Утилизация упаковки. Учебное пособие

21

Металлом

В бытовом мусоре находится 4–5 % железа. Извлеченный из мусора скрап содержит 60–70 % железа, поэтому приобретаются и устанавливаются специальные шредерные установки для очистки скрапа с использованием обжига для удаления органических примесей (масло, жир и т.д.).

Жесть

Жесть, извлеченная из бытовых отходов, может быть использована для изготовления контейнеров и посуды. Однако жестяные консервные банки на свалке, как правило грязные, забитые гниющими пищевыми отходами. Получение жести из ТБО за рубежом осуществляется тепловой обработкой во вращающихся печах, вымораживанием в жидком азоте, магнитной и центробежной сепарацией, с использованием химических методов. В настоящее время восстанавливается 75 % жести, содержащейся в отходах.

Пластмасса

В составе ТБО содержиться более десятка типов пластмасс. На Западе широко распространена переработка только двух: полиэтилен-терефталат и полиэтилен высокой плотности.

Органические отходы

Во всех европейских странах, где выделяются органические отходы, они утилизируются через компостирование (аэробное сбраживание органической части отходов). Доля компостируемых отходов колеблется от 1 % в Великобритании и Норвегии до 17 % в Испании. В качестве компоста могут использоваться листья, трава, отходы фруктов, овощей, яичная скорлупа, но не могут быть использованы мясо, кости, жир и т.д. Существует технологии компостирования только пищевых отходов. При этом для компостируемых отходов нет стабильного рынка сбыта.

22

Контрольные вопросы

1.Понятие управления отходами.

2.Традиционные подходы к проблеме ТБО.

3.Концепция комплексного управления отходами.

4.Иерархия управления отходами и характеристика ее

этапов.

5.Проблемы подготовки компонентов ТБО к переработке.

23

ГЛАВА 3. СПОСОБЫ ЛИКВИДАЦИИ МУСОРА

Наибольшее распространение получили три способа ликвидации мусора (табл. 3.1, 3.2): устройство специально оборудованных свалок (захоронение); компостирование мусора; утилизация на мусороперерабатывающих заводах (сжигание и биохимические методы).

Таблица 3.1

Сравнительная характеристика способов ликвидации мусор

24

3.1.Захоронение ТБО

Внастоящий момент наиболее распространенный способ уничтожения ТБО – это захоронение на полигонах. Это необходимый этап для отходов, не поддающихся вторичной переработке, несгораемых или сгораемых с выделением токсичных веществ. Однако, этот простой способ сопровождает ряд следующих проблем:

– без соблюдения норм и правил эксплуатации полигон превращается в неконтролируемую свалку;

– чрезмерно быстрое переполнение существующих полигонов из-за большого объема и малой плотности размещаемых

отходов. Без предварительного уплотнения средняя плотность ТБО составляет 200–220 кг/м3, которая достигает всего лишь 450–500 кг/м3 после уплотнения с использованием мусоровозов;

– отрицательные факторы для окружающей среды: заражение подземных вод выщелачеваемыми продуктами, выделение неприятного запаха, размножение грызунов, разброс отходов ветром, самопроизвольное возгорание полигонов, бесконтрольное образование метана и неэстетичный вид являются только частью проблем, беспокоящих экологов и вызывающих серьезные возражения со стороны местных властей;

– отсутствие площадей, пригодных для размещения полигонов на удобном расстоянии от крупных городов. Расширение городов вытесняет полигоны на все более дальнее расстояние. Данный фактор в сочетании с ростом цен на землю увеличивает стоимость транспортировки ТБО;

– невозможность устранения полигонов. Несмотря на использование самых современных технологий, наше общество всегда будет нуждаться в их использовании для уничтожения не преобразуемых фракций: зола, шины, металлолом, строительный мусор.

Длительность исследований в области проблем утилизации и переработки промышленных отходов способствовала разработке и внедрению новых прогрессивных методов защиты биосферы. Современные санитарные полигоны представляют сложнейшие инженерные сооружения с системами борьбы с загрязнениями воды и воздуха, при гниении выделяется метан и он может использоваться для производства тепла и энергии.

