1362

коммунального хозяйства и учреждений санитарно-эпидемиологической службы.

Планово-регулярная система сбора и удаления бытовых отходов включает в себя:

подготовку отходов к погрузке в собирающий мусоровозный транспорт;

организацию временного хранения отходов в домовладениях; сбор и вывоз бытовых отходов с территорий домовладений и

организаций; обезвреживание и утилизацию бытовых отходов.

Жилищный фонд городов н населенных пунктов разделяется на благоустроенный (газ, центральное отопление, водопровод, канализация) и неблагоустроенный (местное отопление, отсутствие водопровода и канализации). Неблагоустроенный жилищный фонд подразделяется на коммунальный и фонд на правах личной собственности.

Условно можно принять, что города РСФСР с учетом среднегодовых температур воздуха расположены в трех климатических зонах (северная, средняя и южная), поэтому следует учитывать их особенности при выборе систем сбора, периодичности вывоза, санитарной обработки сборников и выполнении других мероприятий.

Периодичность удаления бытовых отходов выбирается с учетом сезонов года, климатической зоны, эпидемиологической обстановки, согласовывается с местными учреждениями санитарно-эпидемиологической службы и утверждается решением горисполкома.

Как правило, устанавливают такие сроки удаления бытовых отходов:

стерриторий домовладений — не реже одного раза в три дня;

стерриторий домовладений с особым режимом или в южной зоне — ежедневно.

Периодичность санитарной обработки сборников определяется системой сбора и удаления и принимается при:

контейнерной (сменяемой) системе сбора и удаления отходов — после каждого опорожнения контейнеров;

несменяемой системе сбора и удаления отходов: для северной (летний период) и средней зон — один раз в 15 дней, для южной зоны — один раз в 10 дней.

1.Системы управления отходами.

2.Работа административных органов и органов местного самоуправления по утилизации отходов потребления.

Тема 5. Принципы переработки твердых бытовых отходов

Основная тенденция решения проблемы ТБО в мировой практике - их вовлечение в промышленную переработку.

Несколько причин стимулируют переход к промышленной перера-ботке ТБО:

наличие постоянной экологической опасности от накопления больших объемов отходов;

сложность выделения и обустройства новых свалочных мест; рост затрат на захоронение ТБО и их доставку к местам захо-ронения,

которые все более удаляются от городов; экономия земельных ресурсов при отказе от полигонного захо-ронения;

возможность масштабной утилизации муниципальных отходов при их вовлечении в промышленную переработку;

необходимость решения экологических проблем цивилизован-ными методами.

Впервую очередь ТБО вовлекаются в промышленную переработку в странах, бедных природными ресурсами и отличающихся малой пло-щадью

ивысокой плотностью населения, где захоронению подвергают не более 2530% ТБО (Швейцария, Япония). В Европе, как отмечено, по-лигонное захоронение ТБО должно быть прекращено к 2010 г.

Вмировой практике нашли промышленное применение пять прин-ципиальных методов переработки ТБО:

термическая обработка (в основном — сжигание); биотермическая аэробная ферментация (с получением удобрения,

биотоплива, топлива и др.); анаэробная ферментация (с получением биогаза);

сортировка (с извлечением ценных компонентов и фракций от-ходов для вторичного использования);

комплексная переработка (комбинация различных методов: ферментация-сортировка, ферментация-сортировка-термообработка, сортировка-ферментация, термообработка-сортировка, сортировка- тер-мообработка, сортировка-термообработка-ферментация).

1.Характеристика ТБО как объекта переработки.

2.Специализированные организации по переработке бытовых

отходов

Тема 6. Сепарация твердых бытовых отходов

Сепарация ТБО аналогично обогащению других сырьевых матери-алов (в частности, полезных ископаемых) представляет собой совокуп-ность процессов первичной обработки сырья с целью извлечения ряда ценных компонентов, удаления опасных и балластных компонентов, выделения фракций отходов, оптимальных по составу для переработки тем или иным методом.

В отличие от обогащения полезных ископаемых, всегда связанного с загрязнением окружающей среды, сепарация ТБО как техногенного сырья имеет прямое природоохранное значение, поскольку выход хво-стов сепарации всегда меньше количества исходного сырья, а состав отходов для последующих переделов переработки оптимизируется с точки зрения гомогенизации, способности к горению, снижения содер-жания опасных и балластных компонентов и др., что повышает эколо-гическую безопасность промышленной переработки муниципальных отходов.

