Магистерская диссертация «Географическое обоснование размещения полигонов твердых бытовых отходов на территории Республики Башкортостан» (стр. 5 )

Правильно организованное полевое компостирование, также как и заводы механизированной переработки бытовых отходов, обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнений ТБО, позволяет получить в результате переработки компост. [58].

Селективный сбор отходов позволяет снизить загрязненность до 5%, а влажность до 59 – 63%. Для получения качественного компоста необходимо подготовить гомогенизированную органическую массу, осуществить ее биологическую переработку и обработку готового продукта с целью доведения его качества до уровней действующих стандартов. В конечном продукте несколько меньше органического удобрения. Селективный сбор отходов позволяет снизить загрязненность до 5%, а влажность до 59 – 63%. Для получения качественного компоста необходимо подготовить гомогенизированную органическую массу, осуществить ее биологическую переработку и обработку готового продукта с целью доведения его качества до уровней действующих стандартов. В конечном продукте несколько меньше органического компонента, чем в традиционном компосте, получаемом из отходов животноводческих ферм, но больше микроэлементов. Главное для этого способа утилизации – это очистить исходную органическую массу от тяжелых металлов, которые могут содержаться в мусоре. [20].

1.2.4. Получение биогаза из ТБО  чаще всего практикуется на полигонах захоронения. Биогаз состоит из 30-30% СО2  и 60-60% СН4 и образуется в результате аэробного разложения органических веществ. Утилизация ТБО на полигонах с получением биогаза имеет минимальное количество ограничений по экологическим и другим условиям. Единственное, что ограничивает ее – это природные климатические условия, так в Росии и странах СНГ ее развитие возможно только в южных широтах. Существует много способов утилизации биогаза, его сжигают либо просто в факелах, чтобы устранить неприятные запахи и опасность пожаров, либо сжигают для получения энергии. Он также может применяться в качестве топлива в газовых турбинах и газовых двигателях для производства электроэнергии и тепла. Возможно его использование и в газовых сетях общего назначения после доведения содержания метана до 95 %.

В большинстве стран развитие биогазовой индустрии стимулируется государством с помощью специальных законов. В России подобная нормативно-правовая база отсутствует, что конечно же сдерживает широкое внедрение биогазовых технологий. [72].

Для максимальной утилизации органической фракции ТБО используется ее анаэробная переработка с получением биогаза и удобрений для сельского хозяйства. Отходы бродят в естественных подземных резервуарах. В обрабатываемую массу не должна добавляться вода. Около 40% отходов представляют собой сухой материал, наполовину состоящий из органической фракции, которая и перерабатывается, обеспечивая удельный выход газа около 500 л/кг сухого органического материала. Разложение органического вещества в слое отходов – биотермический процесс, протекающий под влиянием микроорганизмов с выделением тепла. Причем на первом этапе в верхнем слое отходов протекают аэробные процессы. Затем нарастают анаэробные, конечным продуктом которых является биогаз.

Из каждой тонны отходов образуется до 250 м3 биогаза, в составе которого 50 – 60% составляет метан, 30 – 45% - СО2, 1 -2% - Н2S и около 1 -2% соединения азота и водорода, кислорода и других соединений (всего 32 компонента). В результате очистки от примесей и осушения теплота сгорания биогаза может достигать 80% природного газа и достаточно эффективно использоваться в качестве топлива. Однако для достижения таких показателей требуется предварительная сортировка ТБО от негорючих материалов, оборудование подземного резервуара, создающего анаэробные условия, обеспечение условий ферментативного разложения. Эффективность растет при использовании тепла биогаза для поддержания температуры ферментатора.

Главные проблемы использования биогаза это, с одной стороны, относительно высокий процент серы, сернистых соединений и галогенов в выбросах установки, а с другой – КПД сжигания биогаза быстро падает по мере удаления от места его производства. Таким образом, биогаз – сравнительно легко получаемое топливо для коммунальных нужд. [20].

1.2.5. Сортировка ТБО необходима перед их утилизацией. Она может быть нецелесообразна, исходя из технико-экономических расчетов, для мелких населенных пунктов, небольших поселков и городов. Наиболее экономически эффективным, простым и перспективным способом сортировки является селективный сбор отходов на местах. Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ, облегчает процесс чистки компоста от примесей, уменьшает изнашиваемость мусоросжигательного оборудования, улучшает состав отходящих газов, уменьшает площади свалок неутилизируемых отходов. Сейчас в мире существует механизированная сортировка ТБО и ручная сортировка отходов. Сортировка с одной стороны весьма дорогая технология (дорогостоящие агрегаты с большой скоростью изнашиваемости), с другой стороны из всех методов обращения она дает наибольший экономический эффект (экономия сырья, получение вторичных ресурсов для промышленности, повышение эффективности других методов переработки). [59].

