Приложение. Механизмы удаления и повторного использования твердых бытовых отходов в разных странах.

Человек не может существовать, не оставляя после себя твердых бытовых отходов (ТБО). Их количество зависит от величины населенного пункта, характера используемых в нем отопительных систем и вида топлива, от развития сети общественного питания, степени городского благоустройства, местного климата. Принято считать, что на одного жителя Земли в год приходится около 250 кг мусора.

ТБО у нас собирают как на специализированных (санкционированных), так и на стихийно возникающих (неразрешенных) свалках.

Количество бытовых отходов в Днепропетровске составляет примерно 270 кг на одного человека в год и продолжает увеличиваться. (По сравнению с рядом западных стран этот показатель невысок: в США на каждого жителя приходится 715 кг мусора в год, в Швеции ‑ 480 кг.)

.

Организованные и неорганизованные свалки бытовых отходов загрязняют почву, воду и воздух, там плодятся крысы, мыши и насекомые. Это угрожает вспышками инфекционных заболеваний.

Сбор и удаление твердых отходов.

Первым этапом очистки территории от ТБО является ежедневный повсеместный сбор отбросов

.

Для этого в домовладениях устанавливают мусоросборники.

Тип и емкость мусоросборников зависят от количества накапливающихся отходов, этажности застройки, а также от способа загрузки и вывоза мусора.

Наиболее распространенными являются контейнеры емкостью 110— 120, 210-220 и 500—600 л. Их размещают по несколько штук на территории двора или квартала.

В большинстве городов применяется планово-регулярная или коммунальная очистка, т. е. отбросы с мест их сбора удаляют в установленные сроки независимо от фактического накопления, без заявок или вызова транспорта.

Мусоросборные машины по определенному маршруту объезжают кварталы города и забирают имеющиеся отходы.

В некоторых городах используется так называемая поквартирная очистка, когда жители в установленное время выносят собравшийся у них мусор непосредственно в транспорт очистки.

Для облегчения переработки и вторичного использования бытового мусора американцы предложили устраивать в многоэтажных домах мусоропроводы с сортировкой. Для этого у нижнего конца трубы мусоропровода устанавливается карусель с мусорными контейнерами, а у каждой дверцы на этажах — панель управления, с помощью которой над отверстием трубы дистанционно устанавливается контейнер необходимого назначения, например, для бумаги или стекла (рис. 20). Когда на одном этаже дверцу открывают, на всех остальных этажах дверцы блокируются, чтобы не поступали противоречивые команды. Специальный пресс уплотняет мусор в контейнерах.

ТБО включают разнообразные вещества и материалы органического и минерального происхождения: пищевые отходы, использованную бумагу и картон, текстиль, древесину, кости, кожу, резину, пластмассу, металл, стекло, камни.

Вывозить все содержимое мусорных контейнеров на удаленные свалки экономически и экологически невыгодно.

Более целесообразна организация двухступенчатой системы сбора и переработки ТБО, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте города сортировочные станции.

Там отходы разделяют по видам, измельчают, уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные компоненты. И только остатки отправляют на свалки.

Такая схема позволяет втрое снизить парк мусоровозов. При этом экономятся площади полигонов,

на 40% продлевается срок службы действующих, появляется возможность продавать продукты переработки.

Для города с населением 300 тыс. жителей вполне достаточно мусороперерабатывающей станции производительностью 25—30 тыс. т в год.

Рис. 20.Мусоропровод с сортировкой

Обезвреживание и переработка твердых бытовых отходов.

В настоящее время ТБО городов свозятся на полигоны, где их складируют на грунт с расчетом на их последующую минерализацию.

По законодательству складирование, захоронение и иное размещение отходов допускается в специально отведенных местах при наличии положительных заключений государственной экологической экспертизы и органов государственного санитарно-эпидемиологического надзора. Захоронение потенциально опасных отходов, особо токсичных отходов производится с разрешения специально уполномоченного государственного органа по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

В результате микробиологических процессов, происходящих в отходах на свалках, возникает так называемый биогаз, приобретающий все большее народнохозяйственное значение. Биогаз обладает значительным энергетическим потенциалом (содержание в нем метана достигает 44—66%) и он может быть использован в теплосиловых установках, а в очищенном виде — в газовых турбинах.