Сепарация ТБО, их обогащение является эффективной операцией перед термо- и биообработкой отходов. Так, по опубликованным дан-ным, предварительная сортировка ТБО, удаление металлических ком-понентов, отработанных электробатареек и аккумуляторов, некоторых видов синтетических материалов уменьшает при сжигании выбросы ртути и мышьяка на 70-75%, свинца - на 40%, при этом эффективность сжигания и ферментации ТБО повышается, а состав продуктов и отхо-дов переработки улучшается.

Принципиально возможны три взаимодополняющих друг друга на-правления сепарации ТБО:

селективный покомпонентный (пофракционный) сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продуктов на специальных сортировочных установках (преимущественно метода-ми ручной сортировки; для извлечения металлов часто применяется механизированная сепарация);

селективный пофракционный сбор в местах образования так называемых коммерческих отходов (отходы рынков, магазинов, учреж-дений, школ и др.), с последующим извлечением из них ценных компо-нентов комбинированными методами ручной и механизированной сор-тировки (на специальных объектах);

сортировка в заводских условиях комплексной переработки ТБО (преимущественно механизированная, поскольку ручная сорти-ровка отходов жилого фонда на ленте тихоходного конвейера малоэф-фективна; в ряде случаев технологическая схема может включать эле-менты ручной сортировки крупнокусковой фракции ТБО).

1. Санитарно-микробиологические и гигиенические аспекты технологии сепарации ТБО.

Тема 7. Термическая переработка твердых бытовых отходов

Из различных методов переработки ТБО наиболее отработанным и часто используемым является сжигание. Возможность использования этого метода для переработки ТБО основана на морфологическом соста-ве ТБО, которые содержат до 70-80% органической (горючей) фракции.

Исторически сжигание явилось первым техническим направлени-ем, которое человечество применило на практике, вступив в фазу пла-номерной борьбы с муниципальными отходами: первое «мусоросжига-тельное заведение» было построено в 1870 г. близ Лондона. Естествен-но, в первую очередь такие установки стали строить в странах с отно-сительно малой площадью и высокой плотностью населения. В настоя-щее время мусоросжигание наиболее распространено в Японии, Швей-царии, Дании, Швеции, Германии, Нидерландах, Франции.

В80-х годах количество сжигаемых отходов на душу населения со-ставляло: в бывшем СССР, Норвегии и Испании - 0,05 кг/чел в сутки; в Великобритании, Италии, США, Канаде и Финляндии - 0,05-0,15; во Франции, Японии, Австрии, ФРГ, Бельгии и Нидерландах - 0,25-0,4; в Швеции, Швейцарии, Дании, Люксембурге и Монако - более 0,6. В на-стоящее время в европейских странах с применением термических ме-тодов перерабатывают 25-30% объема городских отходов, в Японии - 65-

70%, в США - 15-20%.

Поскольку сжигание представляет собой экзотермический процесс, выделяющееся тепло может быть утилизировано.

С углублением энергетического кризиса в середине 70-х годов на ТБО стали смотреть как на энергетическое сырье. Было подсчитано, что при сжигании 1 т ТБО можно получить 1300-1700 кВт-ч тепловой энер-гии или 300-550 кВт-ч электроэнергии. Именно в этот период отмечает-ся достаточно интенсивное строительство мусоросжигательных заво-дов с утилизацией тепла отходящих газов, а также развитие работ по по-лучению из горючей фракции ТБО топлива в виде брикетов для исполь-зования на электростанциях в смеси с углем (доля подмешиваемых отходов - до 20%). Это топливо из отходов в разных странах получило разные названия: «RDF»

-в США, «BRAM» - в Германии, «Brini Fuel» - в скандинавских странах. В настоящее время производство из ТБО бри-кетированного топлива для продажи сторонним потребителям потеряло актуальность и применяется редко; предпочтительным является произ-водство энергии непосредственно на заводе по переработке ТБО с обеспечением энергетических потребностей самого завода и передачей излишков энергии потребителям.

