Утилізація та знешкодження відходів. Очисні споруди

Усі міста з їхньою високою концентрацією населення відрізняються утворенням великої кількості промислових і побутових відходів.

Відходи поділяються на тверді та рідкі (за консистенцією), промислові та побутові (за джерелом походження). Між містами різних країн щодо цього є відмінності. Міста Франції та Великобританії щорічно дають промислових відходів до 50 млн. т кожне, у Німеччині - до 61 млн. т, в Італії - до 44 млн. т. До цього додаються ще побутові відходи, кількість яких у містах Франції, Великобританії та Італії складає 17 млн. т на рік, а у Німеччині - 20 млн. т на рік. У містах Японії відходів утворюється 920-2120г на одну людину за добу, у Франції - 62 г. Це звичайна кількість для промислове розвинених країн. Найбільшу кількість відходів у розрахунку на одну людину мають США - їх тут 0,47-0,52 т/рік або 1450 г/день. Загальний світовий обсяг відходів перевищує 300 млн. т. Загальний обсяг твердих відходів в Україні складає 10-11 млн. т на рік. Звалищами зайнято 2600га земель. Вважається, що в середньому їх у містах утворюється приблизно 1 тонна на одну людину за рік.

Типовийсклад міських відходів такий: папір та картон - 41%, сміття - 17,9%, гума, шкіра та деревина - 8,1%, харчові відходи -7,5%, метали - 8,7%, скло - 8,2%, інші - 1,6%. Звісно, що структура відходів залежить від національних особливостей і традицій Населення. У містах Індії частка харчових відходів мізерна, а в США, навпаки, досягає 21%. Для міст розвинених країн характерна велика частка у відходах пластику різних видів.

Проблема відходів стоїть досить гостро через низьку швидкість їх розкладання. Папір руйнується від 2 до 10-ти років, консервні банки - майже 100 років, поліетиленові матеріали -200 років, пластмаса — 500 років, а скло для повного розкладу потребує 1000 років.

Особливу категорію міських відходів складають стічні води. В Україні за 1988 рік було випущено 18,7 млрд. стоків, з них 2,6 неочищених. Ступінь забруднення стічних вод оцінюють в еквівалентах побутових стоків - ЕПС. Один ЕПС дорівнює кількості органічної забруднюючої речовини, що виробляється однією людиною за добу. Для окиснення 1 ЕПС потрібно 60г кисню. Звільнення від відходів ведеться в трьох напрямках:

1) складання або навіть з ахоронення таким чином, щоб вони не впливали негативно на навколишнє середовище;

2) знищення відходів шляхом їх спалювання;

3) очистка від шкідливих речовин, що є найбільш складним процесом, який здійснюється такими способами:

а) механічне очищення методом відстою в спеціальних відстійниках рідких стоків, фільтрування і т.п.;

б) хімічне очищення, при якому шкідливі компоненти відходів перетворюються в осадок або розкладаються;

в) фізико-хімічне очищення, переважно методом електролізу або іонообмінних смол;

г) біологічне очищення за допомогою бактерій або інших живих організмів, здатних розкладати шкідливі речовини в процесі життєдіяльності.

У більшості міст світу переважає вивіз відходів на звалища. На звалищах зберігається багато відходів. Складання відходів на міських звалищах є екологічно найбільш недосконалим способом порятунку від них. Стічні води звалищ токсичні й забруднюють ґрунтові води та ріки. Відбувається забруднення атмосферного повітря газоподібними речовинами, які утворюються при розкладанні звалених матеріалів.

Іншим способом знищення міських твердих відходів є спалювання. Найчастіше сміття спалюють на звалищах відкритим способом. Недолік спалювання полягає в накопиченні великої кількості попелу, який містить чимало токсичних речовин. Та й газоподібні викиди при спалюванні сміття небезпечні, часто виділяється діоксин. Особливо небезпечним є відкрите спалювання пластмас. Однак відкрите спалювання побутових і промислових відходів на міських звалищах здійснюється у великих обсягах.

