Переработка твердых бытовых отходов
ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
План:
1.Вступление………………………………………………
2. Что такое ТБО ?…………………………………………….….стр.5
2.1 Проблемы мусорной свалки……………………………..…стр.6
2.2 Мегаватты
из отходов………………………………….……стр.
2.3.Безотходная
переработка отходов………………………..
2.4 Диоксины и фураны………………………………………….стр.10
2.5 Ситуация в
России и Москве………………………………..
2.6 Дешевый завод
для крупного города ………………………
3.Технологии
Переработки……………………………………….
3.1 Cжигание и
пиролиз ТБО…………………………………….стр.
3.2 Действующие
схемы переработки,и
3.3 Работа с
максимальной пользой!………………………
4.Cписок использованной литературы……………………….…стр.22
1.Вступление.
НЕ ПРЕВРАТИТЬ ПЛАНЕТУ В СВАЛКУ?
На городских
свалках даже среднего города
ежегодно скапливаются сотни
тысяч тонн бытовых отходов.
Разлагаясь, они отравляют воздух,
почву, подземные воды и
Во всем
мире переработка и утилизация
бытовых отходов становятся
Среди методов
ликвидации отходов в настоящее
время первое место принадлежит
полигонам твердых бытовых
По результатам работ различных авторов, исследовавших все аспекты размещения ТБО на полигонах, отмечается не только сильное поверхностное загрязнение почв на больших территориях, но и подземных вод и грунтов до глубин более 20 м. При этом установлено, что воды фильтратов являются также источником загрязнения поверхностных вод по: Fe, Ba, Cr, P, Ti, Ni, нитратам, аммонию, Cl от 2 до 100 ПДК. Кроме того, в состав загрязняющих компонентов при многократном превышении ПДК входят: Co, W, Mo, V, Zr, Pb, Bi, Zn, Li, Sr и т. д. Воды эти токсичны для живых организмов.
Вблизи полигона
ТБО располагаются и
Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза – метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т. е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.
Вторым направлением
утилизации ТБО является переработка
в органическое удобрение (компост).
Из известных методов переработки
(с продувкой воздуха в
Трудность осуществления
данного метода состоит в необходимости
сложной сортировки и предварительной
переработки ТБО, т. к. в России отсутствует
система целевого сбора отсортированного
и незагрязненного вторичного сырья
у населения, что влечет за собой
необходимость строительства
К сожалению, из-за низкой экологической культуры населения в бытовые отходы попадают краски, батарейки, люминисцентные лампы и многое другое, что может привести к перенасыщению компоста тяжелыми металлами и вредными компонентами.
В связи с этим в работе предлагается метод безотходной утилизации ТБО. Суть предлагаемого решения сводится к проведению ряда технологических стадий переработки органических отходов в зависимости от агрегатного состояния. Твердые органические отходы в смеси с окисью кальция переводятся в карбид кальция. Жидкие и газообразные отходы превращаются в синтетические нефтепродукты путем пропускания их через карбид кальция в сверхкритических для ацетилена условиях T>=500°C и P>=0,2 МПа и последующей конденсацией и сепарацией полученных продуктов.
Новизна этого
решения состоит в
Ожидаемые научные
результаты сводятся к существенной
корректировке наших знаний о
гидролизе ионных карбидов. Принято
считать, что при взаимодействии
карбида кальция с водой
Но и карбид
кальция в присутствии воды
существовать не может.
CaC2 + H2O > CaO + CH4 (газ)
CaC2 + H2O > CaO + CH3 (
CaC2 + H2O > CaO + CH2 (нефть)
CaC2 + H2O > CaO + CH (графит)
2.Что такое ТБО?