К 2000 г. в различных странах действовало более 400 заводов, на ко-торых применялось сжигание ТБО с производством пара и выработкой электроэнергии.

Подсчитано, что в Западной Европе сжигание всех образующихся отходов могло бы покрыть 5% потребной тепловой энергии для бытово-го сектора. В то же время, например, в Швеции вырабатываемая на му-соросжигательных заводах тепловая энергия составляет 13% потребно-сти бытового сектора страны в тепле.

В1996 г. в мире действовало около 2400 заводов, на которых ис-пользовались термические процессы для переработки ТБО или выде-ленных из них горючих фракций. Предполагается, что к 2010 г. в мире будет действовать около 2800 таких заводов.

Большинство европейских мусоросжигательных заводов имеет производительность от 170 до 800 т/сут и преимущественно использует котлоагрегаты небольшой и средней производительности 5-15 т/час.

Техника и технология сжигания ТБО непрерывно совершенствовались.

В30-е годы были разработаны печи для непрерывного слоевого сжигания ТБО, осуществляемого на колосниковой решетке, установленной в нижней части печи.

Вначале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты с топками с псевдоожиженным слоем (система «твердое-газ»), а в конце 80-х - печи с циркулирующим кипящим слоем, в большей степени отвечающие экологическим требованиям, но требующие обязательной подготовки отходов к сжиганию.

Вначале 90-х годов были проведены исследования по сжиганию ТБО в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 13501500°С с применением обогащенного кислородом дутья, что в принци-пе позволяет снизить объем отходящих газов и получить обезврежен-ный шлак.

И, наконец, в последние годы были разработаны и апробированы новые комбинированные термические методы переработки ТБО, включающие процессы «пиролиз-сжигание» и «пиролиз-газификация».

Современные термические процессы являются экологически без-опасными при термообработке подготовленных ТБО, при соблюдении технологических норм и при использовании современных методов газо-очистки (в свою очередь, эффективность газоочистки во многом опре-деляется реализацией так называемых первичных мероприятий в тер-мическом процессе). В этом случае, по данным практики Германии, промышленные выбросы находятся значительно ниже пределов, регла-ментируемых жестким природоохранительным законодательством.

1.Оценка потенциально опасных ингредиентов, влияющих на газовые выбросы при термической переработке ТБО.

2.Характеристики различных методов термической переработки.

Тема 8. Сжигание без образования шлакового расплава

жигание в шлаковой ванне с использованием обогащенного кислородом дутья (процесс Ванюкова)

Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расхо-дуется значительная часть выделяющейся энергии. При этом может быть использовано и более простое оборудование для сжигания, например, шлаковые ванны, в которых отсутствуют какие-либо движущиеся части.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде явля-ется резкое сокращение объема дымовых газов и, следовательно, сни-жение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азо-та в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.

1.Слоевое сжигание.

2.Сжигание в кипящем слое.

3.Сжигание-газификация.

Тема 9. Сжигание в слое шлакового расплава

аиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии. При этом может быть использовано простое оборудование для сжигания, например, шлаковые ванны, в которых отсутствуют какие-либо движущиеся части.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и, следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, снижение концентрации азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьѐзную проблему.

Сжигание в них осуществляют в слое находящегося в ванне печи барботируемого шлакового расплава (образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ). Сбрасываемые в ванну ТБО погружаются в интенсивно перемешиваемый вспененный расплав. Барботаж расплава осуществляют с помощью окислительного кислородновоздушного дутья, подаваемого через фурмы в нижней части боковых стенок печи (ниже уровня расплава), для дожигания дымовых газов предусмотрена подача дутья через ряд верхних фурм (выше уровня расплава). Минеральная часть отходов растворяется в шлаке, а металлические компоненты расплавляются. Для получения шлака заданного состава в печь загружают флюс (рекомендуется известняк).

Шлак, выпускаемый из печи (непрерывно или периодически) в сифон целесообразно подавать в жидком виде на переработку в строительные материалы. Теоретически в донной фазе должен получаться металл, однако практически в ходе опытных испытаний его получить не удалось (очевидно, по объективным причинам относительное содержание металлов в ТБО невелико, и они могут либо теряться в шлаковом расплаве механически, либо окисляться и снова переходить в шлаковую фазу).

