Твердые бытовые отходы. 2

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение………………………………………………………………………….6

1. Твердые бытовые отходы…………………………….……………………….8

1.1 Управление отходами  в мире……………………………………………….8

1.2 Захоронение ТБО…………………………………………………………...13

1.3 Сжигание ТБО………………………………………………………….……15

2.  Твердые бытовые  отходы в Тольятти………………………………………18

2.1  Анализ ТБО Автозаводского  района……………………………………..22

2.2 Фракционный состав………………………………………………….……24

2.3 Метод обращения с  отходами…………………………………...…………26

2.4 Модернизация системы  обращения с отходами…………………….……28

2.5 Анализ результатов  опыта в пятом квартале……………………………..32

2.6 Экологический эффект……………………………………….…………….34

2.7 Выводы……………………………………………………………………...36

3. Полимеры в быту…………………………………………………………….37

3.1 Характеристика ПЭТФ……………………………..………………….…….38

3.2 Экологичность объекта…………………………………………………….48

3.3 Модернизация системы…………………………………………………….57

3.4Технологические и конструкционные расчеты воздушного классификатора………………………………………………………………….61

4. Экономическое обоснование проводимого мероприятия………….………68

4.1 Расчет капитальных  вложений на проведение мероприятия……..………70

4.2 Расчёт себестоимости  продукции………………….…………….…………71

4.3 Заключение……………………………………….………………………….76

Выводы………………………………………………...……..…………………..77

Приложения…………………………………………………..………………….80

Библиографический список……………………………………………………..87

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы данной курсовой работы определяется значением  одной из самых острых научно-технических  и социально-экономических проблем  – проблемой обращения с отходами производства и потребления. Сложившаяся  в последнее время ситуация, связанная  с неуклонным ежегодным ростом объемов  образующихся в России отходов (около 7 млрд. тонн в год), ведет к возникновению  необратимых процессов деградации окружающей среды и создает реальную угрозу для здоровья населения.

Пластмассы – это химическая продукция, состоящая из высокомолекулярных, длинноцепных полимеров. Производство пластических масс на современном этапе  развития возрастает в среднем на 5 …6 % ежегодно и к 2010 г., по прогнозам, достигнет 250 млн.т. Их потребление на душу населения в индустриально развитых странах за последние 20 лет удвоилось ,достигнув 85 …90 кг К концу десятилетия как полагают, эта цифра повысится на 45 …50 % [14].

Из всех выпускаемых пластиков 41 %используется в упаковке, из этого количества 47% расходуется на упаковку пищевых продуктов Удобство и безопасность, низкая цена и высокая эстетика являются определяющими условиями ускоренного роста использования пластических масс при изготовлении упаковки.

Такая высокая популярность пластмасс объясняется их легкостью, экономичностью и набором ценнейших  служебных свойств. Пластики являются серьезными конкурентами металлу, стеклу, керамике.

Например, при изготовлении стеклянных бутылей требуется на 21 %энергии, чем на пластмассовые.

Но наряду с этим возникает  проблема с утилизацией отходов, которых существует свыше 400 различных  видов, появляющихся в результате использования  продукции полимерной промышленности.[6]

В России к 2010 г. полимерные отходы составили больше одного миллиона тонн, а процент их использования до сих пор мал [18].Учитывая специфические свойства полимерных материалов – они не подвергаются гниению, коррозии, проблема их утилизации носит, прежде всего, экологический характер. Общий объем захоронения твердых бытовых отходов только в Москве составляет около 4 млн.т. в год. От общего уровня отходов перерабатывается только 5 …7 % от их массы.

В наши дни, как никогда  прежде, люди нашей планеты задумались над огромным засорением Земли непрерывно возрастающими отходами пластиков. В связи с этим, ученые восполняют знания в области утилизации и  вторичной переработки пластиков  с целью возврата их в производство и улучшения экологии в РФ и  в мире.

Однако в настоящее  время проблема переработки отходов  полимерных материалов обретает актуальное значение не только с позиций охраны окружающей среды, но и связана с  тем, что в условиях дефицита полимерного  сырья пластмассовые отходы становятся мощным сырьевым и энергетическим ресурсом.

Использование отходов полимеров  позволяет существенно экономить  первичное сырье и электроэнергию. [20]

Основной путь использования  отходов пластмасс – это их утилизация, т.е.повторное использование. Показано, что капитальные и эксплуатационные затраты по основным способам утилизации отходов не превышают, а в ряде случаев даже ниже затрат на их уничтожение. Положительной стороной утилизации является также и то, что получается дополнительное количество полезных продуктов  для различных отраслей народного  хозяйства и не происходит повторного загрязнения окружающей среды.