Экологическую
обстановку в городах с высокой
плотностью населения независимо от
того, есть в них вредные производства
или нет, во многом определяет состояние
системы санитарной очистки от непромышленных
отходов. К ним относятся главным
образом твердые бытовые
Существуют рассчитанные на год нормы накопления бытовых отходов на одного человека, на одно место в гостинице, на квадратный метр торговой площади магазина и т. д. В крупных городах на нормы накопления мусора, как правило, влияют уровень развития легкой и пищевой промышленности, индустрии упаковочных материалов, климатическая зона и, конечно же, менталитет и благосостояние населения. В промышленных городах центральной части России норма отходов на душу населения оценивается сейчас в 225-250 килограммов в год. Для сравнения: в развитых европейских странах, таких, как Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Швеция, Швейцария, Япония, этот показатель уже в 1995-1996 годах достиг 340-440 килограммов, в Австрии и Финляндии - свыше 620, а в США превысил 720 килограммов на одного человека в год.
Постоянные компоненты бытовых отходов, обычно попадающие в дворовые контейнеры, - бумага, картон, пищевые остатки, текстиль, древесина, листва, черный и цветной металл, кости, стекло, кожа, резина, камни, керамика, полимерные материалы. Зачастую туда же выбрасываются крупногабаритные отходы: строительный мусор, отслужившая свой век мебель, бытовая техника и другие. Многие отходы токсичны. Только одна "пальчиковая" батарейка заражает солями тяжелых металлов и химикатами 20 кубометров мусора, а с разбитыми термометрами и ртутьсодержащими приборами на свалки ежегодно попадает большое количество ртути, во Франции эта цифра подсчитана - 5 тонн.
| Доля полимерных материалов в бытовых отходах за последние 30 лет резко возросла во всех развитых странах. В Японии и Италии она составляет сейчас 10-15%, в Москве - 6%. |
Последние
20-25 лет при более или менее
постоянном составе всех
2.1 Проблемы мусорной свалки
Самый распространенный до последнего времени способ борьбы с бытовыми отходами в городах - вывоз их на свалки - не решает проблему, а, прямо скажем, усугубляет ее. Свалки - это не только эпидемиологическая опасность, они неизбежно становятся мощным источником биологического загрязнения. Происходит это из-за того, что анаэробное (без доступа воздуха) разложение органических отходов сопровождается образованием взрывоопасного биогаза, который может представлять угрозу для человека, вредно воздействует на растительность, отравляет воду и воздух. Более того, главный компонент биогаза - метан - признан одним из виновников возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слоя атмосферы и прочих бед глобального характера. В общей сложности из отходов в окружающую среду попадает более ста токсичных веществ. Нередко свалки горят, выбрасывая в атмосферу ядовитый дым.
Под полигоны для мусора на десятки лет отчуждаются громадные территории, их, безусловно, можно было бы использовать с большей пользой. И, наконец, чтобы обустроить полигон и содержать его на уровне современных экологических требований, нужны большие средства. Очень дорого обходится рекультивация закрытых (уже не действующих) полигонов. Это целый комплекс мер, цель которых - остановить вредное воздействие свалок на окружающую среду, в том числе на почву и подземные воды. Рекультивация всего лишь одного гектара мусорного полигона обходится сегодня в 6 миллионов рублей. Велики и транспортные расходы на перевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко от города.
2.2 Мегаватты из отходов
В экономически развитых странах все меньше бытовых отходов вывозится на свалки и все больше перерабатывается промышленными способами. Самый эффективный из них - термический. Он позволяет почти в 10 раз снизить объем отходов, вывозимых на свалки, причем несгоревший остаток уже не содержит органических веществ, вызывающих гниение, самопроизвольное возгорание и опасность эпидемий.
