Переработка отходов

ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ

Структура информационного обеспечения системы управления отходами

Система управления отходами (СУО) [31] в том или ином регионе состоит в общем случае из ряда подсистем таких, как:

· подсистема сбора отходов;

· подсистема транспортировки отходов, включая мусороперегрузочные станции;

· подсистема утилизации и переработки отходов (мусоросжигательные и мусороперерабатывающие заводы);

· подсистема складирования и захоронения отходов.

Для обеспечения рационального режима работы названных подсистем и их эффективного комплексного взаимодействия можно выделить ряд функций, которые необходимо осуществлять административным органам и службам, занятым управлением отходами:

· учет структуры, объема, характеристик потенциальных «производителей» и мест сбора бытовых и промышленных отходов;

· учет транспортных предприятий и техники, занятых в системе управления отходами;

· учет результатов работы предприятий, занятых утилизацией отходов;

· учет полигонов и объемов захоронения отходов;

· контроль текущего состояния в области управления отходами;

· управление в повседневной административной деятельности процессами отходоудаления, утилизации и захоронения, т.е. обеспечение эффективной эксплуатации системы;

· планирование мероприятий по развитию системы управления отходами с целью повышения экологической безопасности жизнедеятельности населения региона;

· прогнозирование развития ситуаций в сфере управления отходами.

Очевидно, что качественное выполнение вышеперечисленных функций возможно лишь при условии своевременного получения достоверной информации, особенно на этапах принятия управляющих решений. При этом поток информации, необходимый для адекватной оценки складывающейся ситуации и принятия управляющих или корректирующих решений, проходит разные стадии от организационно–технических (прежде всего, повседневного учета и контроля в области управления отходами) до нормативно–правовых и экономических обоснований принимаемых решений. В полном объеме такая всесторонняя информационная поддержка может быть реализована при создании специализированной информационной системы управления отходами.

Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является основой управления в системе обращения с отходами.

Уменьшение объема образующихся отходов составляет генеральное направление решения проблем с отходами. В соответствии с концепцией интегрированной системы управления отходами (ИСУО) это направление рассчитано на долговременную перспективу и считается наиболее выгодной альтернативой традиционным способам борьбы с отходами, так как снижает затраты на хранение, сбор и захоронение.

Уменьшение образования отходов достигается как внедрением малоотходных технологий, так и переориентацией потребительского спроса на менее материалоемкую продукцию. Оба направления требуют значительных усилий и вложений, которые окупаются уменьшением затрат на последующих стадиях ИСУО. Этим направлениям придается первостепенное значение как методам, направленным на решение проблемы, а не борьбу с ее последствиями. Однако создание безотходных и малоотходных технологий, выполнение условий энергосбережения, экологизация существующих производств являются наукоемкими направлениями совершенствования системы управления отходами, а, следовательно, затратными.

Увеличение ассортимента химических веществ, обращающихся в сфере производства и потребления, разнообразие их воздействия на человека и окружающую среду, недостаточность изучения опасных свойств и отдаленных последствий контакта со многими из них требуют особого внимания к вопросам переработки, вторичного использования и уничтожения отходов.

Переработка отходов является важным направлением в интегрированной системе управления отходами (ИСУО) и альтернативным по отношению к дорогостоящим методам захоронения отходов. Наблюдающийся в мире рост объема перерабатываемых отходов и популярности этого направления свидетельствует о ее перспективности.

Полный цикл переработки отходов включает: сбор, сортировку, переработку и повторное использование их.

Разработка программ переработки должна основываться на следующих положениях [31]:

· они должны не только ориентироваться на существующие потребности рынка, но и способствовать развитию новых направлений реализации продуктов переработки;

· они должны быть гибкими и легко приспосабливаться к изменяющимся внешним условиям;

· они должны обеспечивать сбалансированность критериев потребностей рынка, прибыльности и экологичности, тем самым охватывать как можно больший объем и разнообразие отходов.

Опыт стран, где были применены программы переработки отходов, показывает, что максимальный охват типов перерабатываемых отходов достигается сочетанием бюджетного финансирования с механизмами частного предпринимательства.

Основными методами переработки твердо-бытовых отходов являются [31]: биоразложение, компостирование и сжигание в специализированных установках (инсенираторах). Сложные по составу промышленные отходы требуют применения дополнительных специальных физико–химических методов переработки.

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу, состоящую из растительных остатков, пищевых отходов, бумажных отходов, санитарно–гигиенических материалов, отходов животного происхождения, древесных отходов, отработанных илов очистных сооружений. Не пригодны для компостирования металлы, опасные отходы, медицинские отходы, другие промышленные и прочие отходы. В практике промышленного компостирования можно выделить следующие методы:

· компостирование в буртах без принудительной аэрации;

· компостирование в буртах с принудительной аэрацией;

· компостирование в установках с контролируемыми условиями (вращающиеся бочки, горизонтальные или вертикальные силосные башни и др.);

· смешанные системы.

Выбор методов компостирования, определяется критерием оптимального сочетания стоимости с достигаемым эффектом утилизации компостируемых отходов.

