Проблема отходов в рф и развитых странах мира
Ежегодно
на каждого жителя РФ в среднем
накапливается до 15 т различных твердых
отходов. Такой темп роста накопления
твердых отходов объясняется невысокой
степенью их утилизации. Например,
степень утилизации инертных отходов,
к которым относятся вскрышные породы,
зола, отдельные виды строительных
отходов, составляет примерно 25-30 %.
Уровень утилизации опасных отходов еще
ниже и составляет менее 20-25 %.
В
Европе (без России) производство отходов
всеми отраслями хозяйства составляет
10-11 т на душу населения в год. Промышленные
и сельскохозяйственные отходы
составляют около 70%, из них примерно 40%
— промышленные и около 30% —
сельскохозяйственные. При этом около
25% отходов составляет строительный
мусор. Доля бытовых отходов в странах
Европы достигает 6% от их общего
количества, что вдвое больше аналогичного
показателя для России (~3%). Средний
уровень производства опасных отходов,
отнесенный к общей массе отходов
стран Европы, составляет примерно 7,5%
(от 5 до 10%).
Из
всего многообразия опасных отходов
следует выделить радиоактивные
отходы. По состоянию на конец 1993 г., в
котором была завершена регистрация
мест хранения и захоронения радиоактивных
отходов, суммарная величина их
радиоактивности составляет примерно
5,3 млрд Ки (Кюри) (1 Ки = 3,7×1010
Бк
(Беккерель)). В России на душу населения
приходится примерно 4 Ки, не считая
продуктов распада от выброса,
возникшего в результате Чернобыльской
катастрофы, накопленных запасов
оружейного плутония, 8 тыс. т отработанного
ядерного топлива, хранящегося на атомных
станциях.
Рассмотрим
подробнее ситуацию, сложившуюся в мире
с накоплением и обращением с отходами
производства и потребления. Среди таких
отходов особое место занимают твердые
бытовые отходы (ТБО). Низкая культура
сбора способствует тому, что в них
попадают батарейки, краски, люминесцентные
лампы и многое другое. По различным
оценкам 1 т бытовых отходов содержит
до 50 нанограмм диоксинов.
Мелкие
и средние предприятия, не имея достаточных
средств, а зачастую и желания, для
организации работ по утилизации,
переработке и уничтожению отходов,
используют возможности городских свалок
для размещения отходов производства.
К сожалению, в большинстве регионов
и городов РФ имеет место вывоз промышленных
отходов на несанкционированные свалки,
причем основную часть этих отходов
составляют опасные отходы (до 80%).
Недостаточное
внимание в РФ уделяется сельскохозяйственным
отходам. До сих пор не обезврежены
десятки тыс. т пестицидов, запрещенных
к употреблению или пришедших в негодность.
Повышенную
опасность для окружающей среды
представляют стоки крупных животноводческих
комплексов, которые ежегодно
выбрасывают около 150 млн. т разжиженного
навоза и помета, из которых примерно
70% используется в качестве удобрения,
а более 40 млн. т этих отходов, попадая
вместе со стоками в поверхностные и
подземные воды, загрязняют их, делая
непригодными для питьевого водоснабжения
без применения технологий обезвреживания
и очистки воды.
Структура
системы обращения с отходами в странах
Западной Европы, США, Японии и других
аналогична структуре, принятой в РФ.
Однако, реализация технологических
процессов и циклов, входящих в общий
процесс управления отходами, различна.
Так, в странах Западной Европы
перерабатывается примерно 60%
промышленных и около 95% сельскохозяйственных
отходов, в Японии — около 45% промышленных
отходов.
Анализ
обращения с твердыми бытовыми отходами
в этих странах показывает, что в
Великобритании 90% ТБО вывозится на
свалки (полигоны), в Швейцарии — 20% , в
Японии и Дании — 30%, во Франции и в Бельгии
-35%. Остальные ТБО, в основном, сжигаются.
Лишь небольшая часть ТБО подвергается
компостированию.
В
РФ эти показатели значительно ниже
вследствие:
Одним
из важнейших условий успешной работы
системы обращения с отходами является
устойчивое финансирование системы.
6. Федеральный классификационный каталог отходов (далее — ФККО) включает перечень видов отходов, находящихся в обращении в Российской Федерации и систематизированных по совокупности классификационных признаков: происхождению, условиям образования (принадлежности к определенному производству, технологии), химическому и (или) компонентному составу, агрегатному состоянию и физической форме.