| д.з. - действующие заводы; с.з. - строящиеся заводы; п.з. - планируемые заводы. 1- Берлин; 2 - Гамбург; 3 - Киль; 4 - Бремен; 5 - Эссен; 6 - Дюссельдорф; 7 - Бонн; 8 - Аахен; 9 - Франкфурт; 10 - Гейдельберг; 11 - Штутгарт; 12 - Нюрнберг; 13 - Мюнхен. Все действующие мусоросжигательные заводы Германии расположены на территории бывшей ФРГ. В ГДР, как и в других странах социалистического лагеря, мусор в основном вывозили на свалки. |
Сейчас зарубежные
специалисты делают ставку на мусоросжигательные
установки, которые не только сжигают
отходы, но и перерабатывают выделяемое
при этом тепло в энергию. Тем
не менее в большинстве стран
выработка и утилизация тепловой
и электрической энергии
Специалисты считают, что уже в ближайшее время сжигание с выработкой электрической и тепловой энергии будет основным способом переработки отходов. В будущем мусоросжигательные энергетические установки, скорее всего, войдут в интегрированную систему управления отходами вместе с предприятиями по утилизации и вторичному использованию некоторых материалов (стекла, металла, бумаги и т. д.). В этой области первыми добиваются успехов те страны, где остро ощущается "дефицит территории" и введены ограничения на захоронение определенных видов отходов. Еще в 1990 году в Японии сжигалось 74% отходов, в Швейцарии - 77%, в Дании - 54%. В прошлом году в Германии работало 57 мусоросжигательных заводов, в Великобритании - 23, а к концу века планируется ввести в строй еще 22. В США количество отходов, сжигаемых в установках с выработкой энергии, должно увеличиться с 30 миллионов тонн в 1990 году до 70 миллионов тонн в 2000-м.
2.3.Безотходная переработка отходов
Сейчас в мировой практике применяется больше десятка технологий сжигания бытовых отходов. По оценке Всероссийского теплотехнического института (ВТИ), вырабатываемая при их реализации тепловая энергия наиболее эффективно используется в трех случаях: при сжигании твердых отходов на колосниковых решетках, в топке с псевдоожиженным (кипящим) слоем и по технологии, называемой "Пиролиз - высокотемпературное сжигание".
Сжигание на колосниках в слоевой топке считается самой распространенной технологией. По этому методу работают большинство зарубежных мусоросжигательных заводов и все, построенные до настоящего времени в России. Сжигание отходов в топках с псевдоожиженным слоем широко распространено в Японии. В Европе таких заводов только два - в Испании и Германии, строительство еще двух ведется во Франции и в России (Москва). В США работает завод по сжиганию отходов в циркулирующем псевдоожиженном слое. К сожалению, обе эти технологии не решают проблему утилизации и обезвреживания твердых остатков - шлака и особенно летучей золы, которая улавливается системой газоочистки. Но если шлак можно использовать, например на засыпке оврагов или в строительстве (см. "Наука и жизнь" № 5, 1996 г.), то золу приходится захоранивать на специально оборудованных полигонах, поскольку она адсорбирует тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Есть и другие пути переработки твердых остатков, но все они требуют дополнительных материальных затрат.
| На диаграмме показана энергетическая эффективность одиннадцати применяемых в США технологий переработки бытовых отходов. Наибольшим энергетическим эффектом обладают комбинированные методы с применением установок по утилизации материалов и сжиганию или непосредственное сжигание неподготовленных отходов с выработкой тепловой и электрической энергии, а наименьшим - компостирование с захоронением неорганических остатков: 1 - утилизация плюс сжигание; 2 - сжигание неподготовленных отходов; 3 - утилизация материалов с раздельным сбором плюс сжигание; 4 -непосредственное сжигание топлива, полученного из отходов; 5 - утилизация материалов с раздельным сбором плюс сжигание топлива, полученного из отходов; 6 - утилизация отходов с раздельным сбором плюс сжигание плюс компостирование; 7 - утилизация материалов с раздельным сбором плюс захоронение; 8 - захоронение со сбором газа; 9 - подготовка топлива, полученного из отходов, плюс компостирование; 10 - утилизация материалов с раздельным сбором плюс захоронение плюс компостирование; 11 - компостирование отходов плюс захоронение. |
Обезвредить
золу и шлак позволяют
Первый крупномасштабный завод, работающий по данной технологии, построен в городе Вюрте (Германия). Новый метод сочетает в себе низкотемпературный пиролиз (обработку отходов без доступа кислорода) и последующее их сжигание при высокой температуре. Сейчас на заводе идут промышленные испытания. После начала эксплуатации он сможет принимать 100000 тонн бытовых отходов в год.
