Характеристика твердых бытовых отходов. 2

Содержание

Введение

В ходе развития современного общества, совершенствования производительных сил и производственных отношений, происходило и происходит накопление отходов производства и потребления на урбанизированных территориях и прилегающих к ним местностях.

Ранее, такая категория отходов, как бытовые отходы не требовала специального обращения и утилизации, поскольку легко перегнивала, выступая естественным элементом жизненного цикла природной среды. По мере того, как общество развивалось, создавая промышленность, в отходах всю большую долю стали занимать искусственные компоненты. Скачкообразное качественное изменение структуры отходов произошло в XIX - начале XX веков в связи с созданием крупной промышленности и в первую очередь химических производств, производящих искусственные материалы, которые в естественном природном цикле не участвуют. Поэтому проблема отходов встала остро, и человечество было вынуждено задуматься о необходимости их утилизации.

В настоящее время ежегодно каждый городской житель в промышленно развитых странах производит 200-500 кг отходов. Промедление с их удалением и ликвидацией может привести к глобальным эпидемиям (чума, холера и др.), к серьезному экологическому загрязнению городов. В то же самое время многие отходы содержат ценные компоненты (металлы, органические вещества), а также являются потенциальным энергетическим источником.

Характеристика твердых бытовых отходов

Твёрдые бытовые отходы (ТБО, бытовой мусор) — непригодные для дальнейшего использования пищевые продукты и предметы быта или товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления. ТБО делятся также на отбросы (биологические ТО) и собственно бытовой мусор (небиологические ТО искусственного или естественного происхождения).

Состав твёрдых бытовых отходов зависит от многих факторов: уровня развития страны и региона, культурного уровня населения и его обычаев, времени года и других причин. Более трети ТБО составляют упаковочные материалы, количество которых непрерывно увеличивается. ТБО характеризуются многокомпонентностью и неоднородностью состава, малой плотностью и нестабильностью (способностью к загниванию). Источниками образования ТБО могут быть как жилые, так и общественные здания, торговые, зрелищные, спортивные и другие предприятия.

В состав ТБО входят следующие виды важных отходов: бумага (картон), крупногабаритные материалы, пищевые (органические) отходы, пластик, металлы, резина, кожа, текстиль, стекло, дерево и прочие. 

К опасным ТБО относятся: попавшие в отходы батарейки и аккумуляторы, электроприборы, лаки, краски и косметика, удобрения и ядохимикаты, бытовая химия, медицинские отходы, ртутьсодержащие термометры, барометры, тонометры, лампы.

Одни отходы (например, медицинские, ядохимикаты, остатки красок, лаков, клеев, косметики, антикоррозийных средств, бытовой химии) представляют опасность для окружающей среды, если попадут через канализационные стоки в водоемы, или, как только будут вымыты со свалки и попадут в грунтовые или поверхностные воды. Батарейки и ртутьсодержащие приборы будут безопасны до тех пор, пока не повредится корпус: стеклянные корпуса приборов легко бьются еще по пути на свалку, а коррозия через какое-то время разъест корпус батарейки. Затем ртуть, щелочь, свинец, цинк станут элементами вторичного загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод.

По характеру и степени воздействия на природную среду они делятся на: производственный (мусор, состоящий из инертных материалов, утилизация которых в настоящее время экономически не оправданна), утилизируемые материалы (вторичное сырье).

По происхождению мусорные отходы подразделяются на:

Промышленные отходы. Это различного рода твердые отходы, которые образуются в результате производственных работ и технологических процессов. Мусор имеет 2-3 класс опасности.

Строительные отходы. Данный вид отходов образуется процессе строительных и монтажных работ различного назначения, в частности строительства крупных объектов, дорожных работ, а также при демонтаже и сносе помещений. Чаще всего к таким отходам относят застывшие растворы кусковой формы, щебень, битый кирпич, арматура, древесный мусор, лом металлов и другие.  Данные отходы относят к категории 3-4 класса опасности.

Бытовые отходы. Бытовые отходы образуются в процессе жизнедеятельности человека, как правило, в учреждениях, жилых комплексах, частных секторах, муниципальных учреждений и так далее. К данному виду мусора принято относить пищевые отходы, пластмассу, бумагу, мебель, стекло, одежду и другие бытовые отходы. Такого рода мусор имеет 4-5 класс опасности.  

Отходы также подразделяют по степени опасности для окружающей среды. Классификация идет по нарастающей от 5 класса до 1.

1 класс: Чрезвычайно опасные отходы. Угроза очень высокая, при таком уровне экологическая система необратимо нарушена период восстановления отсутствует.

2 класс: Высоко опасные отходы. Угроза для окружающей среды высокая. Восстановление экологического баланса возможно через 30 лет.

3 класс: Умеренно опасные отходы. Экологическая система нарушена. Восстановление экологической системы возможно не менее, чем через 10 лет после уменьшения или устранения вредоносного источника.  