По этим причинам утилизация является не только экономически целесообразным, но и экологически предпочтительным решением проблемы использования пластмассовых  отходов.

1. ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ

1. Управление отходами в мире

По данным Евростата, на каждого  жителя Евросоюза ежегодно приходится свыше 500кг бытовых отходов, 40% которых поступает на свалки, 20 – сжигается, 23 – перерабатывается и еще 17% идет на компост. Больше всего отходов производят жители Дании (802 кг на человека в год), меньше всего – жители Чехии (306 кг). Однако если в Дани на свалку отправляют только 4% бытовых отходов, то в Чехии –83%.

Столь существенную разницу  статистики объясняют не только особенностями  национального учета, который может  включать так же отходы малых предприятий  и общественных учреждений, но и  потребительскими привычками граждан  стран – участниц ЕС.

Лидерами по производству ТБО, по данным за 2008г., стали помимо Дании Ирландия, Кипр и Люксембург (свыше 700кг), за ними следуют Мальта, Голландия и Австрия (от 600кг до 700кг). От 500кг до 600кг бытовых отходов на одного человека пришлось в Германии, Эстонии, Испании, Франции, Италии, Финляндии, Швеции и Великобритании.

В мусорной категории от 400кг до 500кг оказались Бельгия, Болгария, Греция, Литва, Венгрия, Португалия и Словения. Меньше всего коммунальным службам приходится вычищать за жителями Чехии, Латвии, Польши, Румынии и Словакии (менее 400кг).

Вместе с тем в таких  странах, как Австрия, Германия, и  Голландия, на переработку поступает  наибольший объем бытовых отходов  – от 60 до 70%. При этом в Болгарии, Румынии, Литве, Латвии и на Мальте ТБО  предпочитают просто вывозить на свалки (100, 99, 96, 93 и 97% от общего объема соответственно).

Сжигать ТБО предпочитают в Дании (54%), Швеции(49%), Голландии (39%), Бельгии и Люксембурге (по 36%). В  десяти странах – участницах Евросоюза доля сжигаемых отходов не превышает 1%. Компостированием отходов не брезгуют в Австрии (70% от объема перерабатываемых отходов), Германии (65%), Голландии (60%) и Бельгии (59%).

Соотношение различных методов  обезвреживания и переработки ТБО  в различных странах приведено  в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Соотношение различных методов  обезвреживания и переработки ТБО [20]

Вторичной переработке (в  том числе переработке в компост) подвергается незначительное количество ТБО (в соотношении от общего объема). Так по данным вторичной переработке  и использованию в США подвергается 13,1% всех ТБО, в ФРГ – около 15%, в РФ – лишь 1,3%. [20, 21]

Захоронение на полигонах  продолжает оставаться необходимым  для отходов, не поддающихся вторичной  переработке, несгораемых или сгораемых  с выделением токсичных веществ. Современные «санитарные» полигоны, отвечающие всем требованиям, не являются просто свалками: они представляют собой сложнейшие инженерные сооружения, оборудованные системами борьбы с загрязнениями воды и воздуха, использующие образующийся в процессе гниения мусора газ для производства тепла и электроэнергии. [20]

Главные негативные воздействия  скопления мусора – это воздействие  через воздух и воду. Воздействие  на воздух происходит за счет гниения  ТБО, в результате чего образуются вредные  и дурно пахнущие газы. Воздействие  на воды (в первую очередь подземные  воды) осуществляется за счет образующегося  и накапливающегося в ТБО фильтрата, обладающего токсичными свойствами. [8]

В настоящее время в  США действует закон, согласно которому специальный полигон для захоронения  ТБО оборудуется следующим образом. Дно и стенки захоронения могут  быть однослойными, но слой этот обязательно  должен быть композитным и состоять из нескольких материалов с различными изолирующими свойствами. Наружная часть  композитного слоя состоит из специально уплотненной глины, которая не должна пропускать воду быстрее, чем 1∙10ˉ³∙10ˉ³ см/с. Его толщина должна быть не менее 60 см. внутри захоронение должно быть выложено пленкой высокоплотного полиэтилена. Пленка эта располагается наклонно, так что фильтрат из ТБО стекает в углубления дна и отсасывается оттуда насосами, после чего происходит его обезвреживание.