1.Сжигание в шлаковой ванне с использованием кислородного

дутья.

2.Сжигание с использованием природного газа.

3.Сжигание с использованием электрошлакового расплава.

Тема 10. Комбинированные процессы

Технология комбинированной переработки ТБО включает:

•дробление отходов в ножевой дробилке до размера менее 200 мм;

•пиролиз отходов при 450°С в течение 1 часа в барабанной печи (4 об/мин), снабженной обогреваемыми внутренними лопастями (обогрев дымовыми газами с температурой 600° С), с образованием пиролитического газа и пиролитического твердого остатка (смесь углерода и минеральных компонентов);

•выделение из пиролитического остатка металлов и минеральных компонентов (камни, стекло и пр.) грохочением (отбор фракции более 5 мм; выход фракции 12-13%);

•отделение черных и цветных металлов от минеральных компонентов;

•измельчение углеродистого остатка в шаровой мельнице до крупности менее 100 мкм;

•совместное сжигание при небольшом избытке воздуха угольной пыли

ипиролитического газа при температуре 1300°С с образованием расплава шлака (выход шлака 12-13%);

•утилизацию тепла дымовых газов в котле-утилизаторе и выработку электроэнергии в турбогенераторе (350-450 кВт-ч/т).

В получаемом на выходе из пиролитического барабана материале все органические составляющие исходных ТБО превращаются в углеродистый остаток, который отделяется от минеральной части грохочением. Поскольку температура в пиролизной печи (450°С) существенно меньше, чем в печи сжигания (850°С), в этом случае многие компоненты ТБО (черные и цветные металлы, стекло и пр.) не претерпевают никаких изменений, а лишь очищаются от органических загрязнений, что упрощает их выделение и утилизацию. Отделение минеральной составляющей отходов перед процессом сжигания существенно повышает экологическую безопасность метода, так как в дымовые газы и золу переходит существенно меньшее количество вредных веществ (прежде всего тяжелых металлов).

Использование барабанной печи с лопастями представляется не самым удачным вариантом для пиролиза ТБО, так как в результате плавления содержащихся в отходах пластмасс такие конструкции склонны к забиванию.

Основные достоинства метода:

•процесс является автогенным (не требует подвода энергии);

•получение экологически безвредного шлака (используется в качестве щебня).

Основные недостатки метода:

•дробление всей массы исходных для утилизации ТБО;

• грохочение углеродистого продукта пиролиза, представляющего собой сажистый, сильно пылящий материал, загрязняющий отделяемые минеральные компоненты (последние переходят в класс +5 мм).

1.Пиролиз и пиролиз-газификация.

2.Оценка различных методов термической переработки.

Тема 11. Биотермическая переработка твердых бытовых отходов

Биотермическая технология переработки твердых бытовых отходов (ТБО).

Процесс состоит из следующих основных модулей:

•модуль предварительной обработки - сортировка ТБО

•модуль получения биогаза для переработки органической фракции

ТБО

•модуль газификации для переработки горючей фракции ТБО

•генераторы для производства тепла и/или электричества из получаемого газа

Отходы поступают в модуль предварительной обработки, где они измельчаются и сортируются на четыре фракции: металлы, горючие отходы, органические отходы и инертные материалы. По требованию заказчика и в зависимости от потребностей местного рынка могут быть установлены дополнительные модули сортировки для выборки специальных видов отходов. Используется только автоматическая сортировка.

Далее – органические отходы поступают в модуль получения биогаза, а горючие отходы – в модуль газификации. Горючий газ, образующийся в результате этих двух процессов перерабатывается в генераторе в тепло и, при необходимости, электроэнергию, для использования на сопутствующих производствах или для продажи.

Комбинации указанных технологических модулей устанавливаются на нескольких площадках в регионе так, чтобы обеспечить минимальную транспортировку отходов к месту переработки и непосредственную поставку ценных конечных продуктов на сопутствующие производства. Полный завод по переработке ТБО состоит из модулей всех четырех видов и может включать сопутствующие производства. Количество технологических линий в каждом модуле определяется требованиями к производительности завода. Минимальное оптимальное соотношение достигается для завода производительностью 90,000 тонн ТБО в год.

1.Аэробная ферментация.

2.Анаэробная ферментация.