7. Для классификации отходов в ФККО используется вид отходов, представляющий собой совокупность отходов, которые имеют общие признаки в соответствии с системой классификации отходов.
Наименование конкретного вида отходов при включении в ФККО присваивается на основе его происхождения, химического и (или) компонентного состава, агрегатного состояния и физической формы.
8. Ф ККО имеет шесть уровней классификации отходов, расположенных по иерархическому принципу (в порядке убывания) и отражающих:
происхождение отходов по исходному сырью и по принадлежности к определенному производству, технологическому процессу (блок, тип, подтип, группа),
химический и (или) компонентный состав отходов (подгруппа),
агрегатное состояние и физическая форма отходов (позиция).
В блоки включаются типы отходов, обобщенные по классификационному признаку происхождения: отходы органические природного происхождения (животного и растительного); отходы минерального происхождения; отходы химического происхождения; отходы коммунальные.
Классификация отходов по типам, подтипам, группам, подгруппам и позициям отражает развернутое описание происхождения и состава отходов, а также их агрегатное состояние и физическую форму.
9. Конкретные виды отходов представлены в ФККО по наименованиям, а их классификационные признаки и классы опасности — в кодифицированной форме по 11-значной системе.
Вид отходов отображается в федеральном классификационном каталоге отходов следующим образом:
Код вида отходов имеет 11-значную структуру:
│X │X │X │X │X │X │X │X │X │X │X │
Кодирование классификационных признаков вида отходов в ФККО осуществляется следующим образом:
X блок,
XX тип,
XXX подтип,
XXX XXX группа,
XXX XXX XX подгруппа,
XXX XXX XX XX позиция.
Для кодирования блоков, типов и подтипов, соответственно, используются цифры с 1 до 9; групп — с 1 по 999; подгрупп — с 1 по 99.
Девятый и десятый знаки 11-значного кода используются для кодирования агрегатного состояния и физической формы вида отходов: 00 — данные не установлены; 01 — твердый; 02 — жидкий; 03 — пастообразный; 04 — шлам; 05 — гель, коллоид; 06 — эмульсия; 07 — суспензия; 08 — сыпучий; 09 — гранулят; 10 — порошкообразный; 11 — пылеобразный; 12 — волокно; 13 — готовое изделие, потерявшее потребительские свойства; 99 — иное.
100 000 00 00 0 ОТХОДЫ ОРГАНИЧЕСКИЕ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (ЖИВОТНОГО И
170 000 00 00 0 ДРЕВЕСНЫЕ ОТХОДЫ
171 000 00 00 0 Отходы обработки и переработки древесины
171 200 00 00 0 Древесные отходы с пропиткой и покрытиями, не
загрязненные опасными веществами
171 201 00 01 0 Отходы обработки фанеры, изделия из фанеры, потерявшие
свои потребительские свойства, содержащие связующие смолы
в количестве от 0,2% до 2,5% включительно
171 201 01 01 4 обрезь фанеры, содержащей связующие смолы в количестве от
0,2% до 2,5% включительно.
10. Ф ККО формируется и ведется на основе информации о классификационных признаках (происхождение, состав, агрегатное и физическое состояние) и классах опасности конкретных видов отходов, представляемой индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами, в процессе деятельности которых образуются отходы, в территориальные органы Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (далее — территориальные органы Росприроднадзора) при подтверждении в установленном порядке отнесения отходов к конкретному классу опасности.
11. Территориальные органы Росприроднадзора обобщают и систематизируют сведения о видах отходов и их классификационных признаках, содержащиеся в информации, представляемой индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами, в процессе деятельности которых образуются отходы, подготавливают и представляют в Федеральную службу по надзору в сфере природопользования (далее — Росприроднадзор) предложения по включению видов отходов в ФККО.
12. Росприроднадзор обобщает и систематизирует информацию, полученную из территориальных органов Росприроднадзора, формирует сводный перечень видов отходов, подлежащих включению в ФККО.
13. Виды отходов включаются в ФККО решением Росприроднадзора.
14. Внесение изменений и дополнений в перечень видов отходов, включенных в ФККО, осуществляется в соответствии с пунктами 10 — 13 настоящего Порядка.
