5. Основные методы обезвреживания и утилизации твердых отходов

В настоящее время используются методы обезвреживания и утилизации отходов жизнедеятельности человека, приводимые ниже.

1) Биотермические.

2) Термические.

3) Химические.

4) Физические.

5) Биологические.

6) Механические.

Биотермические методы.

Эти методы наиболее распространены, эффективны и надежны. Простейший вариант реализации данного метода – компостирование, предполагающее устройство штабелей (компостов) из отходов, главным образом из выгребов, дворовых уборных, хлевов и т. д., которые покрываются слоем чистой почвы. В компостах за счет реализации механизмов самоочищения почвы происходит интенсивное превращение органики в гумус, неорганику, в том числе за счет действия термофильных микроорганизмов, повышающих температуру субстрата компоста иногда до 80С. Образующийся гумус – прекрасное органическое, экологически чистое и безопасное удобрение, используемое человеком с незапамятных времен.

Таким образом, как следует из названия данной группы методов, обезвреживание отходов происходит за счет повышения температуры субстрата отходов и сложных биологических процессов, о которых речь шла выше, при обсуждении механизмов самоочищения почвы.

Реализация биотермического метода осуществляется на полигонах для твердых бытовых отходов (ТБО), на которых отходы посещаются в почву в соответствующие карты (чеки) и сверху засыпаются плотным грунтовым инертным материалом. В значительно больших масштабах на чеках происходят процессы, сходные с теми, которые имеют место в компостах. О требованиях к полигонам для ТБО речь пойдет в следующем вопросе.

На свалках, отличающихся от полигонов тем, что отходы на них размещаются на поверхности, происходят идентичные процессы.

В последние годы достаточно широко используются так называемые биотермические камеры, впервые сконструированные и использованные во Франции в 1912 году. В этих камерах производится утепление или разогревание отходов, их аэрация, перемешивание, что позволяет свести сроки образования гумуса с 1-1,5 лет до 20-60 дней, в новейших модификациях камер – до 3-15 дней.

Биотермические камеры устанавливаются на мусороперерабатывающих и мусороутилизационных заводах, где последовательно осуществляется дробление, перемешивание, аэрация, утепление отходов.

Отдельные биотермические камеры могут устанавливаться для обезвреживания и утилизации отходов для групп зданий – санаториев, больничных комплексов и других, особенно в тех случаях, когда они удалены от мест возможного централизованного складирования отходов.

Следует подчеркнуть, что данный метод весьма экономичен, так как позволяет не только обезвреживать отходы, но и утилизировать их.

Термические методы.

Мусоросжигание или на специальных полигонах, или на мусоропереработывающих предприятиях в специальных печах. Данный метод, применяемый для обезвреживания больших количеств отходов с гигиенических позиций является неприемлемым, так как загрязняется окружающая среда, образуются дурнопахнущие вещества, зачастую с очень низких порогом обонятельного ощущения (порогом запаха). Так, например, могут образовывать меркаптаны, серосодержащие органические соединения имеют порог запаха 0,0000022 мг/м³.

На сегодняшний день суммарно во всех странах мира сжигается около 12 % всех твердых отходов. Причем одним из важнейших элементов стратегии обращения с отходами по рекомендациям международных организаций является снижение доли сжигаемых отходов с постепенным полным отказом от использования данного метода.

Вместе с тем, использование термических методов для небольших количеств отходов, особенно опасных в эпидемическом отношении вполне оправдано. В частности, по типу кремации рекомендуется сжигать некоторые специфические отходы лечебно-профилактических учреждений, эпидемически опасных производств.

Запрещается сжигание домовых отходов, мусора на открытых площадках в черте населенного пункта.

Химические методы.

К химическим методам относится гидролиз отходов в присутствии кислот (HCl, H₂SO₄) или щелочей (КОН, NaOH). Данный метод весьма эффективен, надежен, однако неэкономичен и не пригоден для обезвреживания больших количеств отходов. При его использовании необходимо решать весьма сложные вопросы охраны здоровья обслуживающего персонала, а также охраны окружающей среды, так как в процессе реализации данного метода в свою очередь образуются опасные кислото- или щелочесодержащие отходы. Этот метод в настоящее время практически не используется, однако в чрезвычайных эпидемических ситуациях может быть эффективно использован для быстрого и надежного обезвреживания эпидемически опасных отходов.

К химическим методам относится обеззараживание эпидемически опасных отходов дезинфицирующими веществами, как правило, соединениями хлора – хлорной известью, гипохлоридом кальция и т. д. Для больших объемов отходов использование химических дезинфектантов является неприемлемым, однако для малых объемов на этапах сбора и временного хранения опасных отходов оно показало высокую эффективность.

Физические методы.

Эти методы расцениваются специалистами как наиболее перспективные для обеззараживания отходов. К ним относятся:

- обработка отходов ультразвуком;

- обработка отходов ультрафиолетовыми лучами (УФЛ);

- обработка отходов гамма-лучами;

- обработка отходов электрическим импульсным разрядом.

Указанные способы обработки отходов требуют специального технического обеспечения и технологического оборудования, дополнительных мер охраны здоровья персонала, достаточно высоких материальных затрат. При обработке отходов УФЛ необходимо постоянное перемешивание субстрата отходов, так как проникающая их способность невелика и без данного дополнительного элемента обработки отходов УФЛ будут недостаточно эффективны.

Биологические методы.

Данные методы предполагают искусственное привнесение в отходы или в загрязненную органикой почву специфических микроорганизмов, простейших, червей, как указывалось выше, активно перерабатывающих поступающие в почву органические загрязнения, превращая их в субстраты, в которых большей степени проявляют свою эффективность процессов самоочищения почвы.

Эти методы экономичны, позволяют не только способствовать обезвреживанию отходов, но и утилизировать их, то есть получать экологически чистые удобрения.

Механические методы.

Эти методы предполагают дробление, перемешивание, измельчение отходов, а для конечных субстратов обезвреживания, могущих быть использованными в качестве удобрения или для выращивания парниковых культур – прессование и изготовление блоков. В процессе дробления, перемешивания отходов происходит их дополнительная аэрация, что позволяет значительно интенсифицировать процессы самоочищения. На практике для больших количеств отходов используется перепахивание складируемых отходов.