 |
Выбор оптимальной технологии переработки ТБО
|
|
|
|
К сожалению, в настоящее время не существует идеального решения, которое позволило бы экономически эффективно и в максимальном объеме переработать ТБО без образования производственных отходов, выбросов вредных веществ в атмосферу и сбросов сточных вод.
Все имеющиеся в настоящее время технологии обладают своими преимуществами и недостатками, так, что при выборе подходящего способа переработки ТБО следует максимально учитывать все существенные параметры.
Сравнение технологий переработки и утилизации твердых бытовых отходов целесообразно проводить на основе сложившейся мировой практики применения так называемых «наилучших доступных технологий» (НДТ).
При этом слово «наилучший» означает – обладающий наилучшим сочетанием показателей экологической безопасности, а доступный – обладающий лучшими показателями ресурсо- и энергосбережения, экономической эффективности и технологической надежности.
При сравнении технологий необходимо учитывать всю совокупность технологических, экономических, и, главное, экологических факторов, принимать во внимание не только капитальные и эксплуатационные затраты, но долговременные последствия для окружающей среды в соответствие с принципами устойчивого развития.
Использование биогаза при анаэробной переработке ТБО серьезно ограничивается наличием вредных примесей. Это требует серьезных затрат на использование систем очистки и значительно снижает экономическую эффективность данной технологии.
Технологии пиролиза и плазменной переработки ТБО, отработанные на экспериментальных и опытно-промышленных установках либо небольших производствах, не имеют необходимой надежности для переработки больших объемов ТБО. Кроме того, метод плазменной переработки является самым энергозатратным и имеет высокие эксплуатационные расходы.
|
|
|
С точки зрения минимизации образования производственных отходов технология сжигания и пиролиза (включая плазменную обработку) имеют заметное преимущество.
При сжигании ТБО концентрация диоксинов в очищенных дымовых газах оказывается значительно ниже предельно допустимых значений, если для их очистки используются современные технологии. Объем отходов сокращается до 5%, а вес – до 25% от начального объема. Таким образом, снижается потребность в площадях для захоронения.
Современные когененерационные установки позволяют утилизировать до 80% запаса энергии в отходах.
Исходя из изложенного можно сделать заключение о том, что технологию сжигания ТБО при температуре от 850 до 1200˚С на мусоросжигательных заводах с выработкой электричества и тепла можно признать наилучшей доступной технологией, которую следует рекомендовать для широкого применения на территории Российской Федерации, причем как для решения проблем утилизации ТБО, так и задач энергосбережения и энергоэффективности. [4]
Применяемые технологии предварительной сортировки и подготовки ТБО к сжиганию
Минимизация количества отходов, направляемых на объекты их переработки и захоронения, решается в мировой практике на основе включения в схему управления операций сортировки ТБО и выделения ресурсов, пригодных для дальнейшего использования. [7]
ВТБО попадает много ценных копмонентов, потенциально пригодных для вторичного использования.
ТБО по морфологическому признаку разделяются на компоненты: бумагу, картон; пищевые отходы; дерево; металл (черный и цветной); текстиль; кости; стекло; кожу, резину; камни; полимерные материалы; прочие (неклассифицируемые фракции); отсев менее 15 мм. По единой методике, принятой Европейскими странами, при необходимости добавляется компонент «садовые отходы».
|
|
|
Для решения возможности о целесообразности использования утильных компонентов ТБО приводят более подробный анализ состава отходов, дифференциируя бумагу на условно чистую (утильную) и загрязненную; металл на изделия из железа и консервные банки; пластмассу на упаковочную и изделия из пластмасс.
Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20…25%весной до 40…45% осенью, что связано с большим потреблением фруктов в рационе питания. Зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева(уличного смета) с 11 до 5 % (для средней зоны). В таблице 1.2. представлены в первой графе усредненный состав ТБО рекомендуемый для технологических расчетов материальных потоков и массовых балансов и во второй колонке усредненный морфологический состав для средней климатической зоны [9],[10].
