Утилизация отходов включает в себя несколько этапов – вывод, сортирование, переработка. Предварительной процедурой должно быть обезвреживание. Оно помогает исключить или снизить опасность некоторых видов отходов до разрешенного уровня. Существует несколько методов обезвреживания, выбор подходящего способа определяется материалом, характеристиками и уровнем отрицательного влияния на природу и человека.
Утилизация и обезвреживание – в чем разница
Росприродназдор объяснил, в чем разница между утилизацией и обезвреживанием отходов. Под утилизацией понимают повторное использование. Используются следующие виды повторного применения:
- рециклизация – это переработка вторсырья, в результате которого материал на 100% возвращается в производство;
- регенерация – повторное использование;
- рекуперация – извлечение полезных элементов из мусора с целью их дальнейшего применения.
Под определением «обезвреживание отходов» понимают удаление или уменьшение вредного влияния на человека. Обезвреженные останки можно использовать в дальнейшем производстве. Это позволяет сэкономить финансовые ресурсы и очистить мусорные свалки.
Существуют различные методы обезвреживания отходов. Выбор способа зависит от физических и химических свойств, состава, уровня негативного влияния на экологическую систему.
Сжигание
Самый используемый и эффективный метод — сжигание. Это термический способ обезвреживания отходов, происходящий в специально оборудованных печах на мусоросжигательных заводах. Если процесс происходит без огня, его называют термальным разложением. Температуры горения могут достигать 1200 градусов Цельсия.
Преимущества обезвреживания отходов термическим способом:
- подходит практически для любого вида бытовых и промышленных отходов;
- в процессе горения происходит нейтрализация токсичных веществ;
- появляется тепловая энергия, которую можно использовать для получения электроэнергии, теплоснабжения и в других процессах;
- выделяющиеся газы очищаются и перестают быть опасными для экологии;
- уменьшение объема до 97%.
Важнейший недостаток сжигания отходов – это загрязнение атмосферы продуктами горения. Для решения проблемы используется многоступенчатая очистка.
Нейтрализация
Процесс нейтрализации применяется к отходам, содержащим токсичные вещества (кислоты, щелочные растворы). При нейтрализации происходит химическая реакция, в результате которой выделяется теплота и образуются соли.
Повторно вещества не используются. Осветленная жидкость, которую проверяют индикаторами на отсутствие загрязнения, сливается в канализацию. Соли просушиваются и помещаются в места хранения.
Захоронение
Захоронением называется изоляция опасных отходов, не подлежащих дальнейшему использованию тбо в хранилищах или на полигонах. Метод захоронения относится к токсичным материалам и отходам, которые нельзя утилизировать или использовать повторно. Осуществляется захоронение на специальных полигонах, которые должны соответствовать обязательным условиям:
- располагаться полигоны должны на удалении от населенных пунктов, сельских хозяйств, мест отдыха граждан;
- должны находиться с подветренной стороны по отношению к местам жительства населения;
- по периметру должно находиться ограждение, кольцевой канал или обвал;
- подъем грунтовых вод должен быть ограничен глубиной 2 метра от нижнего уровня захоронений.
Ядовитые отходы разрешено захоранивать только на специальных полигонах. Также захоронению не подвергаются отходы 1 и 2 класса опасности (ртутные градусники, аккумуляторы, лампы накаливания). Они утилизируются специальными способами.
Пиролиз
Разложение под воздействием высокой температуры на безопасные вещества – это пиролиз. В результате пиролиза образуются:
- пирогаз – вещество в газообразной фазе, которое может использоваться в промышленности;
- пиролизное масло, вода – используются в качестве печного топлива;
- пирокарбон – используется в металлургии в качестве заменителя угля.
Пиролиз – это один из самых экономичных и безопасных способов обезвреживания мусора.
Очистка электрическим током
Обезвреживание твердых бытовых отходов осуществляется физико-химическими способами. Электрический ток помогает обезвредить загрязненные ТБО с большим содержанием воды.
Под действием высокочастотных токов начинаются физические и химические реакции, в результате которых происходит расщепление либо переход в невредную стадию токсичных веществ. Для усиления реакции могут использоваться реагенты.
Химические методы
Для группы отходов в жидкой и газообразной форме применяются химические методы. К ним относятся ионный обмен, окислительно-восстановительные процессы, реакции замещения. В результате ядовитые элементы преобразуются в другие простые соединения и приобретают новые качества, становясь менее опасными. Для ограничения негативного воздействия может использоваться технология иммобилизации с применением составов, образующих гели.
Рециркуляция
Некоторые из видов мусора можно повторно использовать. Примеры:
- органические растворители – потребуются при производстве лакокрасочных изделий;
- получение свинца из аккумуляторов и повторное использование;
- измельчение автомобильных покрышек и использование полученной крошки в строительстве и дорожно-ремонтных работах;
- вторичное применение пластика;
- шламы после прохождения центрифуги разделяются на нефть, грунт и воду, которые можно использовать;
- переработка биоорганических отходов питания, добавление в корм для животных.
