Твердые бытовые отходы. Удаление и переработка
Твердые бытовые отходы. Удаление и переработка
Содержание
1) Введение
2) Актуальность проблемы
3) Удаление отходов населения
4) Виды отходов
5) Сбор бытовых отходов
6) Транспортировка бытовых отходов
7) Методы переработки отходов
7.1 система
сбора и промежуточного
7.2 сортировка ТБО
7.3 вторичная переработка ТБО
7.4 компостирование ТБО
7.5 различные технологии компостирования ТБО
7.6 мусоросжигание ТБО
7.7 брекетирование ТБО
7.8 захоронение ТБО
7.9Метод захоронения ТБО на полигонах
8) Заключение
9) Список литературы
Введение
За последнее столетие население в городах резко возросло. Если в начале ХХ века процент городского населения в России составлял всего 15%, то к концу 2010 года он был на уровне 73,1%.
Одной из основных проблем
урбанизации в России (да и
во всем мире) является увеличивающаяся
концентрация в городах
Актуальность проблемы
Охрана городской среды от негативного влияния отходов является наиболее острой экологической проблемой.
В России доля городского населения составляет почти 2/3 от общего количества жителей страны. В связи с этим концентрация твердых бытовых отходов в крупнейших городах России резко возрастает.
При этом объем отходов увеличивается, а территориальные возможности для их утилизации уменьшаются. Соответственно доставка отходов от мест их образования до пунктов утилизации требует все больше времени и средств. Проблему только удорожания процесса транспортировки отходов путем тарифов не решить, особенно за счет потребителей. Как показывает практика, повышение тарифов приводит и к полному отказу со стороны малообеспеченных категорий населения платить за сбор и транспортировку отходов. В России, как и в других странах, крайне необходимо внедрять инновационные технологии и совершенствовать организацию процесса утилизации городских отходов.Пока они, в основном, просто собираются для "захоронения" на полигонах, что ведет к отчуждению свободных территорий в пригородных районах, ограничивает возможности использования городских территорий для строительства жилых зданий и т.д. Под полигоны по захоронению твердых бытовых отходов в России ежегодно отчуждается около 0,1 тыс. квадратных километров пригодных для использования земель, не считая земель, загрязняемых многочисленными несанкционированными свалками. Ежегодное отчуждение земель составляет 0,0006% площади страны. Кроме того, совместное захоронение различных видов отходов приводит к образованию опасных соединений, которые оказывают неблагоприятное воздействие на экологию территории и состояние здоровья населения. Проблемы, связанные с увеличением количества отходов и их влиянием на окружающую среду, создают большие трудности при разработке и реализации территориальной политики. Этими проблемами в России традиционно занимались городские власти. Но в последнее время в связи с передачей ответственности за решение значительной части городских проблем, в том числе и экологических, местным властям, ситуация изменяется, что находит выражение в передаче им финансовых ресурсов для выполнения новых обязанностей. [3]
Виды отходов
Отходы производства и потребления – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукции, которая утратила свои потребительские свойства. При этом вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые – считаются отбросами. Отходы могут быть самыми различными.
Количество бытовых отходов в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1-4 %, а по массе – на 0,2-0,4 % в год и в настоящее время составляет, кг/год: в благоустроенных зданиях – 160-190, в неблагоустроенных зданиях – 600-700.[5]
Удаление отходов населения
Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту.
Это отходы, которые накапливаются
в жилом фонде, учреждениях, предприятиях
общественного назначения (школах,
зрелищных и детских
К твердым бытовым отходам, учитываемым нормой накопления, относятся отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая отходы от текущего ремонта квартир, отходов продуктов сгорания в устройствах местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий и крупногабаритные предметы домашнего обихода.
Норма накопления ТБО изменяется, отражая состояние снабжения населения товарами и в тоже время она в значительной мере зависит от местных условий.
Состав и объем бытовых
По последним данным, производство ТБО колеблется между 0,5 и 1,2 килограмма на человека в день. Данные показатели имеют тенденцию к постоянному увеличению, что вызвано экономическим ростом стран. Существуют также периоды, когда производство ТБО значительно возрастает. В этой связи мы полагаем, что показатель производства ТБО на человека в день равняется 1 кг.
