Экология урбанизированной территории. Учебное пособие

ствах, наличии документации с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места назначения их транспортирования;

– при транспортировке указанных отходов должна соблюдаться система согласованных мер по недопущению транспортных происшествий и аварий, требования к упаковке, маркировке и транспортным средствам и др.

6.3.Утилизация твердых бытовых отходов городов

Вмировой практике наибольшее распространение получили следующие инженерно-технические методы обращения с ТБО: 1) сжигание на мусоросжигательных заводах; 2) предварительная сортировка, утилизация

иреутилизация ценных веществ из отходов; 3) компостирование с получением азотного удобрения или биотоплива; 4) ферментация (получение

биогаза); 5) пиролиз ТБО – высокотемпературный (около 1700С) нагрев без доступа воздуха; 6) строительство полигонов для длительного захоронения отходов (с возможностью их частичной переработки).

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных заводах (МСЗ), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно как способ использования ТБО должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных веществ, таких как диоксины, фосген, синильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами. Например, при сжигании 1 т городского мусора в среднем образуется около 25-34 кг летучей золы.

81

Диоксины – общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ.

Диоксины признаны наиболее опасными веществами – супертоксикантами. Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом – Стокгольмской конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.

Диоксины являются канцерогенами (провоцируют раковые заболевания) и тератогенами (поражают генофонд человека). Воздействуя на белковый обмен, диоксины способствуют биоактивации мутагенов и разрушению витаминов, лекарств, гормонов. Особенно чувствительны к диоксинам молодые особи и эмбрионы.

Рециклинг (рециклизация). Это повторное использование какого-то ресурса после его обработки, делающей его пригодным для такого использования. Процесс использования вторичного сырья превращен в большинстве стран в особого рода производственную деятельность, сектор бизнеса.

В самом общем случае процесс рециклинга ТБО должен включать следующие стадии:

–предварительная выгрузка ТБО в контейнеры в местах сбора;

–первичный (с элементами визуального и/или технического анализа) прием ТБО;

–первичная классификация ТБО;

–перемещение ТБО от места выгрузки и классификации до отделения сепарации;

–механическая и/или ручная сепарация с удалением отсева;

–селекция отходов с выводом утилизируемых компонентов;

–магнитная сепарация отходов;

–вывод вторичного сырья на прессы и измельчители;

–вывод неутилизируемого остатка;

–прессование (брикетирование) утилизируемых компонентов для последующей переработки (на месте или у потребителей);

–прессование неутилизируемой части отхода;

–ее вывоз и захоронение или транспортировка возможному потребителю.

Главное в процессе рециклинга – селективный (избирательный) сбор, сортировка отходов и подразделение на категории.

При разделении отходов по категориям выделяют:

–отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы);

–отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторы, батарейки, некоторые виды пластмасс).

82

Сепарация (разделение) определяет в большой степени успешность рециклинга. Например, на мусороперерабатывающих заводах черные металлы выделяются методом магнитной сепарации, цветные металлы – с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией. В этом случае поступающая порция ТБО подается на ленточный транспортер-питатель и далее, по мере движения ленты, металлические частицы улавливаются электромагнитными сепараторами. После улавливания металлических частиц ТБО поступают на операцию дробления. Далее просеянные крупные фракции ТБО измельчают и подвергают более глубокой сепарации.

Стекло выделяется способом мокрой сепарации в циклонах. Указанный способ целесообразен тогда, когда компоненты ТБО представлены уже в, так сказать, обогащенном виде. По мнению ведущих российских и зарубежных специалистов, наиболее современным экологическим и экономическим требованиям соответствует комплексная технология переработки ТБО, соединяющая воедино комбинацию процесса сепарации и сортировки ТБО, процессов экологической биотехнологии и заключительной высокотемпературной переработки определенной фракции ТБО.

Внедрение предварительной сортировки позволяет вдвое сократить количество ТБО, направляемых на сжигание или захоронение. Так, в США извлекается и повторно используется 60 % металлов, 50 % макулатуры, 40 % стекла, содержащихся в ТБО. Во Франции в 2005 г. из макулатуры ТБО произведено до 56 % бумаги.

Рециклизация становится все более выгодной в развитых странах, а потенциальная прибыль данной отрасли привлекает к ней все новые и новые фирмы. Более того, во многих западных странах фирмы борются за доступ к рынку отходов, к бизнесу очистки. А государство постоянно поддерживает режим наибольшего благоприятствования, стимулирующий рециклизацию.

Мусороперерабатывающие заводы: отходы в доходы. Расчеты пока-

зывают: вывозить содержимое мусорных контейнеров на свалку (полигон) нецелесообразно ни в экологическом, ни в экономическом отношениях. С каждым годом растет ценность ТБО как комплексного сырья. Это становится понятным, если учесть, что в его составе содержится около 20-40 % макулатуры, 2-3 % черных и цветных металлов, 25-40 % пищевых отходов, 1-5 % пластмасс, 4-6 % стекла, 4-6 % текстиля и др. С другой стороны, на фоне повышения стоимости городских земель, расширения строительства загородных домов, поселков, дач и т. п. существующие свалки (полигоны) стремительно заполняются или уже переполнены. Так, существующие полигоны в Подмосковье заполнены более чем на 90 %.