Тема 12. Комплексная переработка твердых бытовых отходов

Построение технологической схемы любого производственного процесса определяется составом и свойствами исходного сырья, а также задачами производства. Поскольку ТБО представляют собой гетероген-ную смесь сложного морфологического состава, не существует, как пока-зывает анализ, какого-либо одного универсального метода их переработ-ки, удовлетворяющего современным требованиям экологии, экономики, ресурсосбережения и рынка. Этим требованиям, тенденциям развития мировой практики, рекомендациям международных экологических кон-грессов в наибольшей степени отвечает проектирование и строительство комбинированных мусороперерабатывающих заводов, обеспечивающих использование отходов как источника энергии и как вторичного сырья.

Построение промышленной технологии по принципу комбинации раз-личных методов переработки ТБО нивелирует недостатки каждого мето-да, взятого в отдельности. Именно комплексная переработка ТБО, как си-стемная комбинация сортировки, термообработки, ферментации и других процессов, обеспечивает в совокупности малую отходность производ-ства, его максимальную экологичность и экономичность.

Объединяющим процессом в схеме комплексной переработки ТБО является сортировка (в том числе на основе селективного сбора), изме-няющая качественный и количественный состав ТБО. При этом повы-шается не только доля повторного использования ряда компонентов ТБО, но и во многом решаются вопросы удаления опасных бытовых от-ходов и балластных компонентов, оптимальной подготовки тех или иных фракций компонентов ТБО к дальнейшей переработке.

Предварительная сортировка оптимизирует сопряженные произ-водства:

улучшает и ускоряет процесс ферментации органических ве-ществ

ТБО;

облегчает очистку продукта ферментации от примесей; снижает потребную производительность весьма дорогостоящего био-

термического и термического оборудования; улучшает состав продукта ферментации, шлака и отходящих газов; улучшает процесс сжигания;

упрощает газоочистку, т.е. технология комплексной переработки ТБО повышает экологичность и экономичность традиционной термической и биотермической обработки ТБО.

Преимущества комплексной переработки ТБО выявляет укрупнен-ная эколого-экономическая оценка наиболее распростра-ненных про-мышленных технологий переработки ТБО - слоевого сжигания, фер-ментации, сортировки и их комбинаций.

1.Основы управления ТБО.

2.Перерабатывающие комплексы.

Тема 13. Переработка металлолома

На сегодняшний день металлургическая промышленность стала одной из самых развитых отраслей производства. На российском рынке металлургическая отрасль стоит на одном из первых мест. Именно поэтому вопрос о вторичном использовании металлолома является очень актуальным. Решением этого вопроса стали всевозможные способы переработки лома металла, что является достаточно выгодным для данной промышленности предприятием. Рассмотрим наиболее приемлемые и продуктивные способы переработки лома металла в данной статье.

ПРИНЦИПЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛОЛОМА

Следует отметить, что вторичное сырье является самым необходимым элементом при плавке металла, посредством применения вторсырья металлического лома происходит значительное снижение затратности всего производства. Экономия видна во всем, и в затратах на материал шихтового типа и в затратах на энергоресурсы, и многое другое. К тому же переработка и вторичное использование лома металла, как цветного, так и черного, снижает нагрузку на использование природных ресурсов в этой области, тем более что они и так достаточно сильно истощены на сегодняшний день. Все эти вышеперечисленные факторы являются значимым доводом в переработке металла.

Переработка металлолома

Как правило, наиболее частой является переработка лома черных металлов. Это обусловлено тем, что сегодня в больших количествах происходит изготовление стали, технологический процесс литья которой предполагает достаточно большое количество металлолома для смешивания его с чугуном. При этом стоит отметить, что особенностью данного технологического процесса является то, что чем большее количество лома будет использовано при выплавке, тем лучшего качества будет готовый продукт, в данном случае сталь.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛОЛОМА

В основу предварительной переработки лома металла включены такие процессы, как сортировка, при которой отделяют металл по категориям и разновидностям. На сегодняшний день категорий металлолома существует несколько. Во-первых, это отделение лома цветных и черных металлов, поскольку в один технологический процесс их пустить нельзя.

Следующим этапом переработки становится резка и раскрой металлолома. Далее металлолом перебирают по содержанию в нем