В настоящее время в мире эксплуатируется 146 установок по извлечению и использованию биогаза, получаемого в результате анаэробного разложения органических веществ на свалках городских отходов.

В Германии начали использовать свалки как источник электроэнергии. Неподалеку от города Эрфурт, в Шверборне, построена опытная промышленная установка по переработке мусора. Ее электростанция работает на биогазе, который получают ускоряя процесс разложения органических веществ. На две трети газ состоит из метана. Используя пятую часть свалки, ежедневно получают 5700 м³ газа. Он идет на обогрев жилых домов. Кроме того, заводы в Нордхаузене и Финстерварде освоили комплексное оборудование, которое, сжигая биогаз, выдает электроэнергию. Полученное побочное тепло идет на обогрев близлежащих теплиц. Завоз мусора на свалку предлагается прекратить в 2030 г., после чего, она будет способна давать биогаз еще 20 лет.

Большое значение имеет переработка ТБО с последующим вторичным использованием. Так, в поселке Кучи но (Московская область) на базе ближайшей свалки было создано ООО «Заготовитель».

Полигон Кучино принимает на себя примерно десятую часть московского мусора, в основном из Восточного округа, за что получает деньги от правительства Москвы.

Почти 2/3 принятого мусора подвергается глубокой переработке.

Около свалки построены производственные помещения, где работают агрегаты. измельчающие провода любого калибра, отделяя пластиковую крошку от металлической, а последнюю разделяя еще на медную и алюминиевую, агрегаты, дробящие пластик, чтобы был компактнее при перевозке, агрегаты,прессующие корпуса старых холодильников и т.д.. На полигоне много прессов разного калибра и назначения — для железа, сплавов алюминия, пивных банок, пластиковых бутылок, полиэтилена, картона.

.

Продажа вторсырья дает полигону до 40% доходов. «Заготовитель» находит для него платежеспособных покупателей.

Картон, бумага, тряпки поступают в Рязань на рубероидную фабрику,

Медную крошку из проводов покупают шведы.

Целые стеклянные бутылки возвращаются изготовителю,

нестандарт в стеклобой — на переплавку.

«Заготовитель» извлекает и утилизирует отработанные батарейки — один из самых неприятных компонентов ТБО, являющийся мощным источником химически вредных веществ.

В ближайших планах — начать извлечение драгоценных металлов из выброшенных приборов. Содержащие их детали выбирают и складируют отдельно. Руководство «Заготовителя» считает, что в полезный оборот можно возвращать больше 65% от поступающих ТБО.

Если извлекать из мусора всю бумагу и картон, а затем перерабатывать, то можно спасти не только огромные площади лесов, но и на 40% снизить объем вывозимых на свалку ТБО.

В Подмосковье на полигонах под Серпуховым и Мытищами смонтированы голландские установки для добычи биогаза и выработке электричества. Обе установки исправно дают электроэнергию для самих полигонов.

За последнее десятилетие в мире введено в эксплуатацию около 80 мусоросжигательных заводов, названных теплоэлектростанциями на вторичном топливе. Так, 7 мусоросжигательных заводов Парижа обеспечивают его теплом на 80%.

В Копенгагене на искусственном полуострове из отходов уже 5 лет действует теплоэнергетический комплекс на ТБО.

Во многих странах уже не строят просто мусоросжигательные заводы.

ТБО рассматривают как ценное комплексное сырье, стоимость которого постоянно растет.

В его составе около 20—40% макулатуры,

2-3% черных и цветных металлов,

25-40% пищевых отходов,

1-5% пластмассы,

4-6% стекла,

4-6% текстиля и др.

Фирма «Сорайн Чекини» в Риме из 1800 т мусора ежедневно возвращает обществу 50 т черных металлов, 25 т бумажных волокон (что равнозначно в годовом исчислении спасению от вырубки 400 тыс. деревьев).

Из пищевых отходов там делают гранулированные органические удобрения, из пластиков — полимерную пленку.

Около 55% ТБО превращают в товарную продукцию, и только оставшаяся часть сжигается.

