10.3. Защита земель

10.3.1. Обращение ñ отходами

Радикальное решение проблемы защиты земель от отходов возможно при разработке новых технологий и малоотходных производств. Ди обобщения особенностей малоотходного производства можно выделил ряд взаимосвязанных принципов, лежащих в его основе.Ключевым в этом ряду является принцип системности.

Другой важнейший принцип — принцип комплексности использования сырьевых ресурсов (см. рис. 10.26, б). Практически все используемое сырье многокомпонентно, и в среднем на 1/3 его стоимости составляют сопутствующие элементы.

Третьим принципом создания малоотходного производства является принцип цикличности материальных потоков (рециклинг) (см.рис. 10.26, â), где важную роль играют замкнутые водооборотные циклы, рециркуляция газовых потоков, утилизация твердых отходов. Во всем мире это направление приобретает весьма важное значение.

Рис. 10.27. Влияние степени утилизации отходов на расход энергии

ливается медь, цинк, кобальт. При увеличении степени утилизации отходов требуются ббльшие затраты энергии на очистку и сепарацию данного вида отходов. Влияние степени утилизации на расход энергии показано на рис. 10.27.

Из этой закономерности следует вывод о принципиальной недостижимости 100 % утилизации отходов, т. е. невозможности создания абсолютно безотходного производства.

Правовые основы обращения с отходами определяет Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» (1998), который преследует две цели:

1. предотвращение вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду;

2. вовлечение отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

Закон формулирует основные понятия.

Отходы производства и потребления — остатки сырья, материалов,полуфабрикатов, изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства или потребления, а также товары, утратившие свои по-требительские свойства (закон не распространяется на отходы в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водные объекты, радиоактивные отходы).

Опасные отходы — отходы, содержащие вредные вещества и обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрыво-пожароопасностыо, высокой реакционной способностью) или содержащие возбудителей инфекционных болезней.

Обращение с отходами — деятельность, в процессе которой отходы образуются, собираются, используются, обезвреживаются, транспортируются, размещаются (хранятся или захораниваются).

Объект размещения отходов — специально оборудованное сооружение, предназначенное для временного или постоянного размещения отходов (полигон, шламохранилище, отвал горных пород и др.).

Лимит па размещение отходов — предельно допустимое количество отходов конкретного вида, которое разрешается размещать определенным способом на установленный срок с учетом экологической обстановки на данной территории (аналог Г1Д13 и ПДС).

Норматив образования отходов — установленное количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции (рассчитывается с учетом типа технологии и коэффициента использования материалов).

Паспорт опасных отходов — документ, удостоверяющий принадлежность отходов к отходам соответствующего вида и класса опасности, содержащий сведения об их составе.

Промышленные отходы (ПО) классифицируются по агрегатному состоянию: твердые (строительный мусор, пустая горная порода,шлак, зола, металлы, пластмассы, резина и т. п.); пастообразные(шламы очистных сооружений сточных вод, краски, смолы, загущенные нефтепродукты) и жидкие (смазочно-охлаждающие жидкости,растворители, отходы гальванопроизводства и т. п.). Их разделяют на два вида: нетоксичные (неопасные, нейтральные для окружающей среды и человека) и токсичные.

В соответствии с Санитарными правилами «Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов» (1985) токсичные промышленные отходы подразделяют на четыре класса: I класс — чрезвычайно опасные (наличие в отходах ртути, хромовокислого калия, оксида мышьяка и других токсичных веществ); II класс — высокоопасные (наличие хлористой меди и никеля, азогокислого свинца, сурьмы и др.); III класс — умеренно опасные (наличие, например, сернокислой меди, оксида свинца, четыреххлористого углерода); IV класс — малоопасные.

Часть токсичных отходов, слаборастворимых воде, III и IV классов опасности допускается для совместного складирования и сжигания с твердыми бытовыми отходами при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований.

Основная номенклатура токсичных ПО в соответствии со СниП 2.01.28—85 должна подвергаться обработке на специальном региональном полигоне. Полигон является природоохранным объектом,включающим:

3. завод по обезвреживанию и утилизации токсичных ПО;

4. гараж специализированного автотранспорта;

5. участок захоронения неутилизируемыхтоксичных отходов;

6. сооружения очистки поверхностных вод, хозяйственно-бытовой канализации и дренажа.

Твердые бытовые отходы (ТБО). В мировой практике известно бо­лее 20 методов переработки ТБО, которые по конечной цели делятся на ликвидационные (в основе санитарно-экологические задачи) ï óòè­лизационные (использование вторичных ресурсов). Большинство этих методов не нашли значительного распространения в связи с их техно­логической сложностью и высокой себестоимостью переработки ТБО.

Наибольшее практическое распространение получили следую­щие методы:

7. складирование на полигоне (свалке);

8. сжигание;

9. аэробное биотермическое компостирование;

10. комплекс компостирования и сжигания (или пиролиза).

Полигон ТБО — наиболее простое и дешевое сооружение, устраи­ваемое в местах, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Основная масса ТБО вывозится на такие полигоны (свал­ки), которые являются источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, служат рассадником мух и крыс.