После окончания заполнения захоронение закрывают покрытием, устроенным сходным с покрытием  дна и стенок образом, а на покрытие насыпают землю, где высаживают деревья, разбивают парк и т.д. система  удаления фильтрата продолжает функционировать, и в течение 30 лет происходит санитарное наблюдение за состоянием подземных  вод вокруг захоронения.

Однако использование  таких полигонов в США выявил ряд недостатков с точки зрения охраны окружающей среды. Фильтрат даже в условиях защиты от его попадания, просачивается в подземные воды, загрязняя их. [16]

Сжигание ТБО позволяет  примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных  жидкостей, бактерий, а также получить дополнительную энергию, которую можно  использовать для получения электричества  и отопления. [20]

Однако сжигание ТБО также  является одним из наиболее сложных  и опасных методов (с точки  зрения риска загрязнения атмосферы  такими веществами, как полихлорированные  бифенилы, полибромированные диоксины и дибензофураны и тяжелые  металлы). Даже получение за счет сжигания дополнительной электроэнергии не представляется с этой точки зрения достаточно привлекательным. [30]

В странах с развитым экологическим  законодательством до половины капитальных  расходов на строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ) уходит на установку воздухоочистительных систем. До 1/3 эксплуатационных расходов МСЗ уходит на плату за захоронение  золы, образующейся при сжигании мусора, которое представляет собой гораздо  более экологически опасное вещество, чем ТБО сами по себе.

В настоящее время разработана  следующая Европейская норма  для МСЗ: «в горячей зоне газы должны находиться при температуре не ниже 850ºС в течение не менее 2 секунд и при содержании кислорода не ниже 6% масс.

Стоимость сжигания ТБО в  настоящее время в развитых странах  превышает в 2, а иногда и в 3 раза, чем захоронения на специальных  полигонах. [25]

Компостирование – это  технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется  для переработки отходов органического (растительного) происхождения. Существуют технологии компостирования пищевых  отходов, а также неразделенного потока ТБО.

Компостирование, применяемое в России, например в Санкт-Петербурге, является сбраживанием в биореакторах всего объема ТБО. Такой компост представляет собой достаточно опасный продукт и находит лишь ограниченное применение. В Западных странах такой компост применяют только для покрытия свалок. [20]

Вторичная переработка. Многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты. Из ТБО может  быть выделено следующее вторичное  сырье:

1. биоразлагаемые отходы;
2. бумага (газеты, картон, высококачественная и смешанная бумага)
3. стекло (прозрачное, зеленое, коричневое);
4. ПЭТ;
5. полиэтилен;
6. резина;
7. металлы;
8. аккумуляторы и бытовые батарейки и др.

Существуют некоторые  подходы для вторичной переработки  ТБО. Это раздельный сбор мусора, активно  применяемый в Западных странах, механизированная и ручная сепарация  неразделенных ТБО. В настоящее  время в России это направление  осложнено тем, что отсутствует  широкая сеть экономически эффективных  предприятий по переработке вторичного сырья. [9]

2. Захоронение ТБО

Масса мирового потока бытовых отходов  составляет ежегодно около  400 млн. т, из которых 80 % уничтожается путем захоронения  на свалках. Такое количество достигает геологических масштабов: с мусором в биосферу попадает около 85 млн. тонн органического углерода. Природное поступление этого элемента в почвенные пласты планеты составляет 40 млн. тонн в год.

Одна из главнейших проблем, связанная  с захоронением отходов, — образование  свалочного газа. При захоронении  органического вещества (которого в  мусорной массе в среднем от 50 до 70%) происходит его биоконверсия с участием микроорганизмов. В результате этого процесса образовывается биогаз, макрокомпонентами которого является метан (СН₄) и диоксид углерода (СО₂). Масштабы образования этого газа также можно считать геологическими. По подсчетам экспертной группы Межправительственной комиссии по изменению климата (IPCC), проведенными в середине 90-х годов, глобальная эмиссия свалочного метана составляет 40 млн. тонн в год, или около 8% его обще-планетного потока. Эта величина превышает массу метана, выделяемого угольными шахтами. Вследствие выводов группы свалочный метан занесен в реестр основных источников парниковых газов планеты. [31]

Кроме существенного вклада в глобальное потепление, свалочный  газ содействует появлению взрыво - и пожароопасных условий как на самих свалках, так и на близлежащих объектах. Пожары на свалках, в свою очередь, таят немалую экологическую опасность. В структуре бытовых отходов увеличивается удельный вес полимерных материалов (он составляет более 10% их общей массы и удваивается каждые десять лет), возрастает токсичность отходов (в мусор попадают термометры, приборы, содержащие ртуть, элементы питания, вследствие чего он «обогащается» солями тяжелых металлов и химикатами). Поэтому неконтролируемое горение свалок приводит к образованию и попаданию в атмосферу токсичных соединений, в том числе неизвестных, переносимых на значительные расстояния. [26]