Согласно закону «Об охране атмосферного воздуха» (1999 г.), хранение, захоронение и обезвреживание на территориях организаций и населенных пунктов загрязняющих атмосферный воздух отходов производства и потребления, в том числе дурно пахнущих веществ, а также сжигание таких отходов без специальных установок, предусмотренных правилами, утвержденными специально уполномоченным органом исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, запрещается.

Юридические лица, отходы производства и потребления которых являются источниками загрязнения атмосферного воздуха, обязаны обеспечить своевременный вывоз таких отходов на специализированные места их хранения или захоронения, а также на другие объекты хозяйственной или иной деятельности, использующие такие отходы в качестве сырья.

.

Опыт других стран.

Япония.

К 2008 г. в Японии не осталось места для захоронения производственных отходов и создания мусорных свалок. Страна ежегодно перерабатывает 1 млрд т сырья, на две трети импортного.

Традиционный подход — сжигать мусор с последующим захоронением на свалках — себя исчерпал.

Наличие в мусоре пластика ведет к тому, что при его сжигании выделяется диоксин. По выбросам этого ядовитого канцерогена Япония занимала первое место среди промышленно развитых стран. Из каждых 10 кг диоксина, отравляющих атмосферу, 4 кг приходилось на долю Японии. А это бедствие подобно кислотным дождям угрожает и соседним странам.

Как крупнейший потребитель сырья и энергии, Япония показывает ныне поучительный пример решительных шагов к «обществу без отходов», к обществу, девизом которого стало слово «рециркуляция».

Самым успешным направлением рециркуляции стали жестяные и алюминиевые банки из-под пива, соков и других прохладительных напитков. По потреблению изделий в такой таре Япония стоит на одном из первых мест в мире: 325 банок на душу населения в год. С тех пор как жестяные и алюминиевые банки стали собирать отдельно, их повторное использование после переплавки достигло до 60—70%.

. Япония ежегодно производит 12 млн. т. пластика, используя для этого десятую часть импортируемой нефти. Чтобы обеспечить повторное использование этого материала, унифицированы стандарты его производства. Это же сделано и для бутылочного стекла, чтобы его можно было измельчить без сортировки по цвету.

По тиражам периодических изданий на душу населения Япония занимает первое место в мире. Поэтому использование для полиграфических целей почти половины старых газет является важной победой в деле рециркуляции ресурсов.

Даже железные дороги стали утилизировать 90% использованных проездных билетов с магнитной лентой, а это около 1000 т в год.

Новое, очень трудное для повторного использования поколение бытовых отходов — домашняя электротехника.

Японцы ежегодно выбрасывают свыше 20 млн. телевизоров, холодильников, стиральных машин, кондиционеров общим весом 700 тыс. т. Часть из них возвращается к продавцам в обмен на новые модели с соответствующей доплатой. Но около половины оседает на свалках.

Новые законодательные акты обязывают производителей уже при разработке новых моделей думать о том, как облегчить их демонтаж для повторного использования.

Новые телевизоры «Сони» состоят из пяти главных блоков, скрепленных всего дюжиной болтов.

Конструкторы новых моделей автомашин (а их в Японии ежегодно выбрасывали на свалку около 6 млн.) согласно новым стандартам обязаны унифицировать применяемые ими металлический лист и пластмассы.

Таким образом, уже на стадии научных исследований и опытно-конструкторских разработок законодательно внедряется новый подход: не от составных частей к изделию, а от изделия к составным частям для их повторного использования.

Германия.

У немецких домов стоят батареи мусорных бочек: серые, желтые, синие. В серые несут практически только пищевые отходы, в желтые — упаковку, включая банки и бутылки, в синие — старые газеты, журналы и картонные коробки.

По утрам за ними приезжают машины.

Для тех, у кого запасы макулатуры превышают емкость одной бочки, в каждом районе установлены отдельные синие контейнеры. Раз в месяц бумажный хлам можно просто сваливать в кучу на тротуаре, его заберет муниципальная машина.

Ежеквартально разрешается устраивать возле дома грандиозные свалки громоздких вещей. Прежде чем их заберет машина, они обычно «перераспределяются». Такие свалки вырастают в микрорайонах согласно графику, составленному горсоветом. Поломанные стулья и матрасы, торшеры и канистры, утюги и велосипеды должны быть выставлены на улицу за 8 часов до приезда машины. Но случается, что машине оказывается нечего вывозить: вещи разбирают те, кто надеется их использовать или отремонтировать.