Повторное использование отходов благополучно влияет на окружающую среду.
Размещение
Процесс размещения отходов – это один из важнейших этапов, направленных на обезвреживание. Объекты, занимающиеся обезвреживанием и утилизацией, должны проходить экологическую государственную экспертизу и получать разрешающую лицензию.
Система обращения с отходами включает сбор отходов, их удаление с территории поселения (транспортировку к местам обезвреживания), обезвреживание, складирование или захоронение
Существует несколько схем сбора и вывоза ТБО с территории жилой застройки:
— с использованием несменяемых контейнеров. По этой схеме после выгрузки отходов из контейнера в мусоровоз его устанавливают на прежнее место.Контейнеры закреплены за домовладениями, и их ремонт и регулярное мытье являются обязанностью жилищноэксплуатационных предприятий.
— с использованием сменяемых контейнеров. Контейнер выгружается с платформы мусоровоза, а на его место устанавливается заполненный контейнер с контейнерной площадки. Заполненные контейнеры вывозят для разгрузки на предприятия по обезвреживанию ТБО.
-бесконтейнерная, или планово-поквартирная схема. Спецавтотранспорт прибывает точно в назначенное время, к которому жильцы должны вынести квартирные мусоросборники и погрузить отходы в мусоровоз.
К более прогрессивным методам удаления ТБО относятся:
1. Механические методы (подъём ТБО из шахты мусоросборника в контейнерах, подача ТБО в мусоровоз шнеками и транспортёрами).
2. Пневмотранспортировка. Система пневмотранспортировки состоит из вентиляционных камер, расположенных в зданиях под мусоропроводами, всасывающих труб для присоединения вентиляционных камер с периодически открывающимися шиберами, магистральных транспортных труб, бункера для сбора отбросов, машинного отделения с вакуум-турбинами, обеспыливающего фильтра.
3. Гидротранспортировка.
4. Мусоросжигательные установки в подвале здания. Сжигание производится по определённому графику. Для очистки газов применяется скрубберы. При сжигании объём отходов уменьшается до 7% от первоначального объёма. После сжигания отходы попадают в зольник, который опорожняется один раз в несколько дней.
Методы обезвреживания и переработки ТБО:
— ликвидационные
— утилизационные
Основными методами обезвреживания ТБО являются депонирование на полигонах (ликвидационный механический), компостирование в полевых условиях с получением органического субстрата для удобрения полей, биотермическая переработка на индустриальных предприятиях с получением компоста или биотоплива (утилизационный биологический), а также мусоросжигание (ликвидационный термический).
Наиболее распространенным методом обезвреживания бытовых отходов в настоящее время является захоронение на полигонах ТБО.
Полигоны ТБО — специальные инженерные сооружения природоохранного назначения, предназначенные для изоляции и обезвреживания ТБО. Обезвреживание отходов на полигонах ТБО происходит в результате биохимических процессов, в основном термофильной микрофлоры, развивающихся в теле полигона. В процессе обезвреживания участвуют и все остальные представители биоценоза полигона: грибы, водоросли, черви и пр. В атмосферном воздухе в расположении полигона обнаруживаются различные бактерии, грибы, актиномицеты в высоких концентрациях; в теле полигона постоянно образуются и выделяются в атмосферный воздух метан, оксид углерода, фенолы, аммиак, сероводород, толуол, ксилол и другие органические соединения, смесь которых получила название биогаза. Биогазу присущи все токсические, аллергические и неблагоприятные органолептические свойства его компонентов; кроме того, биогаз взрыво- и пожароопасен.
Эффективной альтернативой полигонам захоронения ТБО является индустриальный способ биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах (МПЗ). Индустриальный способ обеспечивает сбережение земельных ресурсов, использование ряда компонентов (прежде всего металлов) в качестве вторичного сырья, производство из отходов новых целевых продуктов (биотопливо, компост, инертный строительный материал), уменьшает загрязнение почвы и водных объектов.
Сжигание отходов производится на мусоросжигательных установках (МСУ). МСУ могут проектироваться с утилизацией тепла, образующегося при сжигании отходов, для производства электроэнергии. Температурные параметры топок МСУ ограничены 900-1000 °С. При более низких температурах не полностью разлагаются дурно пахнущие газообразные вещества, более высокие приводят к быстрому износу металлических элементов топки. МСУ должны быть оборудованы надежной системой очистки отходящих газов.
Пиролиз – высокотемпературный способ разложения органического вещества без доступа кислорода и без добавления химических реагентов. Товарными продуктами пиролиза являются либо горючий газ, содержащий много метана, либо полимерные смолы сложного химического состава, используемые в химической промышленности. Шлаки, образующиеся в процессе пиролиза, инертны и могут быть утилизированы при строительстве дорог или в промышленности строительных материалов.