В настоящий момент наиболее распространенный способ уничтожения ТБО - это полигоны. Однако, этот простой способ сопровождают следующие проблемы:
- Чрезмерно быстрое
- Отрицательные факторы для
окружающей среды: заражение
- Отсутствие площадей, пригодных
для размещения полигонов на
удобном расстоянии от крупных
городов. Расширение городов
Невозможность устранения полигонов. Несмотря на использование самых современных технологий, наше общество всегда будет нуждаться в их использовании для уничтожения не преобразуемых фракций: зола, шины, металлолом, строительный мусор. [6]
Сбор бытовых отходов
Согласно ст.13 закона об «отходах
производства и потребления»
территория города подлежит
Сбор бытовых отходов в
РФ производится в
В соответствии со ст.13 Закона
порядок сбора отходов на
Транспортировка бытовых отходов
Транспортировка бытовых отходов осуществляется специально оборудованными автомобилями-мусоровозами, которые отличаются:
- Назначением (для вывоза
- Вместимостью кузова
- Механизмами загрузки отходов
- Характером уплотнения отходов (непрерывный или циклический)
- Системой выгрузки отходов из кузова ( самосвальный или принудительны с помощью выталкивающей плиты
Отходы вывозят в места их
переработки и захоронения. В
связи с ростом городов обостряется
проблема вывоза отходов на дальние
расстояния (более 20км) Одним из путей
сокращения транспортных расходов является
переход к двухэтапной системе
вывоза ТБО – использованию
Методы переработки отходов
Методами переработки отходов является : промежуточное хранение отходов, сортировка, компостирование, термический метод, вторичная переработка, брикетирование, захоронение.
Проблема муниципальных
Системы сбора и промежуточного хранения отходов
Сбор отходов часто является наиболее дорогостоящим компонентом всего процесса утилизации. Поэтому правильная организация сбора отходов может сэкономить значительные средства. Существующая в России система сбора ТБО должна оставаться стандартизованной с точки зрения экономичности. В то же время дополнительное планирование необходимо для того, чтобы решить новые проблемы (например, отходы коммерческих киосков, на сбор которых часто не хватает ресурсов). Иногда средства для решения этих новых проблем можно изыскать, вводя дифференцированную плату за сбор мусора.
В густонаселенных территориях нередко приходится транспортировать отходы на большие расстояния. Решением в этом случае может явиться станция временного хранения отходов, от которой мусор может вывозиться большими по грузоподъемности машинами или по железной дороге. Следует при этом отметить, что станции промежуточного хранения представляют собой объекты повышенной экологической опасности и могут при неправильном расположении и эксплуатации вызывать не меньше нареканий местных жителей и общественных организаций, чем свалки и МСЗ.
Сортировка
Методы сортировки используются для механизированного извлечения отдельных составляющих ТБО. Они включают магнитную, электродинамическую, аэродинамическую сепарации.
Магнитная сепарация
Метод электродинамической
сепарации используется для
В кусках металлолома возникает электродвижущая сила, которая перемещая куски в заданном направлении, с помощью транспортерной ленты. Из ТБО извлекается более 80% цветных металлов.
Аэродинамический метод
Баллистический метод
Флотационный метод
Вторичная переработка
Довольно многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты
Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов (например, т.н. «глассфальт»). Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании.
Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов «ресайклинга». Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из высококачественных отходов (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров и т.д.). Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве – вместо соломы на фермах. Пластик - переработка пластика в целом – более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика (например, PET – двух- и трехлитровые прозрачные бутылки для прохладительных напитков) можно получать высококачественный пластик тех же свойств, другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика не производится.[7]
Компостирование
Компостирование – это технология переработки отходов, основанная на их естественномбиоразложении.
Наиболее широко компостирование
применяется для переработки
отходов органического – прежде
всего растительного –
В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках.
Существует несколько
Более простые и дешевые технологии требуют больше места и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования.
Конечным продуктом
Компостирование, применяемое в России на т.н. механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей.
Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет из себя достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой «компост» применяют только для покрытия свалок). [2]
Различные технологии компостирования
Минимальная технология. Компостные
кучи – 4 метра в высоту и 6 метров
в ширину. Переворачиваются раз в
год. Процесс компостирования
Технология низкого уровня. Компостные кучи – 2 метра в высоту и 3-4 в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи – через 10-11 месяцев. Компостирование занимает 16-18 месяцев.
Технология среднего уровня. Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4-6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.
Технология высокого уровня. Требуется специальная аэрация компостных куч. Компост готов уже через 2-10 недель.[2]
Мусоросжигание
Мусоросжигание – это наиболее
сложный и «
Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.
Для так называемых установок массового сжигания (производительностью от 100 до 3000 тонн в сутки) капитальные затраты в США колеблются от 80 до 100 тыс. долларов на единицу мощности (тонна сжигаемых отходов в день). В эту цену не входит цена устройств подготовки отходов. Эксплуатационные расходы составляют около 20 долларов за тонну ТБО. При выборе вариантов утилизации ТБО следует также иметь в виду, что время, необходимое на проектирование и постройку МСЗ в США, в среднем занимает 5-8 лет.