4 класс: Мало опасные отходы. Воздействие на экологию присутствует. Восстановление экологии не менее, чем 3 года.

5 класс: Практически не опасные. Воздействия на экологию нет.

Одним из обособленных видов отходов являются медицинские отходы. Они так же, как и все имеют свою особую классификацию, и подразделяются по степени опасности.

1. Отходы, не имеющие контакта с инфекционными больными и с биологическими жидкостями остальных больных. К этой категории относят пищевые отходы любых ЛПУ. А также медицинское оборудование и инвентарь, не имеющие токсичных элементов.

2. Возможные инфицированные отходы. К этой категории относятся материалы и инструменты, которые имели контакт с биологическими жидкостями больных.

3. Патологоанатомические отходы. Органические и неорганические отходы операционной деятельности, а также все отходы инфекционных отделений. А также отходы лабораторий и моргов.

4. Инфекционные отходы. К данной категории относят материалы и инвентарь, контактирующие с особо опасными инфекциями. Также отходы из лабораторий работающих с инфекциями различного рода.         

5. К еще одной категории относят просроченные лекарственные средства. А также предметы, оборудование и приборы, содержащие ртуть.

6. К самой опасной категории относят все виды медицинских отходов, которые содержат радиоактивные компоненты.

Сбор и временное хранение отходов

Сбор отходов часто является наиболее дорогостоящим компонентом всего процесса утилизации и уничтожения ТБО. Поэтому правильная организация сбора отходов может сэкономить значительные средства.

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.

Альтернатива свалкам и МСЗ заключается в постепенном создании системы первичной сортировки мусора, начиная со сбора особо опасных компонентов (ртутных ламп, батареек и т.п.) и кончая отказом от эксплуатации мусоропроводов - главного источника несортированного мусора.

Проблема управления потоками отходов (ТБО) особенно в крупных городах мегаполисах становится все более сложной, в связи с увеличением их количества и отсутствия радикальных методов их утилизации.  
Для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом.

Способы переработки ТБО

Бытовые отходы представлены различными видами органических и неорганических соединений, естественного или искусственного происхождения. В зависимости от вида бытовых отходов различаются и способы их утилизации и переработки. Самым распространенным на сегодняшний день и один из самых старых – это способ, при котором производиться сбор и захоронение твердых бытовых отходов на специально предназначенных для этого полигонах.

Очень важно, чтобы до погружения ТБО в землю, на специально построенных полигонах, их обязательно прессовали. Это не только снижает объем материала, но и удаляет воду, на некоторое время, стабилизируя состояние отходов, т.к. содержащейся в спрессованном материале влаги недостаточно для активной деятельности микроорганизмов. Доступ кислорода в плотную массу тоже затруднен, и если при этом создать условия для «не поступления» влаги извне, стабилизация полигона может быть значительно продлена. Естественно, опасные отходы должны быть отсортированы и захоронены на специальном полигоне для токсичных отходов.

Следующим способом, немного уступающим первому способу по распространенности, но намного превосходящий его по экономическим и экологическим положительным характеристикам, является повторное использование твердых бытовых отходов, то есть вторичная переработка материала с целью получения сырья. Сегодня вторичной переработки может подвергаться довольно большая группа бытовых отходов.  Основными ее представителями являются макулатура, и картонно-бумажные бытовые отходы. После нескольких видов сортировки, дополнительного измельчения происходит специальный технологический процесс, направленный на получение нормальной бумаги и картона из бытовых отходов. Применение этого производства позволяет значительно уменьшить количество вырубаемых для целлюлозной промышленности деревьев. Все это благотворн6о действует на окружающую среду, а также удешевляет стоимость конечной продукции. Другим видом бытовых отходов, являются алюминиевые банки. Благодаря тому, что их собирают в специальных контейнерах, а затем спрессовывают, облегчается их дальнейшая переработка, что уменьшает количество добываемой алюминиевой руды, и уменьшает стоимость конечного продукта, то есть других алюминиевых банок. В связи со значительным увеличением количества различных пластиковых отходов, встал вопрос о необходимости использования данного вида сырья в промышленности.

Такой подход значительно снижает затраты на электроэнергию при производстве изделий из пластика. Так же одним из видов бытовых отходов, подвергающихся вторичной переработке, являются различные стеклянные бытовые отходы. Их можно применять, как повторно в стеклодувной промышленности, в измельченном виде, либо в других отраслях промышленности, давая им вторую жизнь, а также сберегая экологию и финансовые средства.

Наиболее щадящим экологическую обстановку, является набирающий все большую популярность в развитых странах, метод биологической переработки. Большим минусом, ограничивающим его широкое внедрение, является тот факт, что данным методом могут перерабатываться только лишь органические соединения, да и то не всех химических групп. Ведется постоянный поиск микроорганизмов способных разлагать все новые классы органических соединений.

Компостирование – это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического – прежде всего растительного – происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а также неразделенного потока ТБО.

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 технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места, и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования.

Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Компостирование, применяемое в России на 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 собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение.