Методы обезвреживания ТБО должны отвечать следующим гигиеническим требованиям:
— Обеспечивать надежную обезвреживающее эффект, превращать отходы На безвреден в эпидемическом и санитарном отношении субстрат. В эпидемическом отношении ТБО е чрезвычайно опасными: коли-титр 10-6-10-7, титр анаэробов — 10-5- 10-6, микробное число достигает десятков и сотен миллиардов, содержат патогенные и условно-патогенные бактерии, вирусы, яйца гельминтов . Особенно опасные отходы лечебно-профилактических учреждений, примерно в 10-100 раз больше контаминированные микроорганизмами, по сравнению с бытовыми отходами из жилых домов;
— Эффективно обезвреживать отходы за тот промежуток времени, за который они образовались;
— Предотвращать отложение яиц и развития личинок и куколок мух (Musca domestica) как в отходах во время обезвреживания, так и в полученном результате обезвреживания субстрате;
— Предотвращать доступ грызунов в процессе обезвреживания отходов и превращать отходы в субстрат, неблагоприятный для их жизни и развития;
— Предотвращать загрязнение воздуха летучими продуктами разрушения органических веществ (ТБО содержат до 80% органических веществ, из которых 20-30% в теплый период года легко сгнивают и выделяют при этом плохо пахнущие газы: сероводород, индол, скатол и меркаптаны)
— Не загрязнять поверхностные и подземные воды;
— Использовать их полезные свойства: при сжигании можно получать тепловую энергию, при биотермического переработке — органические удобрения, а пищевые отходы использовать для откорма животных.
Методы обезвреживания ТБО делятся на две группы:
1) Ликвидационные: а) захоронения в грунт; б) сброс в море;
в) сжигание без использования тепла.
2) Утилизационные методы: а) переработка отходов в компост; б) сжигания с использованием тепла (в тепличных хозяйствах) в) выделение металлических частей в качестве вторичного сырья для металлургии; г) выделение бумаги и тряпки для бумажной промышленности. Выбор метода обезвреживания мусора определяется системой сбора и его составом. Так, при содержании органических веществ менее 25% он не пригоден для компостирования, при низкой теплотворной способности сжигать мусор нецелесообразно.
Наиболее рентабельным в настоящее время является метод компостирования. В основе биологической переработки мусора в компост лежит аэробная переработка отходов. В результате деятельности термофильных бактерий происходит повышение температуры внутри отходов до 50-70 ° С, что создает условия для более быстрого разложения органических веществ и отмирание патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. В обычных, естественных условиях полная переработка мусора происходит за 1-1,5 года. Для более быстрого процесса обезвреживания ТБО необходимо использовать дополнительные факторы и новые методы.
Компостирования в штабелях. На специально отведенных полях мусора заключается в штабеля, которые имеют форму трапеции: высота до 2 м, длина до 25 м. Сверху засыпается торфом или землей, или на
2-3 недели закрывается полиэтиленовой пленкой. Площадь территории под компостирования 1,5-2 га на 10 000 тыс. Населения.
Бескамерные обезвреживания с дополнительной аэрацией — это такое же штабелирования, но уже с высотой штабеля 3-4 м. Внутрь штабеля укладываются вентиляционные дрены, через которые происходит усиленная аэрация мусора в результате разницы между температурой воздуха и температурой внутри штабеля. С помощью такого простого приспособления удается сократить продолжительность процесса до 3-4 месяцев.
Биотермическое камеры — это емкости из железа, бетона, объемом от 2 м3 до 20 м3. За счет дополнительной аэрации удается достичь 70 ° С. Срок компостирования сокращается до 60 дней. Однако использование этих камер не получило широкого распространения.
Наибольший интерес в настоящее время вызывает строительство компостных заводов , которые представляют собой целое промышленное предприятие по переработке мусора, твердых отходов. Преимущество этих заводов в том, что процесс переработки заканчивается в течение 5 суток, а в некоторых случаях этот процесс сокращается до 3 суток. На этих заводах мусора в приемных бункерах сортируется — удаляются металлические примеси с помощью магнита. Затем подается в барабан, который вращается, где мусор тщательно измельчается и аэрируется, температура достигает 65 ° С.
В качестве единственного возможного метода (ликвидационного) обезвреживания — следует считать усовершенствованные свалки . На этих свалках слои мусора уплотняются и через каждые 2 м толщины покрываются слоем изолирующего материала (водонепроницаемый Грунт, лесоматериалы). Распад мусора протекает в анаэробных условиях. Верхний слой в 2 м перерабатывается в течение 10-15 лет, самые низкие — в течение 100 лет. При организации таких свалок иногда высотой до 40 м с повышенной нагрузкой на м2 образуется очень много взрывоопасных веществ (метан).
Особую опасность при этом представляет жидкий фильтрат, составляет около 10% от веса мусора. Опасность его заключается в том, что этот фильтрат загрязнен органическими веществами и содержит много микроорганизмов, и поэтому предусматриваются мероприятия по охране грунтовых вод (складирование происходит на водонепроницаемой основе, сбор и испарения фильтрата, отвод атмосферных и талых вод от участка).