83

В этих условиях предпочтительна организация двухступенчатой системы сбора и переработки, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте города мусороперерабатывающие заводы (МПЗ). Там отходы сортируют, измельчают, уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные материалы, а остатки направляют на свалки (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Технологическая схема переработки ТБО на мусороперерабатывающих заводах

Многие МПЗ в России пока работают по простой схеме. Из поступающих ТБО и твердых промышленных отходов (ТПО) выделяется металл (магнитная сортировка), остальное после измельчения поступает на компостирование. После увлажнения субстрата (до 45-60 % влажности) из него отсортировываются цветные металлы, стекло, песок, камни и другие не компостируемые материалы. Часть из них (остатки резины, пластиков, пленок и т. п.) смешивается с такими же промышленными материалами и подвергается пиролизу с получением газового топлива и пирокарбона (углерода) или вывозится на полигоны.

Проблема мусоропереработки может быть облегчена, если население возьмет на себя обязанность отделять пищевые отходы на стадии сбора ТБО. Тогда работа МПЗ сведется к сортировке составляющих и передаче их на переработку специализированным заводам. Обычно так работают некоторые зарубежные МПЗ.

Подобно мусоросжигательным, мусороперерабатывающие заводы в России мощностью более 40 тыс. т/год отнесены к предприятиям I класса

84

опасности с установлением санитарно-защитной зоны (СЗЗ) не менее 1000 м, а до 40 тыс. т/год – ко II классу (СЗЗ – 500 м), предприятия по компостированию – к III классу (СЗЗ не менее 300 м).

В Санкт-Петербурге функционирует первый в России завод по переработке ТБО, введенный в строй еще в 1970 г. Предварительно из массы ТБО выделяют черные и цветные металлы, макулатуру, тряпье, стекло, пластмассу. В схему завода включены участки обезвреживания и переработки ТБО биотермическим (до +50С) методом с получением компоста, проведения пиролиза и переработки остатков в пирокарбон. Заводские полигоны имеют двухконтурную обводную систему, изолирующую образующийся в процессе переработки ТБО фильтрат.

Предварительная сортировка мусора позволяет очистить выбросы в атмосферу от многих вредных веществ. Так, фирма «Сорайнчекини» в Риме из 1800 т мусора ежедневно выделяет 50 т черных металлов, производит 25 т бумажных волокон. В годовом исчислении это означает спасение от вырубки почти полмиллиона деревьев. Там же из пищевых отходов делают гранулированное органическое удобрение, из пластиков – полимерную пленку. В целом около 55 % ТБО превращают в товарную продукцию и только оставшуюся часть сжигают.

При производстве бумаги или картона из макулатуры (по сравнению с производством из деловой древесины) выбросы в атмосферу снижаются на 85 %, загрязнение воды – до 40 %. Одновременно более бережно расходуются природные ресурсы: 1 т макулатуры экономит 4 м3 древесины. Даже в такой богатой лесами стране, как Швеция, сбор бумажного вторсырья достигает 1,9 млн т в год.

Вторичная переработка (реутилизация). Имеется много способов вторичной переработки различных типов мусора, причем постоянно предлагаются новые. К настоящему времени наиболее широко применяемые технологии таковы:

–извлеченную бумагу снова измельчают до состояния пульпы, из которой далее изготовляют различную бумажную продукцию; ее можно также перемалывать и продавать как целлюлозную изоляцию, измельчать

икомпостировать;

–стекло дробят, плавят и делают из него новую тару или дробят и используют вместо гравия или песка при производстве бетона и асфальта;

–пластмассу переплавляют и изготавливают из нее «синтетическую древесину», устойчивую к биодеградации и могущую использоваться как материал для различных ограждений, перил, столбов, настилов и других сооружений, эксплуатируемых под открытым небом;

85

–металлы плавят и перерабатывают в различные детали; получение алюминия из лома позволяет экономить до 90 % электроэнергии, необходимой для его выплавления из руды;

–старые покрышки переплавляют с последующим изготовлением новых резиновых изделий;

–текстиль измельчают и используют для придания прочности макулатурной бумажной продукции;

–пищевые отходы и садовый мусор компостируют с получением органического удобрения.

Получать алюминий из природного сырья – бокситов в 10 раз дороже, чем извлекать его из использованных консервных банок. То же самое можно сказать и об олове. Более 100 млн электролампочек с нитями накаливания из вольфрама попадают на свалки, туда же отправляются и сотни тысяч отработавших свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарубежные фирмы охотно покупают у российских предприятий стеклобой, а в тысячах наших городов и поселков миллионы бутылок валяются на свалках. Из 1 т изношенной резины можно получить примерно 600 кг нефти, 300 кг сажи

и100 кг попутного газа.

Контрольные вопросы

1.Какие отходы образуются в городе? Какова их структура?

2.В чем причины обострения проблемы с бытовыми и промышленными отходами?

3.Что такое «обращение с отходами»?

4.В чем состоит опасность сжигания городского мусора? Решают ли экологическую проблему городов мусоросжигательные заводы?

5.Что такое рециклинг отходов? Его основные стадии.

Рекомендуемая литература

1.Новиков Ю.В. Экология: окружающая среда и человек: учеб. пособие / Ю.В. Новиков. М.: Агентство «ФАИР», 2006.

2.Родзевич Н.Н. Геоэкология и природопользование: учеб. для вузов / Н.Н. Родзевич. М.: Дрофа, 2003.

3.Экология: учеб. пособие / под ред. проф. В.В. Денисова; 3-е изд., испр. и доп. М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д., 2006.

86