Лекция №4 (2ч). Обработка твердых отходов

План лекции:

1. Компостирование.

2. Твердофазная анаэробная ферментация.

3. Свалки и полигоны твердых бытовых отходов (ТБО).

С ростом населения Земли количество твердых отходов, подле­жащих бработке, постоянно возрастает. В настоящее время коли­чество городских твердых бытовых отходов (ТБО) превышает 500 млн т в год. Часть из них представлена инертными материалами, стеклом, металлом, пластиками, однако более половины ТБО составляют органические материалы, в основном это пищевые отходы (до 25 %) и бумага (до 40 %). Твердые органические отхо­ды образуются также при очистке сточных вод и в сельском хо­зяйстве. В сельской местности и небольших хозяйствах традицион­но большинство твердых органических отходов компостируется и органика возвращается в почву в качестве навозных удобрений. Однако количество и качество твердых отходов, образующихся в городах, породило проблему свалок и полигонов захоронения ТБО и промышленных отходов. Практически во всех развитых странах Европы организован раздельный сбор твердых бытовых отходов. Отдельно собираются кухонные и садовые органические отходы, бумага, стекло и металл, что позволяет перерабатывать и исполь­зовать их более рационально.

Отходы производства промышленности оказывают существенное негативное воздействие на состояние окружающей природной среды и здоровье населения. Наиболее крупные источники техногенного загрязнения на территории РМ наблюдаются в городах и в Ардатовско-Тургеневском и Чамзинско-Комсомольском промышленных узлах. Основной экологической проблемой является хранение, обезвреживание и утилизация отходов производства и потребления. В городах и населенных пунктах Республики Мордовия в 2001 году образовались отходы производства:

- 1кл. опасности -147.3 тонн;

- 2кл. опасности - 596.5 тонны;

- Зкл. опасности - 3359,0 тонн;

- 4кл. опасности - 26106,9 тонн.

Объем переработки и обезвреживания в 2001 году отходов 3,4 классов опасности составил 8902 тонны.

Наибольший вклад в общий объем образования отходов производства среди предприятий вносят ОАО «Лисма», ОАО «Резинотехника», ОАО «Саранский механический завод», ОАО «Саранский приборостроительный завод». Основной объем образования отходов производства 1 класса опасности приходится на ОАО «Лисма», что составляет 92,6% от общего количества отходов 1 класса опасности.

Нерешенной остается проблема размещения, переработки и вторичного использования отходов: они накапливается на территории промышленных предприятий и несанкционированно поступают на полигоны и свалки ТБО, создавая угрозу загрязнения окружающей природной среды тяжелыми металлами.

1. Компостирование.

Компостирование, аэробный процесс окис­ления органических веществ биомассы микроорганизмами, со­провождается выделением большого количества тепла. Оно тра­диционно широко используется для получения удобрений на сельс­кохозяйственных предприятиях и в индивидуальных крестьянских и садоводческих хозяйствах. Обработке подлежат навоз животных, ра­стительные остатки, кухонные и туалетные отходы. В результате из органических отходов получается гумусоподобный продукт — компост, который используется как почвенное удобрение. Экстенсивный процесс компостирования происходит в компостных кучах и длится есколько месяцев. Интенсивное компостирование происходит в буртах и штабелях с аэрацией, которая осуществляется с помощью перфорированньгх труб и/или вентиляторов. При этом длительность про­цесса сокращается до 3 — 4 недель.

В реакторах разной конструкции компостирование может завер­шаться всего за несколько дней. В компостируемой массе благодаря жизнедеятельности бактерий и грибов температура поднимается до 65—-70 "С и даже до 76 — 78 "С, что ингибирует процесс биодегра­дации отходов. Переворачивание или принудительная аэрация ком­поста, а также опрыскивание водой способствуют поддержанию оптимальной температуры 52 — 63 "С. В процессе компостирования происходит чередование преобладающих микроорганизмов, участву­ющих в деградации органических соединений. На начальной стадии компостирования важную роль играют мезофильные грибы и бак­терии. По мере повышения температуры до 50—60 "С, которое про­исходит в компостных кучах всего за несколько дней, начинают преобладать термофильные бактерии родов Thermoactinomyces, Micropolyspora, Thermomonospora, Bacillus и грибы Geotrichium candidum, Aspergillus fumigatus, Mucor pusilis, Chaetomium thermophile, Theroascus auranticus, Torula thermophila и др. При более высокой температуре развиваются Bacillus subtihs, В. stearothermophilus, В. licheniformis, Clo-stridium thermocellum, представители рода Thermus.

Нагрев до высокой температуры способствует гибели патоген­ных бактерий и грибов, простейших, паразитов, яиц глистов и семян сорняков. При всех типах компостирования вслед за термо­фильным процессом следует мезофильная стадия, в которой ак­тивны выжившие мезофильные микроорганизмы и во время ко­торой происходит «дозревание» компоста. Конечный продукт яв­ляется высококачественным обеззараженным удобрением.

В последнее время компостирование все чаще применяется для обработки органической фракции городских бытовых отходов. По­лученный компост используют в основном в парковом хозяйстве, в декоративном оформлении дорог, промышленных зон и т. п.