Властивості твердих побутових відходів

Компонентний (морфологічний) склад ТПВ. Побутові відходи включають різноманітні компоненти органічного та неорганічного походження. Під морфологічним складом розуміють вміст окремих складових частин відходів, виражений у відсотках до загальної маси відходів. У складі ТПВ постійно збільшується вміст паперу, пластмас, фольги, різного роду банок, поліетиленових плівок та інших упаковок. Особливо великі сезонні коливання харчових відходів – з 28% навесні до 45% і більше влітку і восени. Взимку і восени скорочується вміст дрібного відсіву (вуличного змету) з 20 до 7% у містах південної зони і з 11 до 5% в середній зоні. На склад ТПВ впливають кліматична зона, тип забудови селітебних територій, рівень доходів населення, національні традиції. Взаємозв'язок та взаємозалежність факторів утворення ТПВ та стану довкілля за критеріями «обсяги утворення ТПВ», «склад відходів» наведено на рис. 4.1.

У табл. 4.2 наведені усереднений склад ТПВ, характерний для житлового сектора міста і рекомендований для технологічних розрахунків матеріальних потоків відходів і матеріальних балансів в Україні, і склад ТПВ для окремих регіонів та міст.

Таблиця 4.2 – Морфологічний склад твердих побутових відходів, %

Компонент ТПВ	Усеред- нений склад ТПВ, %	Одеська область	Донецька область	Яворівський район, Львівська область	Харків
Папір, картон	12,0-38,0	15-25	5,9		22,0
Харчові та рослинні відходи	20,-45,0	35-40	39,5	46,8	40,09
Чорні метали	3,0-5,2	1-3	2,5		1,87
Кольорові метали	0,5-0,8			0,5
Текстиль	4,0-7,0		2,9		4,53
Скло	4,0-8,0	8-10	7,4		5,51
Пластик	6,0-8,5	8-10	8,3		7,87
Шкіра, гума	0,8-3,0		1,4	-	1,82
Дерево	0,9-3,0		1,1		1,14
Будівельне сміття, кістки, відсів	7,1-15,0		30,4		1,75
Небезпечні відходи	-	-	0,6	0,2	-
Інше	1,0-2,0		-	-	12,92

Розрізняють три основні типи морфологічного складу ТПВ:
1) морфологічний склад ТПВ мегаполісів (міст з населенням більше 1 млн. мешканців); 2) морфологічний склад ТПВ міст з населенням від 10 тис. до 1 млн. мешканців; 3) морфологічний склад ТПВ сільських поселень.

З урахуванням кількості населення в населених пунктах, що продукують відходи 3-х типових морфологічних складів, 15,96% від загальної маси ТПВ, що надходять на звалища та полігони України, характеризуються морфологічним складом 1-го типу, 51,54% – 2-го типу, 32,50% – 3-го типу.

Кожен з означених морфологічних складів має свої відмінності. Так, наприклад, вміст паперу у складі ТПВ мегаполісів у середньому в 2 рази більше, ніж у ТПВ сільських населених пунктів; вміст багатошарової упаковки в ТПВ мегаполісів в середньому в 3,4 рази більше, ніж в ТПВ невеликих міст; вміст полімерної упаковки у складі ТПВ міст в 2,7 рази більше, ніж в ТПВ сільських населених пунктів; вміст шкіри і гуми в ТПВ міст більш ніж в 10 разів перевищує цей показник в ТПВ сіл; вміст відсіву у відходах сільських населених пунктів в середньому в 2 рази перевищує кількість цієї фракції в ТПВ мегаполісів; вміст небезпечних відходів в ТПВ мегаполісів у 10 разів більший, ніж у відходах сіл і в 1,7 разів більший, ніж у відходах інших міст.

Співвідношення компонентів досить умовне, тому що на нього впливає ступінь благоустрою житлового фонду, сезони року, кліматичні та інші умови. У складі ТПВ постійно збільшується вміст паперу, пластмас, фольги, різних банок, поліетиленових плівок, та інших упаковок. Харчові компоненти містять крохмаль, жири, білки, вуглеводи, клітковину, вітаміни. Баластні домішки харчових відходів – кістки, бій скла і фаянсу, металеві кришки і банки.

Основна маса ТПВ (80-90%) представлена фракціями до 150мм і тільки менше 2% (баластні домішки) представлені фракціями більше 350мм. Чим більше в ТПВ пакувальних матеріалів, тим більше дрібних фракцій.