Комбинированная технология фирмы "Сименс" выгодно отличается от прочих тем, что, во-первых, из бытовых отходов получают материалы, пригодные для использования практически без дальнейшей обработки. Во-вторых, выходящие из установки газы по степени очистки отвечают самым строгим требованиям, более того, зачастую содержание в них вредных веществ гораздо ниже установленных пределов. Наконец, метод дает возможность использовать выделяемое при сжигании отходов тепло для производства электроэнергии и централизованного теплоснабжения или направлять его на технологические нужды.
2.4 Диоксины и фураны
Сжигание полимерных
материалов, содержащих хлор, неизбежно
сопровождается появлением в дымовых
газах хлорсодержащих токсичных
компонентов - диоксинов и фуранов.
Так называют большую группу веществ,
основу молекул которых составляют
два шестичленных углеродных кольца.
В органической химии известно 210
подобных соединений. Если в них
нет атомов хлора, то эти вещества
токсичны не больше, чем, например, бензин,
однако при замещении в кольцах
атомов водорода на атомы хлора образуются
опасные для природы и человека
диоксины и фураны - всего около 20
соединений разной степени токсичности.
Они привлекают внимание экологов и
специалистов на протяжении двух последних
десятилетий, особенно после взрыва
на химическом предприятии в городе
Севезо в Италии. Тогда облако, содержащее
в больших концентрациях
Источники диоксинов
и фуранов - не только аварийные ситуации
на предприятиях химической промышленности.
Эти ядовитые вещества образуются в
обычных условиях при сжигании древесины,
отходов, дизельного топлива, при выплавке
меди, производстве целлюлозы, в цементных
печах и других (особенно химических)
производствах. Все это - контролируемые
выбросы диоксинов, но существуют и
более мощные неконтролируемые источники,
главным образом горящие
2.5 Ситуация в России и Москве
По сравнению
с Западной Европой утилизация отходов
в России имеет ряд особенностей.
Главные из них - суровый климат и
сбор всех отходов в общий контейнер
без предварительной
Для строительства новых заводов нужны большие материальные средства, а переработка отходов на тех, что есть, экономически невыгодна из-за устаревшей технологии. Первое обстоятельство связано с тем, что нет отечественного оборудования, а закупать его за рубежом очень дорого, второе - с неэффективным использованием тепловой энергии и невысокой теплотворной способностью самих отходов, хотя их приравнивают к низкокалорийным топливам, таким, как сланцы или торф.
Проблема избавления от мусора стоит наиболее остро в крупных городах, особенно в Москве. Население столицы приближается к 9 миллионам человек, а вместе с приезжими превышает 10 миллионов. Каждый год Москва выбрасывает около 10 миллионов кубометров мусора (бытовых отходов, осадков водопроводной, канализационной сети и ливневоочистных сооружений). Большая их часть добавляется к накопившимся за многие годы горам отходов на столичных свалках. Вокруг Москвы их свыше двухсот. Самые большие по площади - Тимохово, Хметьево, Саларьево, Щербинка. Кроме санкционированных часто образуется множество так называемых самовольных свалок. Кучи мусора можно встретить в поймах рек, в лесах и вокруг дачных участков. В Московской области свалки занимают свыше 800 гектаров.
Переработка бытовых
отходов в столице многократно
усложняется из-за высокой плотности
населения - более 3 тысяч человек
на квадратный километр. По решению
правительства Москвы эту задачу
в целом решают городские власти,
а сбор и вывоз мусора возложены
на административные округа. В ближайшем
будущем в Москве будут построены
6 мусоропрессовочных станций, несколько
мусоросжигательных заводов, намечено
реконструировать существующие предприятия
и рекультивировать закрытые полигоны.