Таблица 1.2

Влияние свалок твердых бытовых  отходов на окружающую среду

1.3. Сжигание ТБО

Сжигание ТБО позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества и отопления. [20]

Однако сжигание ТБО также  является одним из наиболее сложных  и опасных методов (с точки  зрения риска загрязнения атмосферы  такими веществами, как полихлорированные  бифенилы, полибромированные диоксины и дибензофураны и тяжелые  металлы). Даже получение за счет сжигания дополнительной электроэнергии не представляется с этой точки зрения достаточно привлекательным. [30]

В странах с развитым экологическим  законодательством до половины капитальных  расходов на строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ) уходит на установку воздухоочистительных систем. До 1/3 эксплуатационных расходов МСЗ уходит на плату за захоронение  золы, образующейся при сжигании мусора, которое представляет собой гораздо  более экологически опасное вещество, чем ТБО сами по себе.

В настоящее время разработана  следующая Европейская норма  для МСЗ: «в горячей зоне газы должны находиться при температуре не нижу 850ºС в течение не менее 2 секунд и  при содержании кислорода не ниже 6% масс. Содержание диоксинов в отходящих  газах МСЗ в единицах I-TEQ не должно превышать 0,1 нг/нм³».

Стоимость сжигания ТБО в  настоящее время в развитых странах  превышает в 2, а иногда и в 3 раза, чем захоронения на специальных  полигонах. К тому же захоронение от ходов, значительно безопаснее, чем захоронение токсичной золы. [20]

Из данных таблицы 14 видно, что в дымах МСЗ опасных  металлов в некоторых случаях  в тысячи раз больше, чем в «обычном»  воздухе. Токсичные металлы выбрасываются  в форме солей или окислов, то есть в устойчивом виде и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью попадая в организм человека. Опасность токсичных металлов именно в том, что они (кроме ртути, которая любит мигрировать) могут накапливаться. Поэтому нормы ПДК могут оказаться не применимыми к таким выбросам. Это еще раз доказывает, что сжигание ТБО не выгодно как с экономической, так и  с экологической точки зрения.

Таблица 1.3

Содержание химических элементов  в продуктах сжигания твердых  бытовых отходов 

Шлаков образуется около  тонны на 3-4 тонны мусора. В тех  котлах, в которых в печь добавляют известняк в качестве флюса, шлаков еще больше.

Предпринимаются самые разнообразные  попытки использовать шлаки и  золу МСЗ. Из них пытаются делать бордюрные  камни, барьерные рифы и блоки  для строительства, вводить их в  асфальт и использовать для других дорожных покрытий. Предлагают делать из шлаков шлаковату для утепления  зданий и керамзитоподобный материал для строительных работ.

Это удивительно для материала, который образуется при температурах не ниже 1000°С, но шлаки довольно токсичны (и наши разработчики МСЗ никак  не могут в это поверить). Их токсичность  складывается из токсичности ПАУ, диоксинов  и неопознанных органических токсикантов  и, кроме того, токсичных металлов. Конечно, шлаки менее опасны, чем  летучая зола с фильтров, так из 11 образцов летучей золы разных МСЗ 9 оказались высоко - токсичными, а такая же проба для 16 образцов шлаков выявила только 2 токсичных образца, которые требовали захоронения как особо токсичные отходы.

Стоимость захоронения обычного мусора (в среднем) 23 доллара за тонну, а опасных отходов 210 долларов за тонну! Следует учитывать, что диоксины относятся к весьма устойчивым токсикантов  и все эти бордюрные камни  и плиты из шлаковаты будут  токсичными многие десятилетия. [29]

Причины неэффективности  МСЗ:

1. трудности очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей (особенно от диоксинов и оксидов азота);
2. наряду с дымовыми газами образуется два вида отходов: шлак и зола;
3. МСЗ требует огромных финансовых вложений и является долгосрочным по окупаемости предприятием.

2. ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ ТОЛЬЯТТИ

Одна из главных проблем  Тольятти - бытовые отходы. В процессе развития города их абсолютное количество неуклонно возрастало. Это связано с ростом населения, с чрезмерной концентрацией его в районах и изменением образа жизни людей.

