В нашем исследовании мы изучаем проблему обращения только с твердыми бытовыми отходами, акцентируя особое внимание на исследовании метода складирования, как наиболее распространенного в мире, хотя классификация отходов является во многом условной и понятие «твердые бытовые отходы» может относиться ко всем видам отходов, всех классов опасности, кроме промышленных отходов.
1.2. Системы обращения с твердыми бытовыми отходами.
Для каждой страны, каждого региона существует своя «мусорная» проблема. Подавляющая масса твердых бытовых отходов (ТБО) в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде полигонов-накопителей. Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, поскольку мусорные свалки занимают огромные территории часто плодородных земель и характеризуются высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина). Они часто горят, выбрасывая в атмосферу опасные вещества, и являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод вследствие вымывания токсичных веществ дождевыми, талыми и дренажными водами.
Например, в Москве ежегодно образуется около 19 млн т промышленных и бытовых отходов, из которых порядка 3 млн приходится на жилой сектор. На каждого жителя столицы в среднем в день приходится 0,79 кг бытовых отходов. Для сравнения: в Японии на одного жителя приходится до 1,1 кг отходов. Все отходы вывозятся на специализированные свалки-полигоны. В Подмосковье действуют 48 полигонов общей площадью 900 га, 16 предприятий по сортировке отходов и три мусоросжигательных завода. В целом в России под мусорные свалки отчуждено 0,8 га земель, среди которых не только пустыри, овраги и карьеры, но и плодородные черноземы.
Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например, в качестве заполнителя бетона, асфальтобетона, керамзита. Известно, что при сжигании 1000 кг ТБО можно получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута, однако по мнению ученых технология прямого сжигания является малоперспективной.
Кроме тог, в развитых странах существует законодательное ограничение на содержание в 1 м3 выбрасываемого в атмосферу дымового газа не более 0,1·10-9 г диоксида азота, а также диоксинов и дибензофуранов. Эти ограничения диктуют необходимость поисков технологических путей обеззараживания ТБО с наименьшим отрицательным влиянием на окружающую среду.
Депонирование бытового мусора в открытых свалках также крайне негативно влияет на окружающую среду и как следствие – на человека. Поэтому в настоящее время разработан ряд способов переработки твердых бытовых отходов, а именно:
• предварительная сортировка;
• санитарная земляная засыпка;
• сжигание;
• биотермическое компостирование;
• пиролиз (низкотемпературный и высокотемпературный);
• механико-биологическая обработка, включающая анаэробный и аэробный процессы сбраживания с последующим размещением полученных фракций на полигоне.
Мировая практика использования различных видов утилизации ТБО отражена в Таблице 2.
Данные Таблицы 2 наглядно иллюстрируют, что сжигание как метод утилизации ТБО широко используется только в некоторых европейских странах и в Японии. Основным способом по-прежнему остается захоронение отходов на полигонах.
Сжигание позволяет уменьшить объем отходов в 10 раз и более, при этом использовать тепло для получения энергии и обеспечить снижение заражения отходами воды и почвы. Однако в воздух, несмотря на многоступенчатые фильтры очистки, всегда попадают загрязнители – высокотоксичные органические соединения (полиароматические углеводороды, полихлорированные дибензо-n-диоксины и дибензофураны).[35].
Таблица 2. Процентное соотношение методов утилизации ТБО в развитых странах
Метод утилизации | США | Велико- британия | Фран- Ция | Гер- мания | Австрия | Ита- лия | Россия | Япония | Южная Корея |
Сжигание Захоронение на свалках (полигонах) Компостирование Прочие | 17 81 - 2 | 7 92 1 - | 37 53 10 - | 21 73 6 - | 73 19 7 1 | 13 84 3 - | 6 94 - - | 70 17 1 12 | 18 79 2 1 |
В настоящее время в мире известно более 20 методов обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов (ТБО). По конечной цели они делятся на ликвидационные и утилизационные, по технологическому принципу на биологические, химические, термические и механические. Основными тенденциями по ликвидации и переработке ТБО являются: складирование на свалках и полигонах - 66%, сжигание - 30%, компостирование - 3%, химические способы - 1%. [63].
Наиболее распространенные в мире методы переработки ТБО можно разделить на три группы: складирование (до сих пор преобладающий в мире метод переработки ТБО), термические методы переработки (второй по значимости в мире метод обращения с ТБО) и методы переработки ТБО с получением полезных компонентов.
1.2.1. Складирование можно отнести к ликвидационно-биомеханическим методам обращения с ТБО. Если оценивать его с точки зрения охраны окружающей среды, то его можно отнести к одному из наиболее экологически грязных методов обращения с ТБО. И наибольшую опасность представляют несанкционированные свалки, т. к. они образуются без соблюдения элементарных норм санитарной безопасности. Складирование отходов без учета экологической технологии вызывает выделение вредных химических (сероводород, индол и т. д.) и биохимических компонентов. Особенно опасны свалки для окружающей среды из-за большого разнообразия компонентов, входящих в состав ТБО (черные и цветные металлы, биологические и биохимические компоненты и т. д.), которые при достаточно длительном взаимодействии с окружающей средой (так называемый процесс старения) или между собой могут давать новые загрязняющие вещества.