На юго-востоке столицы, например, всего
в нескольких километрах от кольцевой
дороги, на промышленной площадке "Руднево"
строится новый завод с тремя
технологическими линиями, каждая производительностью
13,5 тонны в час. Отходы здесь будут
сжигаться в псевдоожиженном
вихревом слое. Завод начнет работать
в конце 1998 - начале 1999 года. Примерно
в это же время будет завершена
реконструкция
2.6 Дешевый завод для крупного города
Для большинства
промышленных городов России - Челябинска,
Магнитогорска, Екатеринбурга и
многих других - очень важно, чтобы
строительство
Примером может
служить строящийся мусоросжигательный
завод в Тракторозаводском
Отходы поступают
на переработку без какой-либо предварительной
подготовки. Подъехавшие мусоровозы
проходят через автовесовую и
сразу направляются по эстакаде в
приемное отделение на разгрузку. Приемный
бункер, рассчитанный на трехсуточный
запас отходов, обслуживается двумя
мостовыми грейферными кранами
грузоподъемностью по 10 тонн. С помощью
многочелюстных захватов - грейферов
ТБО перемешиваются и из них удаляются
крупногабаритные предметы. Затем отходы
попадают в топку мусоросжигательного
котла. Для его растопки и стабилизации
горения влажных отходов
Котел-утилизатор и расположенная под ним топка скомпонованы как одно целое. С котлом соединяется первый подъемный газоход. Газы проходят по нему при температуре 850-1000оС в течение 2 секунд. За это время успевают разложиться почти все наиболее токсичные вещества (диоксины и фураны). Далее дымовые газы попадают в циклоны (сепараторы), затем в полусухой абсорбер и роторный фильтр, а оттуда зола и продукты газоочистки поступают в систему золоудаления. Такая многоступенчатая система очистки дымовых газов дает хорошие результаты - концентрация вредных веществ на выходе из дымовой трубы не превышает нормативов зарубежных установок.
Шлак, зола и
продукты газоочистки направляются
в бункеры-накопители, но предварительно
шлак очищается на магнитном сепараторе
от металла. Отделенный металл пакетируется
на прессе и идет во "Вторчермет",
а зола и продукты газоочистки
специальным транспортом
Чтобы достичь
запланированной
График иллюстрирует, как изменялось
соотношение способов переработки
бытовых отходов в США за последние
30-35 лет: если до середины 80-х годов
объем захоронения отходов на
свалках постоянно
Так что же такое мусоросжигательный завод? Дополнительный источник энергии и помощник в решении проблемы санитарной очистки городов от бытовых отходов, как считают энергетики и коммунальщики, или генератор диоксинов, как утверждают оппоненты? А что такое автомобиль? Средство передвижения или главный источник загрязнения атмосферы оксидом углерода и другими вредными веществами? Все зависит от того, в какие руки попадет автомобиль или мусоросжигательный завод, каков уровень компетентности их создателей и обслуживающего персонала и какова серьезность подхода к строительству и эксплуатации объекта. Пока же из двух "зол" между вывозом мусора на свалки и сжиганием его на мусоросжигательных заводах нужно безоговорочно выбирать наименьшее - сжигание.

- Переработка твердых бытовых отходов (2)
- Переработка твёрдых отходов
- Переработка твердых отходов химической промышленности
- Переработка товаров вне таможенной территории
- Переработка шин
- Переработка ягод и плодов
- Переработка ядерных отходов на территории Уральского региона
- Переработка промышленных нефтяных отходов и проблемы связанные с ними
- Переработка промышленных отходов встроительной промышленности
- Переработка радиоактивных отходов. Влияние на человека
- Переработка радиоактивных отходов. Влияние на человека
- Переработка ртутьсодержащих отходов
- Переработка рыбы и рыбопродуктов
- Переработка свинцовых аккумуляторов