25

Безопасная эксплуатация современного полигона подразумевает следующие меры:

–процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;

–обеспечение ежедневного покрытия сваливаемых отходов грунтом или специальной пеной для предотвращения разноса отходов;

–борьбу с переносчиками болезней (крысами и т.д.): обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;

–откачку взрывоопасных газов из недр свалки (затем метан может быть использован для производства электричества – по всей Великобритании подобные установки производят 80 МВт), для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;

–на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных – периметр должен быть огорожен и охраняться;

–гидротехнические сооружения должны минимизировать попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов не должна попадать в подземные воды – для этого создаются специальные системы гидроизоляции;

–эта жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;

–регулярный мониторинг воздуха, грунтовых и поверхностных вод в окрестностях полигонах.

Перспективно использовать сочетание термического метода с полигоном, называемое на Западе санитарной свалкой, оборудованное по специальной технологии. Такой полигон обходится в шесть раз дешевле строительства обычного полигона.

Особое внимание уделяется выводу полигона из эксплуатации и последующей рекультивации. Как правило, исходный проект полигона уже включает план мероприятий по рекультивации, длительному мониторингу закрытого полигона и т.п. Например, в США законы многих штатов требуют от компании,

26

управляющей полигоном, создания специального фонда рекультивации. Такой фонд формируется в течение всего времени работы полигона за счет отчислений от получаемого дохода и должен обеспечить необходимые средства независимо от смены собственника полигона, банкротства компании и т.п.

3.2. Брикетирование отходов

Брикетирование ТБО – сравнительно новый метод в решении проблемы их удаления. Брикетирование позволяет значительно уменьшить объем ТБО и снизить площадь места, необходимого для их размещения.

При прессовании мусор сжимается до плотности 1–1,1 м3, то есть становиться плотнее воды, и уменьшается в объеме в 3 раза.

В процессе прессования плотность отходов возрастает в 4–5 раз, из них удаляется избыточная влага. Полученные брикеты представляют собой параллелепипеды размером 1100х1100х2000 мм и массой 2,4–2,5 т. Брикеты складируются на высоконагруженном полигоне, а также могут использоваться для закладки карьеров, неровностей местности.

Брикеты будут лежать неопределенно долго, так как из-за высокой плотности в них остается мало воздуха и почти нет воды, а атмосферная вода скатывается по той же причине. Главный результат – полигон будет работать в 3–4 раза дольше.

Прессование при высоких давлениях – один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов. Уплотненные ТБО без предварительной сортировки выделяют меньше фильтрата и газовых выбросов, снижается вероятность возгорания ТБО, эффективнее используется площадь полигонов.

Прессование ТБО характеризуется следующими преимуществами:

–возможность увеличения срока эксплуатации полигонов

в2,5–3 раза при уплотнении мусора в тюки плотностью 1 т/м 3 ;

–снижение эксплуатационных расходов в 4,5 раза;

–снижением себестоимости захоронения в 4,7 раза;

–снижением капитальных затрат в 3 раза;

27

–снижением в 10 раз количества грунта для перекрытия отходов;

–сокращением сроков проектирования и строительства объектов с 7 лет до 1–1,5 года.

–удалением жидкой фракции, резким снижением объема фильтра и газов, исключением возгорания отходов.

Станция прессования может быть размещена как на полигоне, так и на МПС в городе.

Прессование мусора – это временный, но эффективный способ решения проблемы очистки городов ТБО и экономия места на полигонах.

3.3. Компостирование

Еще одним способом утилизации ТБО является компостирование, занимающее второе по распространенности (после сжигания) место в мировой практике.

Компостирование – это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло. В результате саморазогрева до 60–65 ºС происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Продуктом компостирования является органическое удобрение – компост или биотопливо (сырой компост).

Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста – высокое содержание тяжелых цветных металлов в нём.

Компостирование ТБО в мировой практике развивалось как альтернатива сжиганию (первый завод в Европе по компостированию ТБО был построен в 1932 г. в Нидерландах), но большого распространения не получило.

28

Переработка ТБО в компост в небольших масштабах (1–3 % от общей массы отходов) осуществляется в ряде стран (Нидерланды, Швеция, Германия, Франция, Италия, Испания и др.).

Наиболее широко компостирование ТБО было распространено во Франции, где в 1980 г. действовало 50 установок для компостирования, а также 40 комбинированных установок по сжиганию и компостированию.