15. Росприроднадзор и его территориальные органы обеспечивают хранение информации о видах отходов, включенных в ФККО, размещение на своих официальных сайтах в сети «Интернет» сведений о видах отходов, включенных в ФККО: наименование, 11-значный код вида отхода, принадлежность к блоку, типу, подтипу, группе, подгруппе, позиции.
Отходы производства и потребления. Основные понятия и определения
Прежде чем приступать к исследованию непосредственно самой проблемы отходов следует определить, что включается в себя это понятие. » Отходы» можно трактовать как ненужные материалы, как это делается в Америке или как в словаре С. И. Ожегова «Остатки, годные для какой-нибудь иной цели». Эти остатки по источникам своего происхождения разделяются на отходы производства и отходы потребления, которые можно определить следующим образом:
— отходы производства – это все то, что, не войдя в конечный продукт, потеряло изначальную потребительскую ценность;
— отходы потребления – это все то, что в результате эксплуатации потеряло изначальную потребительскую ценность.
В соответствии с федеральным законом «Об отходах производства и потребления» отходами производства и потребления (далее — отходами) называются остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства.
называют отходы, которые содержат вредные вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью) или содержащие возбудителей инфекционных болезней, либо которые могут представлять непосредственную или потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами.
определяется, как способность вызвать серьезные, затяжные или хронические заболевания людей, включая раковые заболевания, при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через кожу.
определяется по соответствующим ГОСТам, устанавливающим требования по пожарной безопасности, и/или наличием хотя бы одного из следующих свойств:
— способности жидких отходов выделять огнеопасные пары при температуре не выше 600С в закрытом сосуде или не выше 65,50 С в открытом сосуде;
— способности твердых отходов, кроме классифицированных как взрывоопасные, легко загораться либо вызывать или усиливать пожар при трении;
— способности отходов самопроизвольно нагреваться при нормальных условиях или нагреваться при соприкосновении с воздухом, а затем самовозгораться;
— способности отходов самовозгораться при взаимодействии с водой или выделять легковоспламеняющиеся газы в опасных количествах.
определяется как способность твердых или жидких отходов (либо смеси отходов) к химической реакции с выделением газов таких температуры и давления и с такой скоростью, что вызывает повреждение окружающих предметов, либо по соответствующим ГОСТам, устанавливающим требования о взрывоопасности.
Высокая реакционная способность определяется как содержание органических веществ (органических пероксидов), которые имеют двухвалентную структуру –0-0- и могут рассматриваться в качестве производных перекиси водорода, в котором один или оба атома водорода замещены органическими радикалами.
Содержание возбудителей инфекционных болезней определяется как наличие живых микроорганизмов или их токсинов, способных вызвать заболевания у людей или животных.
В последнее время при определении класса опасности отходов предлагается учитывать (трансформацию отходов в окружающей среде) и (поведение и накопление в пищевой цепочке).
называют вещества или отходы, которые в случае попадания в окружающую среду представляют угрозу для нее в результате биоакумуляции или могут оказывать токсичное действие на биотические системы.
Опасность отходов для окружающей среды зависит от их качественного и количественного состава, и возрастает в тех случаях, когда они обладают свойствами, способствующими миграции компонентов в окружающую среду. К свойствам отходов, повышающим их экологическую опасность, относятся:
— склонность к пылеобразованию.
Промышленные отходы представляют собой неоднородные по химическому составу, сложные поликомплексные смеси веществ, обладающих разнообразными физико-химическими свойствами. Причем компоненты отходов взаимодействуют между собой и объектами окружающей среды, биологически разлагаются и ассимилируются окружающей средой.
Процесс управления отходами потребовал внедрения в практику ряда специфических понятий и определений. Рассмотрим основные понятия и определения, характеризующие процесс управления отходами.
Обращение с отходами — это такая деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также производится сбор, использование, обезвреживание, транспортировка и размещение отходов.
— хранение и захоронение отходов. В свою очередь, — это комплекс работ, обеспечивающих содержание отходов в объектах размещения отходов в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использования.
— изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах, исключающих попадание вредных веществ в окружающую среду.
предусматривает применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии.
Не менее важным является процесс , представляющий собой обработку отходов, в том числе сжигание и обеззараживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду.
Под отходов следует понимать специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, хвостохранилище, отвал горных пород и др.).