Хімічний склад ТПВ. Усереднені орієнтовні дані хімічного складу ТПВ для міст України наведено в табл. 4.3.

Вологість ТПВ змінюється в широких межах, досягаючи максимуму в осінній час. При тривалому контакті з ТПВ, метал, який входить до його складу, кородує, що пов'язано з високою вологістю та наявністю в фільтраті розчинів різних солей і кислим середовищем (рН 5-6,5).

Фізичні властивості ТПВ. Щільність ТПВ міст України в середньому 0,19-0,23 т/м³. Щільність коливається залежно від благоустрою житлового фонду і від пори року (0,18-0,22 т/м³ у весняно-літній період, 0,20-0,25 т/м³ в осінньо-зимовий). Чим більше в ТПВ паперу і різних пластикових упаковок, тим менше щільність. Зі збільшенням вологості щільність зростає.

Таблиця 4.3 – Хімічний склад ТПВ

Показники	Склад, % від сухої маси
Органічні речовини	56 – 80
Біогенні елементи: - вуглець - загальний азот - фосфор - калій - кальцій	28-39 0,9-2,7 0,5-,0,8 0,5-1,1 2-5,7
Інші мікроелементи	< 0,1
Зольність	20 – 44
Вологість	30 – 58

Папір та картон, текстиль та пластмасові плівки формують структуру ТПВ та надають їм механічну зв'язаність. Липкі та вологі компоненти забезпечують зчеплення. Ці властивості ТПВ сприяють сводоутворенню і зависанню на стінках бункерів і прутах грат. Через решітку 30 х 30см ТПВ самостійно не провалюються. На стінках бункерів відбувається налипання і зависання ТПВ з кутом нахилу до горизонту до 65-70^°. При тривалому зберіганні ТПВ злежуються, самоущільнюється, втрачають сипучість, з маси ТПВ починає виділятися рідка фаза - фільтрат. З цим доводиться стикатися при порушенні графіка вивезення відходів, а також на сміттєпереробних підприємствах при використанні резервних бункерів, при технологічних та аварійних простоях біобарабанів.

ТПВ мають компресійні властивості. При підвищенні тиску до 0,3-0,5 МПа відбувається поломка упаковок, пресування паперу і плівок, починається видавлювання вологи. Обсяг може бути (залежно від складу і вологості) зменшено у 5 разів (табл. 4.4).

При пресуванні ТПВ таким самим тиском в сміттєвозі обсяг зменшується в 1,5-3 рази. При пошаровому ущільненні на полігоні тиском 0,1 МПа, обсяг пухких ТПВ зменшується в 3-4 рази. Підвищення тиску до 10-20 МПа призводить до витискання 80-90% вологи, при цьому обсяг зменшується ще в 2-2,5 рази. Оброблені таким чином ТПВ на деякий час стабілізуються, оскільки в їх обсязі залишилося недостатньо вологи для життєдіяльності мікроорганізмів і утруднений доступ повітря. При подальшому підвищенні тиску до 60 МПа відбувається майже повне віджимання вологи, обсяг практично не змінюється, мікробіологічне життя сповільнюється.

Абразивні властивості ТПВ обумовлені присутністю металу, бою скла, фаянсу, кісток.

Таблиця 4.4 – Зміна щільності при зборі,

транспортуванні і переробці ТПВ

Спосіб пресування	Тиск, кг/см^2	Ступінь ущільнення
При збиранні
Пресування «сухих» відходів в установах, торгівельних підприємствах	1-2	3-6
При транспортуванні
Пресування у сміттєвозі	0,2-1	1,5-3
Пресування при перевантаженні	0,3-0,6	2-2,5
При переробці та захороненні
Виготовлення великогабаритних блоків для поховання у морі	50-300
Пресування на спеціальних вагах при захороненні на полігоні	50-100	8-10
Пошарове ущільнення на полігонах		3-4

Наявність у ТПВ великої кількості органічних речовин обумовлює їх теплотворну здатність. Питома теплоємність ТПВ визначається формулою

(4.1)

де W – вологість ТПВ, %.

Теплотворна здатність ТПВ непостійна і змінюється залежно від пори року, тобто від морфологічного складу відходів:

- зима – 2,21-6,40 МДж/кг (523,9-1530,0 ккал/кг);

- весна – 3,62-6,07 МДж/кг (866,1-1451,2 ккал/кг);

- літо – 3,4-6,51 МДж/кг (812,3-1566,0 ккал/кг);

- осінь – 2,21-6,40 МДж/кг (364,9-1040,0 ккал/кг).