Экологические воздействия МСЗ
в основном связаны с загрязнением
воздуха, в первую очередь – мелкодисперсной
пылью, оксидами серы и азота, фуранами
и диоксидами. Серьезные проблемы
возникают также с захоронением
золы от мусоросжигания, которая по
весу составляет до 30% от исходного
веса отходов и которая в силу
своих физических и химических свойств
не может быть захоронена на обычных
свалках. Для безопасного захоронения
золы применяются специальные
В России мусоросжигательные заводы
серийно не производятся. Говоря о
социально- экономических аспектах
мусоросжигания, следует отметить,
что обычно строительство и эксплуатации
МСЗ не по карману городскому бюджету
и должно производиться в кредит
либо частными компаниями. Во многих случаях
компания, владеющая МСЗ, стремится
подписать договор с городом,
в котором будет предусмотрена
обязательная поставка определенного
количества и состава ТБО в
сутки. Такие условия делают фактически
невозможным осуществление
Брикетирование
Брикетирование ТБО - сравнительно
новый метод в решении проблемы
их удаления. Брикеты, широко применяющиеся
уже в течение многих лет в
промышленности и сельском хозяйстве,
представляют собой одну из простейших
и наиболее экономичных форм упаковки.
Уплотнение, присущее этому процессу,
способствует уменьшению занимаемого
объема, и как следствие, приводит
к экономии при хранении и транспортировке.
Преимущественно в
Существенным плюсом метода брикетирования является способ уменьшения количества мусора, подлежащего брикетированию, путем предварительной (до 50%) отсортировки твердых бытовых отходов. Отсортировываются полезные фракции, вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, стеклобой, металл черный и цветной). Тем самым в народное хозяйство поступают дополнительные ресурсы.
Основные затруднения
Дополнительные осложнения в работу механизмов по прессованию ТБО вносят: высокая абразивность составляющих компонентов (песок, камень, стекло), а также высокая агрессивность среды, благодаря наличию органики, кислот, растворителей, лаков и т.п.
Захоронение
С традиционно применявшимися свалками обычно связано множество проблем – они являются рассадниками грызунов и птиц, загрязняют водоемы, самовозгораются, ветер может сдувать с них мусор и т.д. В 50-х годах впервые начинают внедряться т. наз. «санитарные полигоны», на которых отходы каждый день пересыпаются почвой.
Свалка или полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20-30 лет назад. Никто не знает, за какое время они полностью разложатся. Когда ученые приступили к раскопке старых полигонов, они обнаружили удивительную вещь: за 15 лет 80% органического материала, попавшего на полигон (овощи, хот-доги) не разложилось. Иногда удавалось прочитать откопанную на свалке газету 30-летней давности. Современные полигоны оборудованы всеми типами систем, чтобы не допустить контакта отходов с окружающей средой. По иронии, именно вследствие этого, разложение отходов затруднено и они представляют из себя своеобразную «бомбу замедленного действия».
При недостатке кислорода органические отходы на свалке подвергаются анаэробному брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа (т.н. «свалочного газа»). В недрах свалки также формируется весьма токсичная жидкость (“фильтрат”), попадание которой в водоемы или в подземные воды крайне нежелательно.
Требования к современным
При выборе площадки стараются избегать соседства аэропортов, площадки не располагают в поймах водоемов, поблизости от водно-болотных угодий, тектонических разломов и сейсмически небезопасных зон.
Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:
• процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;
• обеспечение ежедневного
• борьбу с переносчиками болезней (крысами и т.д.) обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;
• откачку взрывоопасных газов из недр свалки (затем метан может быть использован для производства электричества – по всей Великобритании подобные установки производят 80 МВт), для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;
• на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных – периметр должен быть огорожен и охраняться;
• гидротехнические сооружения должны минимизировать попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов не должна попадать в подземные воды – для этого создаются специальные системы гидроизоляции;
• эта жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;
• регулярный мониторинг воздуха, грунтовых
и поверхностных вод в
Особое внимание уделяется выводу полигона из эксплуатации и последующей рекультивации. Как правило, исходный проект полигона уже включает план мероприятий по рекультивации, длительному мониторингу закрытого полигона и т.п. В США законы многих штатов требуют от компании, управляющей полигоном, создания специального фонда рекультивации. Такой фонд формируется в течение всего времени работы полигона за счет отчислений от получаемого дохода и должен обеспечить необходимые средства независимо от смены собственника полигона, банкротства компании и т.п.
Метод захоронения ТБО на полигонах
Наиболее распространенным сооружением
по обезвреживанию ТБО являются полигоны,
называемые на западе санитарными свалками.