Инженерная защита окружающей среды. Лекция. Тема 5. Инженерная защита окружающей среды. Тема 5 Инженерная защита окружающей среды Последствия загрязнения природной среды
 Скачать 2.55 Mb.
|
|
Утилизация и ликвидация твердых отходов Проблема твердых отходов характерна для любого промышленного объекта, горнодобывающего комбината, стройиндустрии и т.д., а также любого населенного пункта от дачного поселка до мегаполисов. Особенно остро эта проблема стоит в крупных городах. Так, например, ежегодно в Москве образуется не менее 3 млн. тонн твердых отходов; по мнению специалистов, крупный город производит не менее 1 м 3 по объему и 200 кг по массе твердых отходов в год на одного жителя. Состав твердых отходов 1. Твердые бытовые отходы (% по массе): 1) бумага, картон – 20–37 2) пищевые отходы – 20–40 3) дерево – 1,5–5 4) текстиль – 3–6 5) кожа, резина – 1,5–3 6) полимерные материалы – 3–6 7) стекло – 5–7 8) металлы – 8–9 9) полимерные материалы – 5–7 10) кости – до 2 11) уголь, шлак – 1–5 12) камни, керамика – 1–3 13) прочее – 8–30. 2. Промышленные отходы: 1) шлак, зола, окалина – до 70 2) отработанные формовочные смеси – до 10 3) шламы – до 5 4) отходы абразивов – около 1 5) древесные отходы – до 5 6) полимерные материалы – до 5 7) бумага, картон – до 2 8) мусор – до 30. Объективно указанные выше соотношения могут в каждом конкретном случае изменяться в ту или иную сторону. Обработка и утилизация отходов сводится в основном к мусоропереработке, к мусоросжиганию и захоронению на специально отведенных местах – полигонах. Методы этой обработки: биологические (разрушение органической части микроорганизмами), механические (включая прессование отходов), химические, термические (главным образом сжигание). Важнейшим этапом переработки является сортировка отходов, включая мусор. Сортировка должна обеспечивать выделение металлических отходов, стекла, бумаги и картона, резины, древесины и т.д. Очень эффективным является сортировка отходов на самой ранней стадии. Например, в развитых странах бытовой мусор сортируют сами жители и складывают его составляющие в отдельные специально определенные мусоросборники для металлов, макулатуры, пищевых отходов, стекла и т.д. Обращение с отходами – деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов. Размещение (удаление) отходов – любая операция по хранению и захоронению отходов. Хранение отходов – содержание отходов в объектах размещения отходов в целях последующего захоронения, обезвреживания или использования. Захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду. Использование отходов – применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии. Обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание и обезвреживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду. Производитель отходов обязан: принимать надлежащие меры по обращению с отходами, обеспечивающие охрану окружающей среды и сбережение природных ресурсов; соблюдать действующие экологические, санитарно-эпидемиологические и технологические нормы и правила при обращении с отходами; осуществлять раздельный сбор образующихся отходов по их видам, классам опасности и другим признакам с тем, чтобы обеспечить их использование в качестве вторичного сырья, переработку и последующее размещение; обеспечивать условия, при которых отходы не оказывают вредного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье людей. Удаление твердых бытовых отходов. Москва ежегодно производит 7,8 млн. т мусора. Она вывозит мусор на арендованные у Подмосковья полигоны – «Саларьево», «Хметьево», «Дмитровский», «Кучинский», а также на десятки других официальных свалок. Москва утилизировала только 10% твердых бытовых отходов, остальное отправила на полигоны, в том числе 620 тыс. т крупногабаритного строительного мусора. Сбор и удаление твердых отходов. Первый этап очистки территории – ежедневный повсеместный сбор отбросов, для чего в домовладениях устанавливают мусоропроводы и (или) мусоросборники – дворовые и квартирные. Тип и емкость мусоросборников зависят от количества накапливающихся отходов, этажности застройки, а также от способа загрузки и вывоза мусора. Наиболее распространены контейнеры емкостью 110–120, 210–220 и 500–600 л. Их целесообразно размещать по несколько штук на территории двора или квартала. Все твердые отходы вывозят специализированным транспортом в специально отведенные места для обезвреживания и утилизации не реже трех раз в неделю, а в крупных городах – ежедневно. В России в большинстве городов применяется планово-регулярная, или коммунальная, очистка,т.