Автопокрышки сдают в авторемонтные мастерские, так как только они имеют право вывозить резину на переработку, причем доплачивают за это владельцу. Прием шин — это как бы нагрузка к их сервису.

Одежду, которая еще может пригодиться, собирают благотворительные организации.

Ее выставляют перед домом в специальных пакетах, которые накануне каждый домовладелец находит в своем почтовом ящике.

С той же целью в некоторых районах выставляют приемные контейнеры для старой обуви.

Лишнюю стеклянную тару, по каким-то причинам не попавшую в желтую бочку, относят в большие контейнеры, расположенные в нескольких точках каждого района. Зеленые, белые и коричневые бутылки сортируют.

Лекарства с просроченной датой принимают аптеки.

В любом супермаркете есть приемные пункты старых батареек.

О вывозе холодильников нужно договориться заранее.

Устранение мусора в целом регулируется на правительственном уровне, конкретные же способы разрабатываются и осуществляются муниципалитетами, которые могут при этом пользоваться услугами частных фирм.

Утилизация и переработка мусора стала отраслью экономики.

В этой отрасли в Германии сейчас занято свыше 240 тыс. человек, а ее годовой оборот достигает 80 млрд.евро.

Достигается цель увеличить количество материалов, которые после первого употребления можно перерабатывать и тем самым снизить производство товаров однократного использования.

Для этого, собственно, и внедрена сортировка мусора.

Вначале утилизацией и переработкой отходов в Германии занимались коммунальные предприятия. Но в 90-х гг. XX в. в перерабатывающей индустрии произошел бум.

Стали появляться частные фирмы, тут же развернулась конкуренция.

Никому раньше не нужный бытовой мусор превратился в выгодный товар.

Переработка мусора стала экономически выгоднее, чем его уничтожение.

В области переработки и использования вторичных ресурсов Германия сейчас занимает одно из ведущих мест в мире.

Конкретные примеры эффективности использования вторсырья.

Цветные металлы.

Экономико-экологические выгоды использования отходов цветных металлов также оказались бесспорными:

Переработка вторичного металлургического сырья требует в 4 раза меньше капиталовложений, чем производство первичного сырья. Расходы за сбор и переработку вторичного металла в 25 раз меньше, чем на производство металла из руды.

Расход электроэнергии при производстве первичного алюминия в 75 раз больше, чем при переплавке его из вторичного сырья.

Стекло.

Особенно выгодна переработка стеклобоя и бросового стекла (тара из-под вина, напитков, оконное стекло, и др.). Все это не обязательно перерабатывать в стеклотару — есть более выгодные пути. Известна, например, технология получения красивой облицовочной стеклянной плитки.

Две бросовые бутылки из-под шампанского — это один квадратный метр плитки типа кафельной. Прибыль — 300% и более.

Бросовое стекло может быть предметом экспорта. Германия, например, ежегодно ввозит на свою территорию около 20 тыс. т стеклобоя для переработки.

Спортивная обувь.

Известная американская фирма «Найк», производящая в год около 100 млн. пар спортивной обуви, наладила в США сбор изношенных кроссовок и дает за каждую сданную пару скидку при покупке новой. Старые кроссовки моют и разбирают на части, после чего резиновые подошвы используют для производства покрытий беговых дорожек и теннисных кортов, синтетику — на изоляцию проводов и набивку матрасов.

Фирма «Рибок» — крупнейший конкурент «Найк» — начала выпуск новой модели кроссовок, на 60% состоящих из переработанного вторичного сырья.

Отработанные автомобильные покрышки.

Во всем мире большую проблему составляют отслужившие свой срок автомобильные покрышки. Только в США ежегодно их накапливается 280 млн. штук.

Шинные свалки считаются чрезвычайно опасными для окружающей среды по ряду факторов, среди которых:

• высокая пожароопасность и выделение в случае возгорания значительного количества токсичных соединений.

• высокая вероятность загрязнения подземных вод в местах их складирования;

• скопление вредных насекомых и грызунов, представляющих эпидемиологическую опасность;

• -, сопротивление уплотнению и биологическая неуничтожимость покрышек, требует отторжения значительных территорий под места их складирования на продолжительное время.