Таблица1.2- Морфологический состав ТБО
| Копонент | Процентный состав для технологических расчетов | Процентный усредненный состав для средней климатической зоны |
| Пищевые отходы | 35,0 | 35,0-45,0 |
| Бумага, картон | 22,0 | 32,0-35,0 |
| Дерево | 1,5 | 1,0-2,0 |
| Черный металлолом | 4,0 | 3,0-4,0 |
| Цветной металлолом | 0,7(алюминий) | 0,5-1,5 |
| Текстиль | 5,5 | 3,0-5,0 |
| Кости | 1,0 | 1,0-2,0 |
| Стекло | 7,0 | 2,0-3,0 |
| Кожа, резина | 1,5 | 0,5-1,0 |
| Камни | 1,5 | 0,5-1,0 |
| Пластмасса(полимерная пленка) | 2,0(4,0) | 3,0-4,0 |
| Прочее | 14,3(включен отсев) | 1,0-2,0 |
| Отсев (менее 15 мм) | - | 5,0-7,0 |
| общее | - |
В таблице 1.3 приведен фракционный состав ТБО, характерный для жилого сектора города и рекомендованный для технологических расчетов материальных потоков отходов и массовых балансов. Основная масса ТБО приходится на фракцию- 300 мм, выход 75-85%, т.к. значительная часть ТБО, поступающих в контейнер для их сбора затарена в мешки [9].
Таблица 1.3 - Усредненный фракционный состав ТБО
| Компоненты | Фракции, мм | ||
| +200 | -200+80 | -80 | |
| Бумага, картон | 6,6 | 11,4 | 4,0 |
| Пищевые отходы | 0,0 | 9,2 | 25,8 |
| Черные металлы | 1,3 | 2,5 | 0,5 |
| Цветные металлы (алюминий) | 0,0 | 0,7 | |
| Текстиль | 3,3 | 2,0 | 0,2 |
| Стекло | 0,0 | 6,8 | 0,2 |
| Пластмасса (высокой плотности) | 0,15 | 1,6 | 0,25 |
| Полимерная пленка | 1,45 | 2,5 | 0,05 |
| Кожа, резина | 0,05 | 1,45 | 0,0 |
| Дерево | 1,3 | 0,2 | 0,0 |
| Камни, керамика | 0,75 | 0,55 | 0,2 |
| Кости | 0,0 | 0,3 | 0,7 |
| Прочее (включая отсев менее 15 мм) | 1,0 | 5,0 | 8,3 |
| Итого | 15,9 | 44,2 | 39,9 |
В общем случае, назначение сортировки ТБО состоит в выделении тех или иных ценных компонентов ТБО для вторичного использования, а также с целью оптимизации состава отходов для последующих переработки с учетом: гомогенизации способности к горению и ферментации, стабилизации теплотворной способности, снижения содержания вредных и балластных компонентов. [8].
|
|
|
Принципиально возможны три взаимодополняющих друг друга направления сепарации ТБО:
- селективный покомпонентный сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продуктов на специальных сортировочных установках (преимущественно методами ручной сортировки; для извлечения металлов иногда применяется механизированная сепарация);
- селективный пофракционный сбор в местах образования так называемых коммерческих отходов, образующихся в нежилом секторе города (отходы рынков, магазинов, учреждений, школ и др.), с последующим извлечением из них ценных компонентов комбинированными методами ручной и механизированной сортировки (на специальных объектах);
- сортировка в заводских условиях комплексной переработки ТБО (преимущественно механизированная, поскольку ручная сортировка отходов жилого фонда на ленте тихоходного конвейера малоэффективна; в ряде случаев технологическая схема может включать элементы ручной сортировки крупнокусковой фракции ТБО). [7]
Селективный сбор у населения отходов потребления (макулатуры, текстиль, пластмасса, стеклотара, металлы и пр.) практикуется во многих странах, что предотвращает попадание в ТБО ряда ценных компонентов, перерабатываемых или используемых повторно, а также опасных компонентов. Так, проблему попадания в городской мусор некоторых опасных отходов (отработанные люминесцентные лампы, аккумуляторы и др.) можно практически решить только организацией их селективного сбора. Такой ценный компонент, как макулатура, наиболее пригоден для вторичного использования в незагрязненном виде, т.е. целесообразнее не допустить его попадания в многокомпонентную смесь ТБО. [9]
|
|
|
Реализация в европейских городах селективного сбора компонентов ТБО в качестве сырья для вторичного использования основана на организации разъяснительной и информационной работы среди населения (начиная со школьных программ обучения) и использовании специальных контейнеров, устанавливаемых в местах образования отходов. Раздельный сбор отходов часто стимулируется снижением платы за удаление ТБО (оплачивается в основном вывоз неутилизируемой части ТБО). [7]
В российских условиях в ближайшие десятилетия сложно организовать повсеместно селективный сбор отходов потребления у населения. Это объясняется неподготовленностью населения, отсутствием соответствующих бытовых условий и технического обеспечения, большими трудозатратами, отсутствием потребителя для каждого из выделенных отходов и др. Поэтому в российских условиях более предпочтителен не покомпонентный, а пофракционный сбор муниципальных отходов, с направлением обогащенных фракций на специальные комплексы по сортировке и переработке, создание которых не требует больших капиталовложений.