Санітарно-епідеміологічні властивості ТПВ. ТПВ представляють певну небезпеку для здоров'я населення і для НПС, тому що є вельми сприятливим середовищем для розвитку патогенної мікрофлори (черевний тиф, дизентерія, туберкульоз і т.д.) І навіть середовищем для розвитку паразитичної мікрофауни і макрофауни. Колі-титр ТПВ ~ 0,000004; титр протея – 0,004. Мікроорганізми, які виявляються в ТПВ, є збудниками гепатиту, туберкульозу, дизентерії, аскаридозу, респіраторних, алергічних, шкірних і інших захворювань. Крім патогенних бактерій, у ТПВ містяться яйця гельмінтів.

Починаючи з квітня, при плюсовій температурі в ТПВ і в деякій частині промислових відходів у величезній кількості починають розмножуватися переносники інфекційних захворювань (патогенної мікрофлори) і гельмінтофауни. Місця складування ТПВ стають середовищем мешкання для мух і гризунів всіх видів, бездомних собак і кішок. Переносу інфекційних захворювань сприяють великі птахи, в першу чергу, ворони, а в приморській місцевості – чайки. ТПВ, що містять до 40–50 % харчових відходів при позитивних температурах починають розкладатися, виділяючи гнилісні запахи і фільтрат. При висиханні продукти неповного розкладання утворюють насичений мікроорганізмами (від 300 до 15 млрд. на 1 г сухої речовини) пил.

При складуванні частина патогенних мікроорганізмів гине через кілька днів, частина може існувати протягом багатьох років (табл. 4.5).

Таблиця 4.5 – Умови існування патогенних мікроорганізмів

Збудники захворювань	Умови виживання	Умови загибелі
середа	кількість днів	Температура, ^оС	час, хв.
туберкульозу	ТПВ	150-180	55-65	5-60
тифу	ТПВ	4-115	55-60	5-30
дизентерії	ТПВ	10-40
холери	ТПВ			80-60

Особливої уваги потребують медичні відходи, які значно відрізняються від інших відходів. Медичні відходи – це використані перев'язувальні матеріали, одноразові шприци і системи, рукавички, халати, рентгенівські плівки, інфіковані відходи харчоблоків, заражена кров, шкірні клапті, видалені органи, прострочені, фальсифіковані і конфісковані лікарські препарати і т.д., які утворюються в лікарнях, поліклініках, диспансерах, хоспісах, медичних НДІ і навчальних закладах, ветлікарнях, аптеках, оздоровчих та санітарно-профілактичних установах, судово-медичних та інших лабораторіях, на станціях швидкої допомоги і переливання крові і т.д. Ці відходи небезпечні в епідеміологічному відношенні, оскільки можуть містити патогенні мікроорганізми і яйця гельмінтів, а також можуть бути забруднені токсичними та радіоактивними речовинами. До того ж, тривалість виживання в таких відходах патогенних мікроорганізмів досить велика. Так, наприклад, якщо в 1 г побутових відходів міститься 0,1-1 млрд. мікроорганізмів, то в медичних це число зростає до 200-300 млрд. При цьому слід враховувати, що кількість медичних відходів має тенденцію до інтенсивного зростання, а внаслідок збільшення номенклатури застосовуваних засобів – ще й до варіабельності складу. Проблема утилізації медичних відходів привертає до себе все більш пильну увагу. Ще в 1979 р. Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) віднесла відходи медичної сфери до групи особливо небезпечних і вказала на необхідність створення спеціалізованих служб по їх знищенню та переробці. Базельська конвенція 1992 р. виділила 45 видів небезпечних відходів, список яких відкривається клінічними відходами. До 2005 р. в світі, за узагальненими даними, накопичилося вже близько 1,8 млрд. тонн медичних відходів, що складає приблизно 300 кг на кожного жителя планети.

Особливу небезпеку становлять ін'єкційні голки та шприци, оскільки неправильне поводження з ними після застосування може призвести до повторного використання. За оцінкою ВООЗ, у 2000 р. тільки в результаті повторного використання шприців були інфіковані: 21 млн. чоловік – вірусом гепатиту B (HBV) (32% всіх нових інфекцій); 2 млн. людей – вірусом гепатиту C (HCV) (40% всіх нових інфекцій); принаймні 260 тис. чоловік – ВІЛ (5% всіх нових інфекцій).

Дата добавления: 2014-12-16