Мусоросжигание – это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы и дополнительно его измельчить. Для того, чтобы уменьшить вредные выбросы из отходов, также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации.

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.

Экологические воздействия МСЗ в основном связаны с загрязнением воздуха, в первую очередь – мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота, фуранами и диоксинами. 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 хранилища с контролем и очисткой стоков.

В России эксплуатируется два типа мусороперерабатывающих заводов: одни производят компост из мусора, а другие его сжигают. Первые производят компост, который сильно загрязнен тяжелыми металлами, а очистка от них чрезвычайно дорого. Что касается мусоросжигательных заводов, то они небезопасны в экологическом плане: имеют высокотоксичные газообразные выбросы и зольный остаток. А качество пара столь низко, что использование его для городских нужд - проблематично.

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 промышленности и сельском хозяйстве брикетирование используют для прессования и упаковки гомогенных материалов, например, хлопка, сена, бумажного сырья и т. д. При работе с такими материалами технология довольно стандартна и проста, так как эти материалы однородны по составу, размеру и форме. При работе с ними осложнения возникают редко.

Существенным плюсом метода брикетирования является способ уменьшения количества мусора, подлежащего брикетированию, путем предварительной отсортировки твердых бытовых отходов. Отсортировываются полезные фракции, вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, стекло, металл черный и цветной). Тем самым в народное хозяйство поступают дополнительные ресурсы.

Основные затруднения возникают в процессе брикетирования коммунальных отходов из-за того, что эти отходы не гомогенны, и их состав нельзя предугадать. Усредненные характеристики и свойства этих отходов могут быть неодинаковы не только в различных районах страны, но и в различных частях одного и того же города. Состав отходов меняется также в зависимости от сезона года.

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.

Пиролиз – декомпозиция органических веществ при нагревании в отсутствии кислорода. В результате пиролиза происходит образование синтез-газа и твердых углеродных остатков. Состав каждой из фаз определяется параметрами процесса (температура, скорость нагрева, давление и время пребывания в реакторе). Сырье направляется в процесс либо непрерывно, либо порциями (в периодическом режиме).

Применение пиролиза для переработки различных отходов позволяет рекуперировать как материалы, так и энергию. Эффективная пиролизная система используется для утилизации твердых бытовых отходов (ТБО), полимерных отходов, старых автопокрышек, органических и медицинских отходов, отходов электроники, канализационного ила и т.д. В пиролизной системе, построенной по модульному принципу, отходы термически разлагаются во вращающейся печи, используя непрямой источник тепла при температурах порядка 400-600 градусов в отсутствие внешнего снабжения кислорода/воздуха. Летучая фракция сырья термически разлагается образуя синтез газ, энергия которого затем используется в котле-утилизаторе, производя пар, далее используемый турбиной. Отходящие газы очищаются в системе газовой очистки.

Пиролизная установка производит электричество, пар и горячую воду. В случае некоторых видов сырья таких как пластики, пиролизный газ может конденсироваться, давая выход маслу, которое используется как печное/котельное топливо или топливо для дизельных генераторов.

По сравнению с мусоросжигательными заводами пиролиз обладает рядом преимуществ, таких как: продукты сгорания, ассоциированные с сжиганием отходов не образуются, зола нетоксична, сточные воды из системы газоочистки не производятся, не окисленные металлы после процесса, переработка высококалорийных отходов и т.д. 
Заключение

Удаление твердых бытовых отходов с урбанизированных территорий является элементом жизнеобеспечения, важной экологической проблемой создания условий устойчивого развития городов.

Основным способом утилизации отходов в России в силу сложной экономической ситуации остается захоронение ТБО на полигонах. Однако, возникает необходимость ориентации на возможно более полную переработку отходов, так как ТБО, с одной стороны, ведут к серьезному загрязнению городов, а, с другой, содержат ценные компоненты и являются потенциальным энергетическим источником.

Утилизация твердых бытовых отходов - насущная проблема современности, нерешенность которой может привести к глобальной экологической катастрофе. Устойчивое развитие, как новый тип эколого-экономического роста, к которому стремятся все промышленно развитые страны, подразумевает такое удовлетворение потребностей общества, которое не ставит под угрозу возможность будущих поколений удовлетворять свои потребности, поэтому утилизация отходов - один из важнейших вопросов дальнейшего мирового развития. 
Список литературы

1. http://www.dissercat.com/content/effektivnost-utilizatsii-tverdykh-bytovykh-otkhodov#ixzz3Eux70xjJ
2. http://www.metalspace.ru/education-career/osnovy-metallurgii/tbo/923-tverdye-bytovye-otkhody.html
3. http://istok-tbo.ru/klassifikatsiya-otkhodov
4. http://litirus.ru/ekologiya/upravlenie-sistemoy-sbora-utilizatsii-i-pererabotki-tverdyih-byitovyih-othodov.html
5. http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,89677/Itemid,118/
6. http://www.splainex.com/waste_tyres_recycling_ru.htm