Методы переработки и вторичного использования твердых бытовых отходов

Захоронения (полигоны) не считаются радикальным решением про­блемы обезвреживания и утилизации ТБО.

В настоящее время в отечественной и зарубежной практике получают распространение методы утилизации твердых бытовых отходов на специальных заводах. При этом можно выделить следующие виды утилизации ТБО:

1) компостирование;

2) сжигание;

3) рисайклинг (повторная переработка).

На некоторых мусороперерабатывающих заводах осуществляется промышленная переработка ТБО в органическое сельскохозяйственное удобрение — компост. Это метод переработки получил название компостирование.

Бытовые отходы перегружаются в бункер-накопитель, откуда грейферным краном подаются в загрузочные воронки, затем — во вращающиеся барабанные грохоты (на схеме №3), где разделяются на две фракции: мелкую и крупную. Мелкая фракция ТБО проходит через дробилку на схеме №8) и поступает в биотермические башни (на схеме №11). В процессе компостирования в биотермические башни подают воздух и осуществляют подсушку или увлажнение отбросов. В некоторых конструкциях применяются биологические добавки, ускоряющие процесс разложения органических веществ.

Технологическая схема компостирования
мусороперерабатывающего завода

1 —мостовой грейферный крап; 2 — пластичный питатель; 3 — барабанный грохот; 4 — ленточный конвейер; 5 — сепаратор электрический подвесной; 6 — конвейер для металлических банок; 7 — пакетировочный пресс; 8 — молотковая дробилка; 9 — элеваторный подъемник; 10 — система реверсивных ленточных конвейеров; 11 — биометрические башни со шнековыми механизмами; 12 —резонансный виброгрохот; 13 — конвейер компоста; 14 — воздуходувка; 15 — аспирационная установка; 16 — склад компоста; 17 — бункер металлических банок как вторичное сырье.

Таким образом, за четверо суток в результате аэробного процесса бытовой мусор превращается в компост. Просеянный на виброгрохотах (на схеме №12) готовый компост направляется на склад (на схеме №16) и далее потребителям.

Компост, получаемый на мусороперерабатывающих заводах, используется в качестве органического удобрения.

Крупная фракция поступает в котлоагрегаты и сжигается при температуре 800-1000 °С на специальных наклонно-переталкивающих решетках. Дымовые газы обеспыливаются на электростатических фильтрах, обеспечивающих степень очистки 96-98%. Вырабатываемый котлами пар, используется для нужд завода.

Кроме того, магнитными сепараторами из поступающих отходов извлекается черный и цветной металлолом, который пакетируется и реализуется.

В некоторых случаях более целесообразным считается мусоросжигание (при содержании в бытовых отходах более 30% активного органического вещества, отсутствии гарантированных потребителей компоста и биотоплива, в условиях повышенных санитарных требований к обезвреживанию отходов). Сжигается бытовой мусор обычно при температуре 800—1000° С.

Сжигание — распространенный в мировой практике метод уничтожения бытового мусора, применяемый с конца XIX в. Его основное преимущество, по сравнению с захоронением, — сокращение объемов отходов.

На мусоросжигательных заводах (МСЗ) используют установки в виде решетчатых вращающихся барабанных печей и печей кипящего слоя, снабженных надежными системами фильтров и газоуловителями. Они весьма дорогостоящие и громоздкие.

Но даже при высокоэффективной очистке с применением современного оборудования МСЗ выделяют в окружающую среду высокотоксичные фураны и диоксины — химические соединения, включающие полихлорированные дибензол-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), которые сохраняются в окружающей среде в течение десятков лет и практически беспрепятственно переносятся по пищевым цепям (водоросли, планктон — рыба — человек; почва — растения — травоядные животные — чело¬век). Эти соединения образуются при сжигании материалов на основе поливинилхлорида (пластиковых бутылок, кукол вроде Барби, линолеума и др.) и прочих хлорсодержащих полимеров. Диоксины — один из самых вредных веществ с точки зрения воздействия на организм человека и его иммунную систему.