Тверді міські відходи слід спалювати в спеціальних печах. Високоефективне спалювання в шлаковому розплаві. У цьому випадку сміття без сортування надходить у розплав. Як побічний продукт від спалювання сміття отримується залізо і кольорові метали. Сучасні сміттєспалювальні установки дають тільки 0,1кг токсичних речовин на 1м³ газів, що виходять, і мають продуктивність до 240 тисяч тонн сміття на рік. Але до 1990 року в країнах Західної Європи працювало тільки 595 установок для спалювання пластикового сміття, у США - 157, а в Японії - 1899.

За всіх інших способів переробки відходів важливу роль відіграє сортування. Найбільш популярною є японська система під назвою «нумадзу», за якою здійснюється сортування відходів на три фракції: такі, що можна спалити, утилізувати (пляшки, банки, ганчірки тощо) і бросові.

Існують можливості знешкодження рідких промислових і побутових стоків. Вони повинні проходити хімічне і біологічне очищення. Використовуються різні методи. Звичайно будь-який з них складається з таких етапів:

1) попереднє очищення, метою якого є звільнення стоків від крупного сміття; воно полягає в проціджуванні стоків крізь грати та відстоювання;

2) первинне очищення в спеціальних відстійниках до отримання мулу-сирцю;

3) вторинне очищення, при якому використовуються живі організми для остаточного очищення стоків від органічної речовини.

Високоефективним є метод крапельного фільтрування, який полягає у виведенні стічних вод на шар піску завтовшки до 1,5метра на час до 6 годин. Потім протягом 18 годин здійснюється продувка киснем або повітрям, що створює сприятливі умови для мікроорганізмів, які знешкоджують органічну речовину таких стоків. Модифікацією цього методу є розбризкування на шар щебеню.

Інший досить ефективний метод - це метод активного мулу, що застосовується з 1914 року. Для його реалізації створюється система неглибоких біологічних ставків, в яких відбувається змішування стічних вод з мулом, що утворився при попередньому окисненні стічних вод. В активному мулі багато мікроорганізмів, які завершують знешкодження стоків.

Деякі види стічних вод настільки токсичні, що їх не можна зберігати в ставках-накопичувачах. У таких випадках доводиться вдаватися до глибинного захоронення, використовуючи відпрацьовані нафтові та газові свердловини. Але в таких свердловинах нерідко зберігаються ще невилучені нафта й газ. Тому була запропонована технологія створення спеціальних підземних порожнин методом камуфлетних ядерних вибухів потужністю в декілька кілотонн. Такі порожнини найбільш придатні для закачування токсичних речовин.

На полігонах твердих побутових відходів іноді намагаються вирощувати рослини, у тому числі навіть лікарські, але це дуже небезпечний шлях. Склад побутових відходів досить строкатий, часто невідомий, їх токсичні компоненти можуть включатися до складу тканини рослин і завдавати шкоди здоров'ю людини при використанні їх як лікарських засобів чи при вживанні в їжу.

Для України прикладом ефективного вирішення проблеми боротьби зі сміттям та стічними водами може бути Франція. Майже в усіх містах країни є спеціальні сміттєспалювальні підприємства, а сміття проходить попереднє сортування. Є велика кількість компостних підприємств, що утилізують побутові відходи та виробляють компост для виноградників і біогаз. Виходить на цей рівень боротьби за чисте екологічне середовище міст і Японія.

Актуальною проблемою міст світу є запобігання утворенню великої кількості відходів. У промисловості для цього необхідно застосовувати особливі технології. У побуті в багатьох випадках достатньо змінити характер пакування товарів, щоб різко знизити кількість побутових відходів. У ряді країн Західної Європи вже відмовляються від пакування молочних продуктів у пластиково-картонні пакети і віддають перевагу тарі - скляним пляшкам та банкам. З утворенням Європейського Союзу почалася своєрідна «війна упаковок» між Німеччиною, Францією та Великобританією, оскільки знищення тари й повернення її виробнику однаково дорогі. У СІЛА розгорнулася ціла політична кампанія «пляшкових законів», тобто законів, які зобов'язують виробників товарів повернутися від одноразових упаковок до багаторазової тари, зокрема до пляшок.

Дата добавления: 2014-11-09