Известно, что теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60⁰ С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу. Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании сложные соединения разлагаются и переходят в более простые. К основным химическим показателям, характеризующим мусор как материал для компостирования и получения биотоплива и органических удобрений, относятся: содержание органического вещества, зольность, содержание общего азота, кальция, углерода.

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Однако компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, так как он содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.

Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть от общего количества мусора. Эта задача может быть решена методом сжигания, пиролиза или простым вывозом отходов на полигоны.

Наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными являются биологические методы разложения органических загрязнений. Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах – газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.

В настоящее время многие разбавленные промышленные отходы обрабатываются биологическими способами. Обычно это метод окисления, осуществляемый в аэротенках, биофильтрах и биопрудах аэробной переработки стоков – самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии.

В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты, альдегиды, органические кислоты алифатического и ароматического рядов и др. В то же время, как показали исследования, ряд органических соединений в анаэробных условиях разлагаются не полностью.

Таким образом, «обрабатываемость» отходов в анаэробных условиях зависит от способности определенной микрофлоры к деградации соединений, входящих в состав отходов, а также от устойчивости микроорганизмов к токсичной органике и неорганике.

В настоящее время проводятся исследования по возможности анаэробного обезвреживания твердых органических отходов. Хотя экспериментальные и опытно–промышленные разработки пока не нашли широкого применения, однако этот подход следует рассматривать как весьма перспективный. Как правило, биотехнологические методы рекомендуются к использованию в сочетании с различными химическими и физическими метод обработки отходов. При этом может быть достигнута высокая эффективность при относительно небольших затратах.

Продолжается поиск эффективных способов биоразложения полимерных отходов. Для ускорения продвижения в этом направлении необходимо расширять производство биоразлагаемых полимеров, с одновременной разработкой эффективных систем сбора и сортировки такого рода отходов.

В последнее время растет интерес к использованию биотехнологии особенно для обработки наиболее токсичных и опасных отходов. Это касается биоразложения полихлорированных бифенилов, пестицидов, нефти, фенолов, а также обезвреживания отходов в почвах и для очистки подземных водных источников.

Отходы могут быть использованы в качестве вторичных материальных ресурсов (BMP) в народном хозяйстве как на предприятиях, где эти отходы образуются, так и за их пределами. К BMP не относятся возвратные отходы производства, которые могут быть использованы повторно в качестве сырья в том же технологическом процессе, где они образуются. Побочные продукты – продукты физико–химической переработки сырья, не являются целью основного производства. Они образуются параллельно с основным продуктом и могут быть использованы в качестве исходного сырья на других производствах или готовой продукции. Побочные продукты нередко являются товарными, то есть имеют нормативные документы и цену. Нередко производитель планирует их получение и сбыт наряду с основным продуктом.

Сжигание отходов – процесс их уничтожения под воздействием высоких температур. Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсично­стью, высокой летучестью и содержанием, такие как, например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути). За последнее десятилетие содержание в ТБО тяжелых металлов резко повысилось за счет отработанных сухих гальванических элементов аккумуляторов, ламп накаливания, люминесцентных ламп, синтетических материалов (красители, стабилизаторы), металлических покрытий и др.

По результатам многих исследований выявлено, что в процессе уничтожения отходов путем сжигания в атмосферу поступает ряд опасных токсических веществ, являющихся продуктами разложения под воздействием высоких температур. Из всего ряда токсичных веществ особую опасность представляют диоксины - канцерогенные вещества высокой степени опасности, разлагающиеся при температурах свыше 1000 ⁰С.

В связи с этим обстоятельством законодательство РФ в области охраны атмосферного воздуха (закон «Об охране атмосферного воздуха № 96-ФЗ, ст. 18») разрешает применение подобного способа уничтожения отходов только с применением специальных установок-инсинераторов.

Инсинераторы – комплексы для термической утилизации отходов различного происхождения: твердых бытовых, жидких и твердых нефтесодержащих, биоорганических и медицинских. Отходы в интексикаторах сжигаются при температуре 850-900 ⁰С, а отходящие газы дожигаются не менее 2 секунд при температуре 1100-1200 ⁰С, что обеспечивает полное разложение сложных органических соединений до простейших компонентов. Инсенераторы позволяют решить экологические проблемы и обеспечить требования экологической безопасности.

Определяя отходы с точки зрения потребительских ценностей, далее их следует разделить на утилизируемые (вторичные ресурсы) и неутилизируемые. Последние называются неутилизируемыми лишь в силу того, что развитие науки и техники на настоящий момент не позволяет извлекать выгоду от этой категории отходов.

Рассмотрим более подробно процессы утилизации ряда ценных компонентов, входящих в состав муниципального мусора, а также те виды, которые наиболее токсичны. Первая категория включает отходы, занимающие большую долю в составе ТБО – это макулатура, пластик, черные и цветные металлы, текстиль, стеклотара и стеклобой, автомобильные покрышки. Во вторую категорию входят наиболее часто встречающиеся в быту и наиболее опасные для окружающей природной среды и в частности для человека отходы.

Дата добавления: 2014-12-23