В настоящее время все шире внедряется повторная переработка (рисайклинг) компонентов. Этот подход существенно отличается от метода сжигания и по экологической безопасности, и по экономическим показателям. Различие состоит в том, что технологическая цепочка начинается с сортировки отходов. Сжигаемый (или захороняемый) остаток при этом составляет 30% общей массы ТБО. Остальные 70% идут в переработку.

На Западе и в США на многих полигонах, куда свозится мусор, построены заводы, которые перерабатывают отходы в биологический газ — метан. Из твердых отходов делают стройматериалы и утеплители. Утилизируются старые автомобильные покрышки и битое стекло: из них производят специальные добавки в асфальт. К сожалению, в России, практика строительства на полигонах заводов по переработке ТБО нашла применение лишь в некоторых городах. Причем доминирующим методом утилизации является сжигание.

В настоящее время в России мусоросжигательные заводы в Москве, Мурманске, Пятигорске) и мусороперерабатывающих в Санкт-Петербурге, в Нижнем Новгороде, Тольяти. Все мусоросжигательные заводы укомплектованы импортным оборудованием, все мусороперерабатывающие - отечественным.

Кроме крупных государственных и муниципальных компаний переработкой отходов активно занимаются небольшие частные компании, однако их вклад не велик.

Как уже отмечалось, главный недостаток мусоросжигательных заводов - трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов и оксидов азота.

На мусоросжигательных заводах, как правило, используется одноступенчатая схема очистки газов, что не позволяет реализовать их полную очистку и может вызвать загрязнение воздушного бассейна. В настоящее время разрабатываются технологии более глубокой очистки газов.

На всех мусоросжигательных заводах обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома.

В процессе сгорания ТБО на мусоросжигательном заводе наряду с дымовыми газами образуются еще два вида отходов: шлак и зола. Важной задачей при эксплуатации мусоросжигательных заводов является утилизация или захоронение токсичных золы и шлака, масса которых составляет до 30% сухой массы ТБО. Проблема утилизации золы и шлака в настоящее время решена и находится в стадии внедрения.

Типовая схема мусороперерабатывающего завода включает этапы сортировки, прессования сырья и участки по дальнейшей их переработке.

Одним из элементов мусоропереработки является технологии аэробного биотермического компостирования, при которой значительная (более 50%) часть ТБО обезвреживается и превращается в компост - ценное органическое удобрение.

Наряду с полезными компонентами (органика, азот, фосфор, калий, кальций и др.) в компосте присутствуют микроэлементы металлов, поэтому при его внесении в почву необходимо учитывать фоновые концентрации этих элементов в почве с тем, чтобы не превысить значения предельно допустимых концентраций (ПДК) в почве и в сельскохозяйственной продукции.

При переработке на заводах из ТБО извлекаются лом черных и цветных металлов и другие утилизируемые фракции, для чего предприятия оснащаются комплектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного металла, стекла, пластмассы, а также грохотами, дробилками и др.

Целесообразность применения того или иного из перечисленных методов обращения с ТБО зависит от размера города, состава и свойств ТБО данного города или региона, потребности в утилизируемых фракциях, тепловой энергии или удобрении, климатических условий и многих других факторов.

В целом, выбранная технология обезвреживания ТБО должна обосновываться следующими критериальными оценками:

1. Экологическая приемлемость с точки зрения сокращения загрязнения атмосферы, водоисточников, земли.

2. Санитарная и эпидемиологическая безопасность всей системы сбора, транспортирования, обезвреживания и утилизации отходов.

3. Выполнение законодательных норм по выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду из комплексов по обезвреживанию отходов (экологическая безопасность), включая системы газоочистки, удаления золы, шлака и очистки сточных вод.

4. Эффективность технологических и конструктивных решений, включающих:

- производительность технологии;

- уровень ее автоматизации;

- степень защищенности от аварийных ситуаций и залповых выбросов;

- коэффициент использования энергоносителей, применяемых в технологии.

5. Капитальные вложения и сроки реализации капитальных вложений, приведенные стоимостные удельные затраты на обезвреживание единицы массы ТБО.

Дата добавления: 2014-01-05