5.7 Комплексная переработка тбо
Сложность состава ТБО обуславливает отсутствие универсального метода решения проблемы, удовлетворяющего современным требованиям рыночной экономики, экологии и ресурсосбережения. В наибольшей степени удовлетворяют технологии комплексной переработки ТБО, ориентированные на выделение из их масс имеющих потребительскую ценность компонентов: металлов, пластмассы, стекла, текстиля, улучшение качеств сепарационных операций, качества остающихся масс ТБО, топлива, сырья для ферментации.
Наиболее распространёнными в промышленной переработке ТБО являются охарактеризованные выше процессы их компостирования и сжигания.
Основные недостатки прямого компостирования смешанных ТБО сводятся к необходимости депонирования больших масс их составляющих, не способных к ферментации, а также низкое качество компоста, характеризующегося повышенным содержанием тяжелых металлов и плохим товарным видом, что обуславливает трудности сбыта. Низкая теплотворная способность смешанных ТБО препятствует их использованию в виде качественного топлива, обеспечивающего производство тепловой и электрической энергии. Преодоление этих недостатков в значительной степени возможно при использовании специальной подготовки ТБО, сводящейся к осуществлению различной сложности комплекса операций по их сортировке.
Технология последней может включать как разнообразные сочетания сепарационных процессов (магнитных, воздушных, электрических и др. видов), так и вспомогательные операции механического дробления и измельчения. На рисунке 44 в качестве иллюстрационного примера представлена одна из технологических схем сортировки ТБО, дающая представление о номенклатуре, последовательности реализации и выходе продуктов названных процессов (операций).
Рисунок 44 – Технологическая схема сортировки ТБО
II технология рекуперации промышленных отходов
ВВЕДЕНИЕ В ТРПО
По расчетам академика И.В.Петрянова-Соколова, только 2 % добываемых природных материалов вовлекается в промышленное производство, остальное становится отходами. По другим расчетам, используемые компоненты составляют не более 50 % извлекаемого сырья. Но и эта цифра свидетельствует о появлении и накоплении огромного количества вещества, изъятого из естественных условий нахождения в геосфере, преобразованного и превращенного в отходы.
Рисунок 45 - Потоки потребления (), потоки отходов и загрязнения среды (→), млрд/год
На рисунке 45 схематически изображен антропогенный круговорот вещества на земле. По данным ЮНЕСКО, общая масса вещества, перемещаемого человеком на поверхности земли, достигает 4 трлн. т в год, включая более 4000 кмЗ почвы и грунта, которые ежегодно перемещаются в мире при перепашке полей, строительных и других работах. Общая площадь разрушенных земель составляет примерно 20 млн. км2, что больше совокупной площади, используемой сегодня в мире в сельскохозяйственных целях. Последнее обстоятельство обостряет продовольственную проблему, поскольку в мире ощущается дефицит земли, пригодной для ведения сельского хозяйства и обеспечения продовольствием растущего населения планеты. Извлекается из недр земли и применяется за год мировой экономикой 120 млрд. т руд, горючих ископаемых, строительных материалов (20 т сырья на каждого жителя планеты), причем только 9 млрд. т (7,5 %) преобразуется в материальную продукцию в процессе производства. Более 80 % этого количества потребляется и входит в основные и оборотные материальные фонды и резервы всех отраслей мирового хозяйства, т.е., в основном, возвращается в производство. Таким образом, из 120 млрд. т вещества, вовлекаемого в производство и потребление, до 94 % вещества поступает в окружающую природную среду в виде отходов. Личное потребление людей составляет только 1,5 млрд. т/год (1,25 % количества вовлекаемых в мировую экономику материалов и биомассы), причем больше половины этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания - той части отходов, которая сопутствовала человеческой цивилизации всегда. Лишь небольшая часть продуктов питания минует производственный цикл, т.е. не требует дополнительных затрат энергии на приготовление пищи. В водоемы и на поверхность земли переходит 3,9 млрд. т жидких и 0,7 млрд. т твердых бытовых отходов.
Человечество по своему воздействию на природу превратилось в величайшую геологическую силу (В.И.Вернадский). По масштабам извлекаемого и перерабатываемого сырья (около 100 Гт/год)* хозяйственная деятельность человека приблизилась к деятельности биоты (4 000 Гт/год) и превзошла вулканическую деятельность - 100 Гт/год).
* - по оценке РХТУ им.Д.И.Менделеева масштабы в 2009 году достигли 500 Гт
Установлено, что в настоящее время каждая из величин – население Земли, объем промышленной продукции, промышленные отходы – возрастает во времени по экспоненциальному закону:
у = Ае+f, (43)
и отличается лишь значением коэффициента А, определяющим крутизну этого роста.
При этом загрязнение окружающей среды промышленными отходами, бытовым мусором и отбросами увеличивается быстрее, чем население планеты. Отсюда десятки миллиардов тонн промышленных отходов, сотни миллионов тонн бытовых отходов и мусора.
Улучшение качества человеческой жизни при увеличении численности населения ограничено предельными возможностями окружающих экосистем и биосферы.
Согласно разработанным наукой биосферной и ресурсной моделям, допустимая для Земли численность населения соответственно составляет 2 и 8 млрд. человек соответственно. При численности населения 7 млрд. человек с точки зрения биосферной модели мир находится в закритическом состоянии, а с точки зрения ресурсной – близок к потере устойчивости развития.
С учетом демографической ситуации в мире и ее тенденции мировая система идет не к выходу из кризисной ситуации, а к углублению глобального экологического кризиса, составной частью которого является «мусорный кризис». Возрастание отходов производства и потребления – одна из актуальнейших экологических проблем современного мира.
В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. тонн отходов, при этом вторично используются только 2 млрд. тонн, т. е. около 28 %. Из общего объема используемых отходов около 80 % - вскрышные породы и отходы обогащения – направляется для закладки выработанного пространства шахт и карьеров; 2 % - находят применение в качестве топлива и минеральных удобрений, и лишь 18 % (360 млн. т) используются в качестве вторичного сырья, из них 200 млн. т в стройиндустрии. В последнее десятилетие количество отходов в РФ увеличивалось до 15 % в год (при росте ВВП в среднем 6-8 %).
На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.
Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. т, что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды. В России ежегодно образуется около 75 л млн. т высокотоксичных отходов, из них перерабатывается и обезвреживается лишь 18 %.
Общая площадь организованных хранилищ для токсичных отходов составляет 11 тыс. га, при этом не учитываются неорганизованные хранилища и свалки, на которые, по некоторым данным, вывозится около 4 млн. т высокотоксичных отходов.
Следует также выделить проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод. Ежегодно в Российской Федерации образуются 150 млн. м3 ТБО, около 15 тыс. га природных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая множества «диких» свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигающих установок составляет около 5 млн. м3 /год, т.е. всего 4 % общего объема образующихся ТБО.