Каждому производителю продукции устанавливается норматив образования отходов, то есть количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции. Качество норматива — удельный показатель образования отходов может иметь лишь в том случае, если его значение регламентировано специальным нормативно-техническим документом.
удельным показателем образования отходов производства понимается количество или доля отходов, образующихся в расчете на единицу выпускаемой продукции или перерабатываемого сырья.
Под удельным показателем образования отходов потребления понимается количество отходов, образующихся в расчете на единицу потребленной продукции, которое можно собрать в условиях производственного и бытового потребления для последующего использования в качестве вторичного сырья или для обезвреживания и захоронения. Под удельным показателем образования отходов потребления можно понимать также образование отходов в расчете на единицу какого-либо условного параметра в процессе потребления и использования продукции. В качестве такого параметра может быть принята единица длины, поверхности, произведенной работы, услуги. Например, образование промасленной ветоши в расчете на автомобиль, станок.
Одним из основных документов в системе управления отходами является паспорт опасных отходов — документ, удостоверяющий принадлежность отходов к отходам соответствующего вида и класса опасности, содержащий сведения об их составе, который необходим для организации многих процессов обращения с отходами.
Совокупность отходов, имеющих общие признаки, соответствующие системе классификации отходов определяет понят —
Управление отходами производства и потребления
Отходами
производства и потребления (отходы)
принято называть остатки сырья,
материалов, полуфабрикатов, иных изделий
или продуктов, которые образовались в
процессе производства или потребления,
а также товары (продукция), утратившие
свои потребительские свойства.
Отходы,
содержащие вредные вещества,
которые обладают опасными свойствами
(токсичностью, пожаро-взрывоопасностью,
высокой радиационной активностью) или
содержат возбудителей инфекционных
болезней, а также представляющие
потенциальную опасность для окружающей
природной среды и здоровья человека
самостоятельно или при вступлении в
контакт с другими веществами, называются
опасными
отходами.
Обращение
с отходами
– это такая деятельность, в процессе
которой образуются отходы, а также
производится сбор, использование,
обезвреживание, транспортировка и
размещение отходов.
Под
объектом
размещения отходов
следует понимать специально оборудованное
сооружение, предназначенное для
размещения отходов (полигон, шламохранилище,
хвостохранилище, отвал горных пород и
др.
Каждому
производителю продукции устанавливается
норматив
образования отходов,
то есть количество отходов конкретного
вида при производстве единицы продукции.
Одним
из основных документов в системе
управления отходами является паспорт
опасных отходов
– документ, удостоверяющий принадлежность
отходов к отходам соответствующего
вида и класса опасности, содержащий
сведения об их составе, который необходим
для организации многих процессов
обращения с отходами.
Совокупность
отходов, имеющих общие признаки,
соответствующие системе классификации
отходов определяет понятие – вид
отходов.
Проблема
отходов в РФ и развитых странах мира
Отходы
в больших количествах образуются во
всех базовых отраслях промышленности
(сельское хозяйство, энергетика,
металлургия, строительство, транспорт),
а также в быту.
Твердые
бытовые отходы (ТБО),
образующиеся в результате жизнедеятельности
человека, представляют собой гетерогенную
смесь сложного морфологического состава
(черные и цветные металлы, макулатуросодержащие
и текстильные компоненты, стеклобой,
пластмасса, токсически опасные гниющие
пищевые и растительные остатки, камни,
кости, кожа, резина, дерево, уличный смет
и пр.). Большую опасность представляют
попадающие в ТБО токсичные, инфицированные
компоненты (в т.ч. медицинские и
биологические отходы), создающие в
необезвреженном виде неблагоприятную
санитарно-эпидемиологическую обстановку.
В то же время ТБО содержат ценные
компоненты (металлы, органические
вещества), а также являются потенциальным
энергетическим источником.
Ежегодно
каждый городской житель производит
200–500 кг ТБО, образующих городской мусор.
Промедление с его удалением, обезвреживанием
и ликвидацией недопустимо, так как оно
может привести к возникновению глобальных
эпидемий и серьезному загрязнению
городов. Поэтому особое внимание в
последнее время направлено на необходимость
решения проблемы ТБО.
Основная
часть ТБО в России складируется на
полигонах и санкционированных свалках.
Другие методы переработки и обезвреживания
ТБО не получили широкого применения.
В
Московском регионе ежегодно образуется
20 млн. куб. метров отходов (13 млн. куб.
метров в Москве и 7 млн. куб. метров –
в области). Основным способом размещения
ТБО является их складирование на
полигонах. Количество полигонов и
свалок, площадь которых превышает 1 га,
на территории Московской области
насчитывает более 200, число мелких
свалок очень велико и практически не
поддается учету.
До
последнего времени при организации
свалок принимались во внимание только
сиюминутные интересы эксплуатации.
Поэтому эти объекты расположены на
неиспользуемых землях, в отработанных
карьерах, вблизи населенных пунктов.
Игнорирование роли гидрогеологических
условий привело к тому, что многие свалки
были организованы на участках с
неблагоприятными геолого-гидрогеологическими
условиями и стали источниками интенсивного
загрязнения природной среды.
В
общем виде проблема обращения с отходами
производства и потребления представляет
собой комплекс взаимосвязанных задач,
характерных для различных регионов и
административных образований.
На
рис.6.1 представлена структурная схема
обращения с отходами производства и
потребления, являющаяся основой системы
управления отходами.
Рис.
6.1. Структурная схема обращения с отходами
производства и потребления
Структура
системы управления отходами в странах
Западной Европы, США, Японии и др.
аналогична структуре, принятой в РФ.
Однако, реализация технологических
процессов и циклов, входящих в общий
процесс управления отходами, различна.
Так, например, в странах ЕЭС перерабатывается
примерно 60% промышленных и около 95%
сельскохозяйственных отходов. В Японии
перерабатывается около 45% промышленных
отходов.
Анализ
обращения с твердыми бытовыми отходами
в этих странах показывает, что в
Великобритании 90% ТБО вывозится на
свалки (полигоны), в Швейцарии – 20% , в
Японии и Дании – 30%, во Франции и в Бельгии
– 35%. Остальные ТБО, в основном, сжигаются.
Лишь небольшая часть ТБО подвергается
компостированию.
Технические
методы обращения с отходами
Захоронение
отходов производства и потребления
является наиболее широко практикуемым
способом размещения отходов. К сожалению,
захоронение отходов порождает массу
экологических и санитарно-гигиенических
проблем. Однако в ближайшем будущем
захоронение будет оставаться наиболее
распространенным методом.
Поэтому
снижение объема отходов, подлежащих
захоронению одна из важнейших задач,
которая может решаться путем уменьшения
их образования, повторного использования,
переработки и извлечения энергии. Вместе
с тем необходимо проводить работы по
созданию методов безопасного и
экологического захоронения отходов.
Под
санитарным
полигоном (СП)
принято понимать инженерно сконструированный
метод размещения твердых отходов на
суше способами, уменьшающими вред
окружающей среде, распределение отходов
тонкими и возможно более компактными
слоями и перекрывание их слоями грунта
в конце каждого рабочего дня.
Существует
два способа организации санитарного
полигона траншейный
и поверхностный.
Траншейный
метод
наиболее подходит для районов с ровной
поверхностью земли и глубоким залеганием
подземных вод. При этом, перекрывающий
грунт образуется в результате экскавации
траншеи. Почва складируется и используется
для рекультивации при закрытии участков
траншей.
Поверхностный
метод
применяется на холмистом ландшафте и
использует естественные склоны с
уклоном, не превышающим 30%. Грунт для
перекрывания должен доставляться из
других мест.
Полный
перечень проблем, связанных с эксплуатацией
СП, приведены на рис.6.2
Рис.
6.2. Основные проблемы, возникающие при
эксплуатации СП
Весьма
важным фактором, определяющим возможность
создания и эксплуатации СП, является
экономический, основанный на капитальных
вложениях и операционных расходах.
Неотъемлемой
частью любого полигона является сеть
дорог: подъездные к картам, а также
дорога с железобетонным покрытием,
окольцовывающая полигон.
В
связи с большим количеством описанных
выше проблем, последнее время возникла
стойкая тенденция к снижению объемов
ТБО, вывозимых на полигоны.
Прежде
всего уменьшения количества вывозимых
отходов можно добиться путем сортировки
(на местах образования или непосредственно
перед переработкой).
В
общем случае назначение сортировки ТБО
заключается в выделении тех или иных
ценных компонентов ТБО для вторичного
использования их, а также с целью
оптимизации состава отходов для
последующих пределов переработки с
учетом: гомогенизации; способности к
горению и ферментации; стабилизации
теплотворной способности; снижения
содержания вредных и балластных
компонентов.
Основные
методы переработки отходов
Комплекс
технических и технологических решений,
сопровождающих процессы обращения с
отходами с момента их образования и до
захоронения неутилизируемых компонентов,
является основой управления в системе
обращения с отходами.
Основными
методами переработки отходов являются:
·
компостирование,
·
биоразложение,
·
сжигание.
Эти
методы особенно эффективны при переработке
ТБО.
Компостирование
считается формой переработки, нацеленной
на сырую органическую отходную массу.
Компостирование – это биологический
метод обезвреживания ТБО. Иногда его
называют биотермическим методом.
Сущность
процесса заключается в следующем:
разнообразные, в основном теплолюбивые
микроорганизмы активно растут и
развиваются в толще мусора, в результате
чего происходит его саморазогревание
до 600С. При такой температуре погибают
болезнетворные и патогенные микроорганизмы.
Разложение твердых органических
загрязнений в бытовых отходах продолжается
до получения относительно стабильного
материала, подобного гумусу.
Механизм
основных реакций компостирования такой
же, как при разложении любых органических
веществ. При компостировании более
сложные соединения разлагаются и
переходят в более простые.
Стоимость
методов компостирования растет с
применением специализированной техники
и может достигать значительных величин.
Схема
работы мусороперерабатывающего завода
следующая. Законченный цикл обезвреживания
ТБО состоит из трех технологических
этапов:
·
прием и предварительная подготовка
мусора;
·
собственно биотермический процесс
обезвреживания и компостирования;
·
обработка компоста.
Переработка
мусора должна обязательно сочетаться
с выдачей продукции, безопасной и в
эпидемиологическом отношении.
Обезвреживание
отходов обеспечивается в первую очередь
высокой температурой аэробной ферментации.
В ходе биотермического процесса
происходит гибель большей части
патогенных микроорганизмов.
Однако,
компост, получаемый в результате
биотермического обезвреживания ТБО на
мусороперерабатывающих заводах, не
должен быть использован в сельском и
лесном хозяйства, т.к. содержит примеси
тяжелых металлов, которые через травы,
ягоды, овощи или молоко могут причинить
вред здоровью человека.
По
этой же причине целесообразно
несистематическое применение таких
компостов в городских скверах и парках.
Недостатком
компостирования является
необходимость складирования и
обезвреживания некомпостируемой части
мусора, объем которой составляет
значительную часть от общего количества
мусора.
Общепризнанно,
что биологические методы разложения
органических загрязнений считаются
наиболее экологически приемлемыми и
экономически эффективными.
Технология
процесса биоразложения отходов различна.
Например: в биопрудах – жидкие отходы,
в биореакторах – жидкие, пастообразные,
твердые, в биофильтрах — газообразные.
Существуют и другие модификации
биотехнологии.
Существенными
недостатками аэробных технологий,
особенно при обработке концентрированных
сточных вод, являются энергозатраты на
аэрацию и проблемы, связанные с обработкой
и утилизацией большого количества
образующегося избыточного ила (до 1–1,5
кг биомассы микроорганизмов на каждый
удаленный килограмм органических
веществ).
Исключить
указанные недостатки помогает анаэробная
обработка сточных вод методом метанового
сбраживания.
При этом не требуется затрат энергии
на аэрацию, что играет большую роль в
условиях энергетического кризиса,
уменьшается объем осадка и, кроме того,
образуется ценное органическое топливо
– метан.
В
перечень веществ, биоразлагаемых
анаэробным способом, входят органические
соединения различных классов: спирты;
альдегиды; кислоты алифатического и
ароматического рядов.
Последовательное
многоступенчатое разрушение молекул
органических веществ возможно благодаря
уникальным способностям определенных
групп микроорганизмов осуществлять
катаболический
процесс – расщепление сложных молекул
до простых
и существовать за счет энергии разрушения
сложных молекул, не имея доступа ни к
кислороду, ни к другим, предпочтительным
в энергетическом отношении акцепторам
электронов (нитрат, сульфат, сера и др.).
Микроорганизмы используют для этой
цели углерод органических веществ.
Следовательно, в процессе восстановительного
расщепления сложные органические
молекулы разрушаются до метана и
углекислого газа.
Нет
уверенности в том, что биотехнология
является надежным и безопасным способом
обеспечения экологической чистоты.
Поэтому при обсуждении перспектив
эффективного использования биотехнологии
для обезвреживания различных отходов,
в том числе особо опасных, всегда
необходим контроль степени микробного
загрязнения объектов окружающей среды
и очищенных субстратов.
Твердые
бытовые отходы представляют собой
гетерогенную смесь, в которой присутствуют
почти все химические элементы в виде
различных соединений. Наиболее
распространенными элементами являются
углерод, на долю которого приходится
около 30% (по массе) и водород 4% (по массе),
входящие в состав органических соединений.
Теплотворная способность отходов во
многом определяется именно этими
элементами. В промышленно развитых
европейских регионах теплотворная
способность ТБО составляет 1900–2400
ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300
ккал/кг и прогнозируется дальнейший
рост теплотворной способности отходов,
что окажет влияние на конструктивные
особенности элементов термического
оборудования.
Сжигание
ТБО, как правило, является окислительным
процессом. Поэтому и в камере сжигания
превалируют окислительные реакции.
Главными продуктами сгорания углерода
и водорода являются соответственно СО2
и Н2О.
При
сжигании необходимо учитывать, что в
ТБО присутствуют потенциально опасные
элементы, характеризующиеся высокой
токсичностью, высокой летучестью и
содержанием, такие как например различные
соединения галогенов (фтора, хлора,
брома), азота, серы, тяжелых металлов
(меди, цинка, свинца, кадмия, олова,
ртути).
Можно
отметить два основных пути образования
диоксинов и фуранов при термической
переработке ТБО:
·
первичное образование в процессе
сжигания ТБО при температуре 300–600ºС;
·
вторичное образование на стадии
охлаждения дымовых газов, содержащих
HCl, соединения меди (и железа) и
углеродсодержащие частицы при температуре
250–450ºС (реакция гетерогенного
оксихлорирования частиц углерода).
Температура
начала распада диоксинов –700ºС, нижний
температурный предел образования
диоксинов –250–350ºС.
Для
того, чтобы при сжигании на стадии
газоочистки обеспечить снижение
содержания диоксинов и фуранов до
требуемых норм (0,1 нг/м3) должны быть
реализованы так называемые первичные
мероприятия, в частности, «правило двух
секунд» – геометрия печи должна
обеспечить продолжительность пребывания
газов не менее 2 сек. в зоне печи с
температурой не менее 850ºС (при концентрации
кислорода не менее 6%).
Стремление
к достижению при сжигании максимально
высоких температур и созданию каких-либо
дополнительных зон дожигания не решает
полностью проблему снижения концентрации
диоксинов в отходящих газах, так как не
учитывает способности диоксинов в
новому синтезу при снижении температуры.
Высокие
температуры приводят к увеличению
выхода летучих компонентов и росту
выбросов опасных металлов.
Теоретически
возможны два способа подавления
образования диоксинов:
·
связывание образующегося при
сжигании ТБО HCl с помощью соды, извести
или гидроксида калия;
·
перевод в неактивную форму ионов
меди и железа, например, связывание меди
в комплексы с помощью аминов.
В
зависимости от температуры процесса,
все методы термической переработки
ТБО, нашедшие промышленное применение
или прошедшие опытную апробацию, можно
разделить на две большие группы:
·
процессы при температурах ниже
температуры плавления шлака;
·
процессы при температурах выше
температуры плавления шлака.
Термические
процессы, осуществляемые при температурах
менее 1300ºС, применяют наиболее часто.
Наибольшее распространение получили
процессы слоевого
сжигания и сжигание в кипящем слое,
требующие принудительного перемешивания
и перемещения материала. В настоящее
время в стадии разработки находится
весьма перспективный процесс сжигания
– газификации отходов в плотном слое,
реализуемый без принудительного
перемешивания и перемещения материала.
Слоевое
сжигание ТБО осуществляют на подвижных
решетках (колосниковых и валковых) и во
вращающихся барабанных печах.
Сжигание
на колосниковых решетках.
Все
колосниковые
решетки
устанавливаются в топке, которая
представляет собой камеру сгорания,
куда подаются отходы и дутьевой воздух
в качестве окислителя органических
веществ.