е. отбросы с мест их сбора удаляют в установленные сроки независимо от фактического накопления, без заявок или вызова транспорта. Мусоросборные машины по определенному маршруту объезжают кварталы города и забирают отходы. В зависимости от местных условий их могут пересыпать из дворовых мусоросборников в кузов машины или вывозить прямо в контейнерах, оставляя взамен пустой контейнер. В некоторых городах используется так называемая поквартирная очистка, когда жители в установленное время выносят собравшийся у них мусор непосредственно в транспорт очистки. Для стоянки и обслуживания крупногабаритных уборочных ассенизационных машин, мусоровозов отводят земельные участки из расчета 80 м 2 на одну машину. Под стоянку малогабаритных тротуароуборочных машин отводят земельные участки из расчета 25 м 2 на одну машину. Ни один из применяемых в настоящее время способов сбора и удаления отходов не считается удовлетворительным ни по санитарно-гигиеническим, ни по технико- экономическим показателям. Несомненно, в ближайшем будущем будут применяться более прогрессивные методы, например, вакуумная система сбора и транспортирования ТБО, уже введенная в эксплуатацию в одном из микрорайонов Москвы. Для облегчения переработки и вторичного использования бытового мусора американский изобретатель Марк Шанцис предлагает устроить в многоэтажных домах мусоропровод с сортировкой мусора. Для этого у нижнего конца трубы мусоропровода надо поставить нечто вроде карусели с мусорными контейнерами, а у каждой дверцы на этажах – панель управления, с помощью которой над отверстием трубы можно подставить контейнер, например, для бумаги или стекла (рис. 159). Когда на одном этаже дверцу открывают, на всех остальных этажах дверцы блокируются, чтобы не поступали противоречивые команды. Специальный пресс уплотняет мусор в контейнерах. В Японии мусор выкидывают по расписанию. Памятку на отдельном листе скорее всего вам выдаст хозяин квартиры. Для сгорающих отходов могут быть предусмотрены четные дни, для несгорающих – вторник, для стекла – первый понедельник месяца и т.д. Эти правила лучше соблюдать, иначе вам обязательно сделают замечание или поставят «случайно» выкинутую в неположенный день стеклянную банку под дверь. Малая доля самого цивилизованного обращения с мусором объясняется тем, что очень трудно организовать селективный сбор. Дело в том, что почти 90% домов – многоэтажки, жителям которых предлагается выбрасывать отходы в мусоропровод, а не выносить в контейнеры на улицу. Тем не менее система селективного сбора тоже потихоньку развивается. В частности, в 2005 году в 34 из 120 районов Москвы установлены более 2700 специальных контейнеров для вторичного сырья, действует свыше 60 стационарных пунктов и 213 мобильных пунктов приема вторичного сырья. Туда можно сдать макулатуру, лом, стеклобой, получить деньги. На московских улицах впервые появились и так называемые фандоматы – специальные автоматы, куда москвичи могут сдавать пластиковые бутылки (до 0,6 л) и алюминиевые банки и получать за каждую из них по 10 и 30 копеек соответственно. Все это только за 2005 год позволило собрать более 60 тыс. т вторсырья. В 2005 году столичные парламентарии приняли закон от 30 ноября 2005 года № 68 «Об отходах производства и потребления в городе Москве». Документ регламентирует особенности обращения с мусором. Хозяйственным субъектам вменяется в обязанность раздельный сбор отходов. Определены приоритеты: переработка предпочтительнее уничтожения, уничтожение желательнее захоронения. Приветствует развитие рынка вторичных материальных ресурсов и вовлечение их в хозяйственный оборот. Закон запрещает ввозить на территорию Москвы мусор, который нельзя переработать. Здесь же впервые указаны нормативные требования к отходам лечебных учреждений. В частности, опасные и чрезвычайно опасные отходы медучреждений перед хранением и последующей транспортировкой для термического уничтожения должны быть подвергнуты обязательной дезинфекции. За нарушение правил хранения мусора с должностных лиц будут взимать штраф в размере 50 МРОТ, а с юридических – от 150 до 200 МРОТ. За изготовление