Переработка и утилизация отходов производства и потребления

Одной из главнейших задач инженерной защиты окружаю­щей природной среды являет­ся переработка и утилизация отходов производства и потребления. На урбанизированных территориях размещение отходов стоит на первом месте по своей значимости среди экологических проблем, которые рег­ламентируются законом Российской Федерации об охране окружающей природной среды.

В отечественной и мировой практике наибольшее распро­странение получили следующие методы переработки твер­дых бытовых отходов (ТБО):

• строительство полигонов для захоронения и частичной переработки отходов;

• сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;

• компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

• ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.);

• предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

• пиролиз (нагрев без доступа кислорода) ТБО при температуре от 450 до 1050 °С и более.

На нынешней стадии развитии производства, которое в целом характеризуется огромным накоплением отходов, наи­более приемлемым методом следует признать строительст­во природоохранных сооружений - полигонов для органи­зованного хранения и обезвреживания отходов. Для полигонов, как правило, выбирается ложбина с не пропускающим воду глинистым днищем, расположенная в стороне от населенных пунктов. Высота та­ких полигонов до 60 м, формируются они путём послойного загружения бульдозерами. Мусор обезвреживается химикатами, прессуется тяжелыми катками. При определенных условиях (сла­бая токсичность) совместно с ТБО могут складироваться и промышленные отходы. Для отвода фильтратов прокладываются бетонные трубы. Фильтраты собираются в стоки и направляются на станции очистки для обеззараживания. Осуществляется гидроизоляция по­лигонов для исключения попадания загрязнителей в подзем­ные воды. После переполнения полигоны консервируют и засыпают плодородной почвой для лесопосадки.

Одним из перспективных методов, переработки пищевых ТБО является их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Переработка ТБО компостировани­ем осуществляйся на специальных мусороперерабатывающих заводах, а при наличии вблизи города свободных терри­торий применяют полевое компостирование ТБО в откры­тых штабелях. Уже через 5…10 суток температура, компостируемого материала в штабелях повышается до 60…70 °С, затем падает и через 3…4 месяца достигает 30…35 °С. Компост используют в сельском хозяйстве в качестве удобре­ния, а некомпостируемые БО в специальных печах термиче­ски разлагают и превращают в разные ценные продукты, на­пример, в смолу, пирокарбон и др.

Другой метод переработки ТБО - сжигание их в мусоросжигающих заводах (МСЗ) - в России мало распространен. Работает всего несколько заводов (Москва-3, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.) с одностадийной переработкой – спекание отходов при температуре 800…850°С. Вторая стадия – газовой очистки – отсутствует, поэтому в золе, 23 кг которой остается после сжигания 1 м³ ТБО, отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более), а в атмосферу выбрасывается 3 кг вредных ингредиентов (пыль, сажа, газы).

На ряде зарубежных МСЗ реализуется более экологичная двухстадийная очистка отходящих газов. До сжигания в обязательном порядке производится предварительная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и шлаках.

В настоящее время в Германии действуют более 400 МСЗ, во Франции – более 300. И тем не менее, диоксиновая опасность остается основной экологической проблемой при сжигании отходов. Необходимы кардинальная модернизация МСЗ,новые подходы к очистке выбросов, сбросов и утилизации шлако-зольных смесей.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре более 1000 °С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязне­ние окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу - это доменная печь.

К новейшим отечественным разработкам относится тех­нология комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Технология предусматривает предва­рительную механизированную сортировку ТБО и термообработку мусора при температуре до 1000°С. Обогащенныешлаки перерабатываются в камни строительного назначения, предусматривается двухстадийная современная газоочистка. Завод с данной технологией дает всего 15 % отходов.

Во многих странах мусорошлак используют в качестве строительного материала. Напри­мер, в Дании его давно применяют при прокладке дорог вместо гравия, щебенки, песка. Во многих странах из мусоршлака выпускают керамическую плит­ку, кирпич, наполнители для стеновых блоков.

С 2000 года в США за счет сжигания бытовых от­ходов на мусоросжигательных заводах экономят до 40 % топлива, используемого на коммунальные нужды.

Основным направлением ликвидации и переработки твердых промышленных отходов (ТПО) является захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза, и складирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.).

Вопросы размещения промышленных отходов регулиру­ются Законом РФ «Об отходах производства и потребления» от 24 июня 1998 г. Место для размещения каждого вида от­ходов осуществляется на основе специальных исследований и только при наличии положительного заключения государ­ственной экологической экспертизы. Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов и других ценных, веществ, а также токсичные отходы.

Токсичные твердые промышленные отходы обезврежи­вают на специальных полигонах и сооружениях. Для пре­дотвращения Загрязнения почв и подземных вод отходы под­вергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимерными вяжущими средствами и т.д.

Выбор земельных участков для захоронения ТПО произ­водится с соблюдением «Санитарных правил о порядке на­копления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов» и СНиП 2.01.28-85 «По­лигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных про­мышленных отходов». Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны курортов, в зоне пита­ния подземных источников питьевой воды, в зонах активно­го карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин. В слу­чае особо токсичных промышленных отходов их захороне­ние производят на специальных полигонах в котлованах глу­биной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетон­ных емкостях.

В стратегическом плане, по мнению ученых, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляюших технологий (РВТ), обес­печивающих минимизацию промышленных выбросов и выхода отхо­дов за счет их геохимической, физико-химической и биотех­нологической обработки.

Другое важнейшее направление в ликвидации и переработке ТПО - рециркуляция отходов других отраслей.

Практически вое виды ТПО являются ценным сырьем и могут быть повторно использованы в различных целях, Как показывают расчеты, уже сейчас, на нынешнем уровне разви­тия техники, возможно повторно использовать более 60 % об­разующихся отходов. Тем самым утилизируется и химически прочно связывается огромное количество загрязняющих окружающую среду ТПО, освобождаются ценные земельные уча­стки, отчуждаемые под отвалы и шламохранилища, и сокра­щаются объемы добычи дефицитных природных ресурсов.