В тоже время актуальна организация пунктов приема вторсырья от населения, а также организация, в порядке эксперимента, контейнерного сбора отдельных компонентов у населения. В итоге одновременно обеспечивается получение ценной, пользующейся спросом, продукции и сокращение количества отходов, направляемых на захоронение или сжигание. [7]
Отметим, что в зависимости от того, поступает ли мусор на сортировку в селективном виде или нет, зависит процент выделяемых полезных фракций. Так, в случае сортировки заранее отобранных видов отходов, выход брикетированного вторсырья может достигать 97% (остальные 3% отправляются на захоронение или уничтожение). При общем мусоропотоке выход полезных фракций составляет всего 15%. [11]
Построение технологической схемы любого производственного процесса определяется составом и свойствами исходного сырья.
В настоящее время разработаны различные варианты разделения ТБО на фракции. С этой целью применяются: грохочение, дробление, магнитная сепарация, электродинамическая сепарация, аэросепарация.
Все эти методы основаны на различиях в физических и химических свойствах фракций (или компонентов) ТБО. [9]
В России на рынке сортировки и переработки ТБО работает значительное количество компаний, в том числе мелких. Сортировка твердых бытовых отходов может осуществляться как неформальными полигонными бригадами (бомжи, работающие на мусорных свалках, обеспечивают переработку до 40-50% привозимого мусора), так и профессиональными игроками, представленными преимущественно мусоросортировочными, мусороперерабатывающими комплексами (заводами).
|
|
|
Основные операции, выполняемые предприятиями данной группы:
-сбор и транспортировка нераздельно собираемых ТБО к месту сортировки;
-сортировка отходов с отбором утильных компонентов;
-прессование утильных компонентов для дальнейшей переработки;
-вывоз неутилизируемой части отходов на захоронение.
Часто сортировка ТБО осуществляется вручную. Сортировочный стол оборудован определенным числом рабочих мест, где операторы отбирают сухие отходы: бумагу, картон, пластмассу, стеклобой, ПЭТ-бутылки.
Финальной продукцией процесса сортировки становится брикетированное вторсырье: макулатура, полиэтилен, ПЭТ бутылки, алюминиевые банки и др., поставляемое промышленным предприятиям для дальнейшего рециклинга, либо компост (биотопливо и органические удобрения). [11]
В развитых европейских странах ТБО рассматривают в качестве сырья для получения тепловой и электрической энергии и используют для получения вторичного продукта с помощью вышеуказанного раздельного сбора и последующей сортировки или путем их переработки на механико-биологических заводах.
Эти два способа утилизации отходов являются равноценными и не являются альтернативными, а дополняют друг друга. Анализ стран с развитыми технологиями сбора и переработки ТБО свидетельствует о том, что, как правило, задействованы одновременно оба метода утилизации ТБО, а предпочтение тому или другому методу отдается в зависимости от местных условий, и финансово-экономических возможностей конкретного региона.
К сожалению, у нас в России эти методы часто противопоставляются друг другу, например, или сжигание или сортировка, а, если сортировка, то неотобранная часть ТБО, так называемые «хвосты», вывозят на свалку. Вместе с тем, как показали опыты ОАО «ВТИ» по исследованию теплоты сгорания отсортированного, подрешетного и надрешетного продукта барабанных сит, часто «хвосты» имеют теплоту сгорания выше, чем исходные ТБО. Это практически высококалорийное топливо и вывозить его на свалку противоречит здравому смыслу. [12]
|
|
|