Основная часть несанкционированных полигонов ТБО располагается в бывших карьерах и оврагах. Карьеры в лучшем случае бывают глиняные, но чаще всего – песчаные, из которых фильтрат легко попадает в грунтовые воды.
Фактором риска для экологии близлежащих от полигонов ТБО районов и местного населения является накопление метаносодержащих веществ, которое может привести к взрывам и пожарам в зданиях, расположенных вблизи мест захоронений.
ТБО представляет определенную опасность для здоровья населения, т. к. являются благоприятной средой для развития патогенной микрофлоры (брюшной тиф, дизентерия, туберкулез и т. д.) и даже средой для развития всей паразитической микрофауны и макрофауны (крысы, вороны). [72].
Оптимальными (в экологическом и экономическом плане) условиями строительства полигонов складирования ТБО являются: наличие свободного участка с основанием на водоупорных грунтах, расположение грунтовых вод ниже 3 м от поверхности площадки, обеспечение грунтом или инертными отходами для изоляции ТБО, конфигурация участка, близкая к квадрату, получение разрешения на высоту складирования свыше 20 м, размещение на расстоянии до 15 км от центров сбора ТБО. [10].
Складирование (депонирование) – это наиболее распространенный способ обращения с ТБО в большинстве стран. Особая опасность свалок для российских городов заключается в их неподготовленности, незащищенности, а также в отсутствии традиции предварительной сепарации мусора. Поэтому на свалке рядом находятся и пищевые отходы, и лом черных и цветных металлов, пластмассовые обломки, пленка, строительные и даже промышленные отходы. Вся эта масса начинает постепенно окисляться, причем окисление продуктов растительного происхождения идет по реакции брожения с выделением воды, углекислого газа и тепла, а животного происхождения – гниения, конечными продуктами которого являются вода и метан с выделением большого количества тепла. Таким образом, в теле свалки постоянно идут процессы увлажнения, разогрева и газообразования с участием микроорганизмов. Разогрев свалки может достигать существенных значений. Так, на одной из крупнейших в Подмосковье Кучинской свалке даже в морозную зиму температура не опускается на глубине около 10 м ниже 36,60С. Поэтому на свалках нередки случаи самовозгорания – из-за неплотного складирования мусора по многочисленным каналам поступает горючий биогаз, разогреваемый теплом реакций, протекающих в теле свалки.
Особая опасность свалки связана с просачиванием внутрь атмосферных осадков, вымывающих из свалки многие загрязнители, прежде всего, в подземные воды. Поэтому вторым важным направлением влияния свалок на природный комплекс окружающей территории является так называемый фильтрат – темно-коричневая жидкость, содержащая в достаточно высоких концентрациях хлориды, сульфаты, нитраты металлов, в том числе тяжелых, органические кислоты, взвеси, микроорганизмы (до 20 г/л). Поверхностные и подземные стоки свалки, загрязненные фильтратом проникают в почвы, реки и озера, а также в питьевые артезианские водоносные горизонты. Последнее особенно важно для крупных городских агломераций, имеющих подземное водоснабжение.
Высокая опасность депонирования отходов обусловила поиски новых технологий в данной области. В результате в большинстве стран современное складирование базируется на следующих принципах:
Обеззараживание обрабатываемой массы мусора; Гидроизоляция свалки; Поддержание влажности мусора в пределах 50%; Температура массы мусора, получаемая при таких условиях обеспечивает жизнедеятельность бактерий, генерирующих биогаз, на 60 – 77% состоящий из метана; Монтаж специальных установок и системы трубопроводов для утилизации биогаза; Обеспечение безопасности свалок и местности, на которой они расположены.Более, чем за 150-летнюю историю развития промышленности многие страны накопили большой опыт складирования. Например, в Германии, где даже сейчас складируется около 50% отходов, свалки создаются таким образом, чтобы на площадке 50 га было заложено 11 млн м3 отходов. Такой объем позволяет создать болк-ТЭЦ электромощностью 4,5 МВт и тепловой до 6 МВт с использованием в качестве топлива биогаза разложения отходов, выход которого составляет 3500 м3/час в начале эксплуатации и за 15 лет уменьшится до 1500 м3/час. Газовая сеть сбора биогаза состоит из 133 скважин диаметром 80 см, глубиной от 15 до 25 м. Из скважин биогаз с температурой 20 - 450С поступает в компрессорную и станцию очистки, где происходит отделение конденсата и очистка биогаза от соединений и ядовитых веществ, очищенный газ сжигается. Тепло охлаждающей воды и масла, а также тепло уходящих газов утилизируется в системе теплофикации. Отходящие газы очищаются впрыском аммиака.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