Рециклинг – вторичная переработка ТО. Это наиболее прогрессивный и экологически оправданный способ их реализации. В развитых странах этой деятельностью занимаются тысячи фирм, на которых занято не больше нескольких десятков человек. В основе такого способа реализации ТБО лежит метод дифференцированного сбора отходов, совершенствование технологии транспортировки и переработки. НО главное, это - селективный сбор, сортировка отходов и подразделение на категории с целью максимального механического извлечения утильных компонентов.

Проблема сепарации ТБО – ключевая проблема для выбора способа реализации. Например, черные металлы выделяются методом магнитной сепарации, цветные металлы -  с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией. Бумага выделяется из бытового мусора на основе пневматического разделения фракции по скорости витания в потоке воздуха. Однако в большинстве рассмотренных нами технологических схем разделение ТБО на первой стадии осуществляется сухим способом. Стекло выделяют способом мокрой сепарации в циклонах. Мокрый способ сепарации целесообразен тогда, когда компоненты ТБО представлены уже в «обогащенном» виде. По мнению российских и зарубежных специалистов наиболее современным экологическим и экономическим требованиям соответствует комплексная технология переработки ТБО, соединяющая воедино комбинацию процесса сепарации и сортировки ТБО, процессов экологической биотехнологии, высокотемпературной переработки определенной фракции ТБО.

После разделения ТБО на фракции, каждая из фракций поступает на последующую технологическую стадию – стадию переработки в конечный продукт. Так, из поступающих в год ТБО (по расчетам для г. Владимира) 540 тыс. м3 можно получить 50-60 тыс. т биологической массы – компоста в качестве экологически чистого природного органического удобрения для всех видов почв, 10-12 тыс. т – стеклоизделий, 10-11 тыс. т – железа и железных изделий, около 7 тыс. т – пластических масс и изделий из них способом экструзии или литья.

При разделении отходов по категориям:

- к 1 категории относят отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы);

- ко 2 категории – отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторные батарейки, некоторые виды пластмасс).

Если сепарация ТБО по группам, исходя из технико-экономических расчетов, нецелесообразна (например, для мелких населенных пунктов, небольших поселков и городов), то такие ТБО необходимо подвергнуть переработке для того, чтобы обесопасить природную среду и человека и гарантированно уничтожить их, то есть подвергнуть собственно утилизации. [20].

1.2.6.  Комплексные методы переработки ТБО  позволяют нивелировать недостатки каждого метода обращения с ТБО и получать больший экономический эффект в связи с синергизмом различных методов переработки. Технологический процесс комплексной переработки отходов состоит из нескольких стадий, число которых может варьироваться технологии переработки мусора (например, ручная или механизированная сортировка мусора, использование полевого компостирования на специальных фабриках), тоже в зависимости от тех же условий.

Каждая стадия переработки должна соответствовать строгим экологическим нормам по загрязнению окружающей среды, а также необходимо вести экологический контроль как за самим производством, так и за продукцией, вырабатываемой этим производством.

Комплексная переработка наиболее соответствует современным экологическим и ресурсным требованиям, обеспечивает извлечение ценных компонентов для вторичного использования и получение новой товарной продукции (компост высокого качества и топливные брикеты).

Брикетирование и производство гранул из ТБО направлено на производство твердого топлива с последующим сжиганием в отопительный сезон. В результате предварительного отбора и высушивания органической фракции ТБО теплота сгорания таких гранул и брикетов возрастает в 2 раза, полученное топливо хранится длительное время, транспортируется. По сравнению с непеработанным мусором зольность и влажность такого топлива существенно сокращается, меньшее включение металлических фракций приводит к уменьшению токсичности.

Получение биогаза. Для максимальной утилизации органической фракции ТБО используется ее анаэробная переработка с получением биогаза и удобрений для сельского хозяйства. Отходы бродят в естественных подземных резервуарах. В обрабатываемую массу не должна добавляться вода. Около 40% отходов представляют собой сухой материал, наполовину состоящий из органической фракции, которая и перерабатывается, обеспечивая удельный выход газа около 500 л/кг сухого органического материала. Разложение органического вещества в слое отходов – биотермический процесс, протекающий под влиянием микроорганизмов с выделением тепла. Причем на первом этапе в верхнем слое отходов протекают аэробные процессы. Затем нарастают анаэробные, конечным продуктом которых является биогаз.