ВСША компостирование практически не получило распространения. В Японии этим методом перерабатывается около

1,5 % ТБО.

ВСНГ с 1971 по 1987 годы по проектам института «Ги- проком-мунстрой» построено 8 заводов – в городах СанктПетербург, Нижний Новгород, Ташкент, Алма-Ата, Баку, Тбилиси, Минск, Могилев), а в конце 1994 г. – 9-й завод (в СанктПетербурге), на которых реализована практически одна и та же технология прямого компостирования исходных ТБО. Большинство из них уже не функционирует.

Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места, и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования.

На заводах с механизированной переработкой ТБО, ¾ основного технологического процесса – аэробное компостирование, которое проводится в сложных металлоемких установкахферментаторах (биобарабанах, биобашнях).

Компостирование, применяемое в России на механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т. д., все же он представляет из себя достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение.

Вгородах с населением 50–500 тыс. жителей при наличии свободных территорий вблизи города целесообразно применять полевое компостирование ТБО как наиболее простой и дешевый метод обезвреживания и переработки ТБО.

29

Правильно организованное полевое компостирование, так же, как и заводы механизированной переработки бытовых отходов (МПБО), обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнений ТБО, позволяет получить в результате переработки ТБО компост.

Применяют две принципиальные схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без предварительного дробления. В первом случае для измельчения ТБО используют специальные дробилки, во втором – измельчение (менее эффективное) происходит за счет многократного перелопачивания компостируемого материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте. Установки полевого компостирования, оснащенные дробилками для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства.

Как и заводы МПБО, сооружения и оборудование полевого компостирования должны обеспечить прием и предварительную подготовку ТБО, биотермическое обезвреживание и окончательную обработку компоста. ТБО разгружают в приемный буфер, или в наиболее простом случае, на выровненную площадку. Бульдозером, грейферным краном или специальным оборудованием формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования.

Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны. Современные полигоны ТБО - это комплексные природоохранные сооружения, предназначенные для обезвреживания и захоронения отходов. Полигоны должны обеспечивать защиту от загрязнения отходами атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствовать распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

Размеры и мощность полигона ТБО должны определяться потребностью в складировании твердых бытовых отходов с учетом экологических требований и санитарных норм, количества населения, расчетного срока эксплуатации, годовой нормы накопления ТБО.

На полигоны ТБО принимаются твердые бытовые отходы из жилых домов и общественных зданий, учреждений, предпри-

30

ятий торговли и общественного питания, а также уличный, са- дово-парковый, строительный мусор и другие виды твердых инертных отходов при соответствующем обосновании, а также промышленные отходы III–IV классов опасности в соответствии

сприложением Е с разрешения местных органов санитарноэпидемиологической и экологической служб и пожарной инспекции.

Дно полигона оборудуется противофильтрационным экраном-подложкой. Он состоит из глины и других водонепроницаемых слоев (битумогрунт, латекс) и предотвращает попадание фильтрата в грунтовые воды. Фильтрат – жидкость, содержащаяся в отходах, она стекает вниз, на дно полигона, и может просачиваться через его борта. Фильтрат – минерализованная жидкость, содержащая вредные вещества. Собирается фильтрат

спомощью дренажных труб и отводится в резервуар для обезвреживания. Ежедневно в конце рабочего дня отходы покрываются специальным материалом и слоями грунта, а затем уплотняются катками. После заполнения секции полигона отходы покрываются верхним перекрытием.

Полигоны ТБО должны обеспечивать охрану окружающей среды по шести показателям вредности:

–органолептическому;

–общесанитарному;

–фитоаккумуляционному (транслокационному);

–миграционно-водному;

–миграционно-воздушному;

–санитарно-токсикологическому.

Органолептический показатель вредности характеризует изменение запаха, привкуса и пищевой ценности фитотестрастений на прилегающих участках действующего полигона и территорий закрытого полигона, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха грунтовых и поверхностных вод.

Общесанитарный показатель отражает процессы изме-

нения биологической активности и показателей самоочищения почвы прилегающих участков.

Фитоаккумуляционный (транслокационный) показа-

тель характеризует процесс миграции химических веществ из почвы близлежащих участков и территории рекультивирован-