В государствах с жестким законодательством по охране окружаю­щей среды ТБО либо сжигают, либо перерабатывают. К 2010 г. страны ЕЭС предполагают запретить 100 %-е захоронение ТБО на полиго­нах.

Самая серьезная проблема — это загрязнение грунтовых вод. Вода с растворенными в ней загрязнителями называется фильтратом, в котором, наряду с остатками разлагающейся органики, красителей и другими химикатами, присутствует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов.

Вторая проблема — образование метана. У захороненного мусора нет доступа к кислороду. Поэтому его разложение идет анаэробно, с образованием биогаза, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющего­ся метана. Образуясь в толще захоронения отходов, он может распро­страняться в земле горизонтально, проникая в подвалы зданий, тон­нели коммуникаций, накапливаться там и взрываться. Метан, рас­пространяющийся вверх, отравляет корни, губит растительность в местах захоронения отходов.

Мусоросжигательные заводы получили значительное распространение в странах с высокой плотностью населения и дефицитом свободных площадей (ФРГ, Япония, Швейцария и др.).

Теплота сгорания ТБО линейно зависит от массовой доли углерода и водорода в них и сопоставима с торфом и бурыми углями. Так,

например, ТБО г. Москиы (Q = 7,23 МДж/кг) даже превосходит некоторые сорта бурого угля. Таким образом, использование ТБО можно рассматривать и с точки зрения энергосбережения, так как заводы оснащены оборудованием для утилизации тепла. На мусоросжигательные заводы возможен прием инфицированных отходов медицин­ских учреждении.

На существующих мусоросжигающих заводах в печах с колосниковыми решетками при относительно низких температурах (600 ч- 800°С) сгорает всего 70 + 75 % составляющих ТБО. Несгоревшие остатки требуют специального захоронения или обезвреживания.

Главный недостаток мусоросжигательных заводов — трудность очистки от примесей отходящих в атмосферу газов, особенно от диоксинов. Для снижения экологической опасности приходится предусматривать вторую и третью ступени газоочистки, что еще больше увеличивает капитальные затраты. Следует отметить, что на всех заводах производится извлечение в качестве вторичного сырья черного металлолома.

Мусоронерерабатывающие заводы, работающие по технологии аэробного биотермического компостирования, эксплуатируются во многих европейских странах, а также в крупных городах СНГ (Санкт-Петербурге, Москве, Нижнем Новгороде, Тольятти, Минске, Ташкенте и др.). При этой технологии ТБО обезвреживаются и превращаются в компост — органическое удобрение, используемое, на- I ipcHi|icpni.ill êðàé; 2 приемный бункер, in м.нценммй lUiaciilirmn.iM ниппелем, i резерв­ный бункер; 4— пункт отбора утильных фракций; j — биотермическнй барабан; 6 — цилиплриче- ский грохот для компоста; 7—подвесной конвейерный железоотделптель; if—крупный отсев; 9—сепаратор цветного металлолома; 10 — дробилка для доизмельчения компоста; //— кон­трольный грохот для компоста; 12 — плужковый сбрасыватель; 13 — бункер балласта; 14— паке­тировочный пресс для металлолома; 15— склад черного металлолома; 16— штабеля компоста

пример, для городского озеленения или в качестве биотоплива для те­плиц.

Завод работает по следующей технологии (рис. 10.32). Прибы­вающие мусоровозы разгружаются в приемный бункер 2, оснащен­ный пластинчатым питателем. Крупногабаритные предметы извле­каются грейферным краном 1. Пластинчатый питатель перегружает ТБО на ленточный транспортер, проходящий под электромагнитным сепаратором — железоотделителем 7 и через посты ручного отбора утильных фракций 4. На постах ручного отбора с транспортера отби­раются бумага, картон, текстиль, полимерная пленка, пластиковые бутылки, стекло, цветной металл. Отобранное вторсырье попадает на вспомогательные конвейеры и далее к прессам 14 или свободному

складированию 15. Далее конвейер проходит в отделение биоперера­ботки, где установлен биотермический вращающийся барабан J диаметром 4 м и длиной 36 или 60 м. Экспозиция в биобарабане около двух суток при температуре 50 + 60°С. Биотермическое разложение органического вещества происходит в результате жизнедеятельности сапрофитных аэробных микроорганизмов с выделением тепла биохимических реакций. Далее компостируемый материал поступает на спе­циальное сито (грохот) 6, где компост разделяется на 2 потока: балласт и просеянный компост. Компост направляется в дробилку 10 и вторичный грохот 11. После измельчения и повторного грохочения компост направляется на площадку дозревания 16. Оставшийся балласт 13 подлежит либо использованию, либо захоронению на полигоне.

Комплексные заводы включают в себя технологические линии по компостированию около 50 % влагосодержащих органических фракций, сжиганию 20 % сухих фракций и вторичному использованию около 30 % ТБО. Такая технология может быть осуществлена только при активном участии всего населения, когда первичная сортировка ТБО ведется раздельно в специальные контейнеры для пищевых отходов, стекла, полимеров, макулатуры и т. п.