ТБО образуются из двух источников:

1. жилых зданий;
2. учреждений и предприятий общественного назначения (общественного питания, учебных, зрелищных, гостиниц, детских садов и др.).

На состав ТБО влияют многие факторы: степень благоустройства жилищного  фонда, этажность, время года и многое другое.

Общая площадь жилищного фонда  городского округа Тольятти на 2009 года составила 14,5 миллиона м². В городе находится 9757 жилых зданий общей площадью 14 482,7 тыс. м², в которых расположена 219,1 тысяча квартир. Из них 2204 многоквартирных дома общей площадью 13 703 тыс. м². 90 % жилья находится в частной собственности, в многоквартирных домах приватизировано 88,2 % квартир.[32]

По районам города жилищный фонд делится следующим образом:

• Автозаводский — 891 зданий;
• Центральный — 5959;
• Комсомольский — 2768.

Распределение жилых домов  по этажности:

• 1-, 2-этажных строений − 7378;
• 3—, 4-этажные строения — 491;
• 5-этажные — 656;
• 6-, 9-, 10-этажные — 708;
• 12 и более этажей — 259.

Высотные здания по районам  распределяются неравномерно: так в  Центральном районе средняя высота здания — 4 этажа, а в Автозаводском — 10 этажей. Весь жилищный фонд Автозаводского района (53,9 % от всей площади) имеет 100 % показатели по всем видам благоустройства (за исключением лифтов в малоэтажных домах). Наибольший удельный вес в структуре жилищного фонда занимают капитальные жилые дома, имеющие все виды благоустройства, включая лифты и мусоропроводы.[32]

Население городского округа, на 1 января 2010 года, составляло 720346 человек, 482631 из которых трудоспособное. По численности населения Тольятти занимает 17-е место в России. За  2009 г  в городе образовалось более 288138 т бытовых отходов, 85% которых, отправлялось на свалки. Лишь 10% от них, было переработано. Это ничтожно маленькая цифра, учитывая, что давно существуют технологии, по которым можно перерабатывать практически всё.

Состав бытовых отходов, образовавшихся за 2010 год, представлен  в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Состав образовавшихся отходов в Тольятти за 2010г

Из таблицы видно, что 80% твердых  бытовых отходов подлежит вторичной  переработке, и они могут быть полезны в дальнейшем использовании.

В Тольятти ежегодно образуется более 270 тысяч тонн бытовых отходов. Из-за их смешения на начальном этапе образования, процент перерабатываемых отходов  мал. Фактически перерабатывается менее 10% от общей массы. Остальное вывозят  на полигон.

Рисунок 2.1

Анализ переработки отходов на ООО «ПОВТОР» за 2010г.

Тратятся огромные деньги на создание свалок. На них попадает около 85 % отходов; 10% отходов проходит вторичную переработку. Наблюдается острая нехватка площадей под захоронение отходов. Накопление отходов приносит огромный экологический, экономический и социальный ущербы. Отходы, обладая токсичностью, являются одним существенных источников загрязнения окружающей среды (атмосферы, почв, поверхностных и подземных вод), оказывают негативное воздействие на все компоненты структуры ландшафтов, отрицательно влияют на озоновый слой земли. В результате их открытого захоронения образуются новые опасные вещества, которые при проникновении в биосферу представляют серьезную угрозу для среды обитания человека. Особая опасность связана с проникновением загрязняющих веществ в пищу и организм человека. Антропогенное воздействие отходов затронуло весь город. Последствия нерационального обращения в этой сфере исключительно неблагоприятны не только для окружающей среды, но и развития экономики. Ее устойчивое развитие, высокое качество жизни населения и его здоровье, могут быть обеспечены лишь при условии поддержания соответствующего качества окружающей среды. Поэтому эффективное управление отходами, включающее вовлечение их в  экологически безопасное обезвреживание, или  вторичное использование является определяющим фактором экономического и социального положения не только нашего города, но и страны. Такая задача может быть решена лишь на основе научно-обоснованной концепции управления в рассматриваемой сфере.  В этих условиях требуется создание целостного экономичного механизма управления отходами на уровне региона, ориентированного на природосберегающий тип развития экономики. Необходимо превращение отходов во вторичные ресурсы, формирование рынка вторичного сырья и изделий из них. [26]

Основными целями разработки и внедрения  системы обращения с ТБО являются:

1. уменьшение негативного воздействия на окружающую среду;
2. переход отрасли обращения с ТБО на дифференцированный сбор отходов;
3. оптимизация затрат в системе обращения с ТБО;
4. обеспечение комфортного проживания населения города.