Ежегодно в мире производится около 10 млн. т покрышек. Объем отработанных автомобильных покрышек (ОАП) оценивается на том же уровне.

С точки зрения экологической целесообразности среди многочисленных и разнообразных способов удаления ОАП приоритетными считаются направления, позволяющие экономить природные не возобновляемые ресурсы за счет специфических свойств основного материала, входящего в состав шин, — резины. Кроме того, необходимо принимать во внимание экономическую и технологическую эффективность. В соответствии с системой обращения с отходами, одобренной ведущими странами мира, принята следующая приоритетность мероприятий в области переработки отходов:

• снижение образования отходов;

• вторичное использование и переработка;

• топливное использование и термическая деструкция;

• захоронение.

У автомобилистов укоренилось мнение о процедуре восстановления шин как о дорогом и неэффективном мероприятии. Это обусловлено недостатками устаревшей, но широко распространенной технологии «горячей» вулканизации протектора из сырой резины непосредственно на каркасе при температуре 150°С. Это способ за рубежом практически не применяется, так как с прочими недостатками не позволяет вести ремонт металлокордовых покрышек, составляющих большинство (не менее 70%) эксплуатируемых шин.

Альтернативный способ «холодной» вулканизации основан на использовании предварительно вулканизированного протектора. Между новым протектором и каркасом шины помещают тонкий слой специального адгезивного материала с низкой температурой вулканизации — процесс осуществляется при температуре не выше 100°С. Это позволяет производить качественный ремонт покрышек с металлокордом.

Условия изготовления нового протектора (высокие давление и температура) обеспечивают его высокую плотность, повышенное сопротивление проколам и износу. По этим показателям восстановленные шины превосходят новые и полностью соответствуют требованиям безопасности, что обусловило рост объема восстановленных покрышек за рубежом.

Восстановление ОАП особенно распространено в Скандинавии. Например, в Финляндии сбыт восстановленных шин в 2,5 раза превышает сбыт новых.

В покрышке содержится не менее 60% резины, 11-18% — металла, 11—29% — текстиля. Ходовые свойства не исчезают даже после трехкратного восстановления. Основной трудностью утилизации ОАП является наличие посторонних включений. Однако металл и текстиль, выделяемые после измельчения, также при­годны к переработке. Поэтому с точки зрения экологии способ утилизации, позволяющий получить материалы для дальнейшего использования и способствующий экономии природных ресурсов, является оптимальным.

Строительные отходы. В результате реконструкции зданий и сооружений, сноса строений и их разборки образуется большое количество отходов — потенциального сырья для строительной и других отраслей промышленности.

Часто такие отходы вывозят на свалки, в том числе и на несанкционированные.

Современная технология утилизации материалов при сносе старых домов основывается на замкнутом цикле и имеет три этапа сортировки строительных отходов.

Первый этап: подготовка дома к сносу — удаление столярных изделий, линолеума, паркета, мягкой кровли, труб отопления, сантехники.

Второй этап: сортировка крупногабаритных отходов. Установлено, что доля годного к переработке железобетона здесь составляет до 40%..

Третий этап: дробление железобетона и кирпича. Пригодный для переработки бетон (в основном армированный) измельчают на разные фракции щебня.

Полученный щебень и отсев может использоваться для замены грунта и в качестве песка для основания под мостовую, как просыпка на пешеходные дороги, как временные строительные дороги и материал по устройству дорог на свалках.

Металлические изделия и арматуру отправляют на переработку во «Вторчермет».

В настоящее время в экономически развитых странах перерабатывается до 35% строительных отходов

Австралийские технологи впервые в мире приступили к коммерческому использованию нового бетона, полностью приготовленного из отходов строительства.

Такой переработанный бетон используют для покрытия велосипедных дорожек и тротуаров, а также для производства строительных плит. Для его производства не нужны дополнительные материальные затраты.

В Австралии строительный мусор составляет до 40% всего мусора, попадающего на свалки. Это примерно 14 млн. т. в год. Извлеченная из старого железобетона стальная арматура также идет на переработку.

Удаление и утилизация промышленных твердых отходов

Особый вред для окружающей среды и населения представляют свалки промышленных отходов.

Функционально промышленные отходы подразделяют на три основные группы: