отходов. Преимущества этого ме­тода: уменьшение объема отходов до 10 раз, возможность рекупера­ции образующегося тепла и снижение риска загрязнения отходами грунтовых вод и почвы. Недостатки: опасность загрязнения атмос­ферного воздуха, уничтожение ценных компонентов, высокий про­цент выхода золы и шлаков, низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков, а также сложность стабилизации само­го процесса сжигания.

Биотермическое анаэробное компостирование (биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизма­ми) — второй по распространенности промышленный метод пере­работки ТБО. В СНГ в 1971 — 1994 гг. было построено 9 компостных заводов, на которых исходные ТБО компостировали без предвари­тельной сортировки (кроме С.-Петербурга), в результате получае­мый компост, как правило, не имел товарного вида, был низкого качества, загрязнен тяжелыми металлами и реализовывали его с большим трудом.

Дата добавления: 2015-08-13