Переталкивающие
решетки как с прямой, так и с обратной
подачей материала представляют собой
систему, состоящую из подвижных и
неподвижных колосников для перемещения
и перемешивания отходов. Колосниковые
решетки с прямой подачей
(поступательно-переталкивающие решетки)
имеют малый угол наклона (6–12,5º) и
переталкивают материал в сторону
выгрузки шлака (в направлении перемещения
материала). Колосниковые решетки с
обратной подачей (обратно-переталкивающие
решетки) имеют большой угол наклона
(обычно 21–25º) и переталкивают материал
(нижний слой отходов) в сторону,
противоположную выгрузке шлака и
перемещению отходов. При этом часть
горящего слоя отходов возвращается к
началу решетки, что интенсифицирует
процесс горения.
Сжигание
на валковых решетках.
Слоевое
сжигание ТБО на валковых решетках
применяется в промышленной практике
достаточно широко. При использовании
топок с валковыми решетками, заимствованными
из практики сжигания угля, материал
перемещается с помощью вращающихся
валков (барабанов).
Опыт
эксплуатации заводов, на которых
реализовано слоевое сжигание ТБО в
топках с валковыми решетками, позволил
выявить целый ряд недостатков:
·
неудовлетворительная работа и
отрицательное экологическое влияние
вследствие плохой стабилизации процесса
сжигания;
·
часто не достигается оптимальная
температура;
·
большой выход недожога;
·
плохое качество шлака;
·
значительная потеря черных металлов;
·
эксплуатационные осложнения при
попадании в печь бордюрного камня и
больших количеств металла;
·
сложность организации эффективной
газоочистки при нестабильном горении
отходов и др.
Механическое
внедрение европейского оборудования,
предназначенного для прямого сжигания
неподготовленных городских отходов в
России недопустимо, так как в городах
РФ практически отсутствует сбор отходов.
Сжигание
в барабанных печах.
Барабанные
вращающиеся печи для сжигания исходных
(неподготовленных) ТБО применяют редко.
Чаще всего эти печи используют для
сжигания специальных, в том числе и
больничных, отходов, а также жидких и
пастообразных промышленных отходов,
обладающих абразивным действием.
Барабанные
печи устанавливаются с небольшим
наклоном в направлении движения отходов.
Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин.
Со стороны загрузки подаются отходы,
воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются
с противоположного конца печи. В первой
части печи отходы подсушиваются до
температуры 400ºС а затем происходит
газификация и сжигание, обычно при
температуре 900–1000ºС.
В
практике мусоросжигания барабанные
печи ранее часто использовали в качестве
дожигательных барабанов после колосниковых
решеток.
Практика
применения барабанных печей в качестве
дожигательных барабанов на
мусоросжигательных заводах считается
устаревшей и подобная технология не
закладывается в проекты новых заводов.
Соседние файлы в предмете Экология
Отходы производства и потребления Классификация отходов
Отходы
— это продукты, образовавшиеся как
побочные, бесполезные или нежелательные
в результате производственной и
непроизводственной деятельности
человека и подлежащие утилизации,
переработке или захоронению.
Совокупность
отходов, имеющих общие признаки,
соответствующие системе классификации
отходов определяет понятие —
вид отходов.
Отходы
производства и отходы потребления
— две большие группы, на которые
принципиально можно разделить все
образующиеся отходы, поскольку
производственная деятельность человека
связана в конечном итоге с удовлетворением
его потребностей.
К
отходам производства
следует отнести продукты, которые не
производятся целенаправленно, а
образуются как побочные при создании
конечного продукта.
К
отходам потребления
следует отнести отслужившие свой срок
товары и изделия, а также ненужные
человеку продукты или их остатки,
образовавшиеся в системе городского
хозяйства. Наиболее распространенные
отходы потребления:
—
ТБО (жилой и нежилой сектор);
—
КГМ (крупногабаритные материалы) —
отслужившая свой срок бытовая техника
и мебель (холодильники, стиральные
машины, газовые плиты, диваны);
—
крупногабаритные резиноотходы (в
основном автопокрышки);
—
отработанные ртутные лампы (в том числе
энергосберегающие);
—
электронный лом (радио- и телеаппаратура,
обычно попадающие в ТБО).