Рис. 159. Мусоропровод с сортировкой продукции из вторичного сырья без сертификата компанию накажут уже на сумму от 450 до 500 МРОТ. По данным департамента природопользования и охраны окружающей среды Правительства г. Москвы, утилизации подвергается только 10% ТБО и медицинских отходов и не более 30% отходов промышленности и строительства. Основная же масса мусора вывозится на несанкционированные свалки. На ликвидацию одной такой свалки требуется в среднем около 500 млн. руб. Платить за это вынужден город из бюджета, так как установить виновного в образовании свалки зачастую невозможно. Что же касается сортировки мусора самими москвичами по разным контейнерам, то этот вопрос сложный. В отличие от Запада, где основное население живет в коттеджах, у нас есть мусоропровод в подъезде, и заставить граждан раскладывать мусор по контейнерам очень трудно. Нужно продумать систему коммунальных льгот для сознательных москвичей и проводить пропаганду в СМИ. В Германии более 20 лет ведут селективный сбор мусора: отдельно собирают пластиковую упаковку, стекло и алюминиевые банки. Переработка бытовых отходов приносит в федеральный бюджет Германии значительную ежегодную прибыль. В европейских странах смогли финансово заинтересовать частников в переработке отходов с помощью прописанных в законодательстве льгот и дотаций. Там кроме крупных государственных и муниципальных компаний переработкой отходов активно занимаются небольшие частные компании. На полигонах, куда свозится мусор, были построены заводы, которые перерабатывают отходы в биологический газ – метан. Из твердых отходов делают стройматериалы и утеплители. Старые автомобильные покрышки и битое стекло стоят больших денег, потому что из них научились делать специальные добавки в асфальт. Изготовлением специальной крошки из бытовых отходов не гнушаются и транснациональные компании. Сеть супермаркетов ИКЕА в Германии построила несколько заводов по переработке стекла. Идея первичной сортировки мусора пришла к нам с Запада. Там граждан приучают к раздельному сбору мусора уже 15 лет. Нарушителей штрафуют, а активистов всячески поощряют. В одних европейских странах за сданное вторсырье дают скидки в супермаркетах, в других – самые активные сборщики мусора получают льготы при оплате коммунальных услуг. В Берлине школы, в которых ученики собирают металлолом и макулатуру, получают половину денег, вырученных от их переработки. В итоге сейчас в Европе вторичной переработке подвергаются уже больше половины отходов, до 90% обретают новую жизнь. В Москве давно назрела необходимость введения такой системы. Кроме экономических и экологических преимуществ, есть для этого и чисто технологические причины: скоро Москве будет негде складировать свои отходы. Столичные власти занялись созданием системы санитарной очистки города, где максимальная часть отходов будет перерабатываться. По мнению городских властей, это снизит нагрузку на мусоросжигающие заводы и подмосковные свалки, что, несомненно, скажется на улучшении состояния окружающей среды в местах отдыха москвичей. Основным звеном новой системы как раз и станет раздельный сбор мусора, в котором предлагают поучаствовать москвичам. Перед переработкой отходы необходимо отсортировать. Выгоднее всего это делать как раз на самой первой стадии – на пути из квартиры на помойку. Население эту идею обязательно поддержит. В этом отношении интересен опыт парижан. Сознательные парижане, которые каждый день производят 3 тыс. т отходов, с 2001 года сортируют их дома. Каждая городская помойка оснащена тремя специальными баками: для стекла, бумаги и остального мусор. Каждый бак с яркой расцветкой оснащен микрочипом, который автоматически фиксирует время наполнения и время вывоза. Мусоровозы также оборудованы считывающими устройствами и бортовыми компьютерами, которые опять-таки автоматически считывают эту информацию и отправляют ее на центральный компьютер диспетчерской. Умные логистики, анализируя наполнение помоек, рассчитывают оптимальные маршруты машин и рабочие смены. В Париже такими высокими технологиями заняты коммерческие фирмы, например, Plastic Omnium, которая «держит» 70% всех мусоросборных услуг французской столицы. Селективный сбор мусора возможен только тогда, когда каждый горожанин осознает, зачем это делается. У всех больших городов есть два варианта: либо ставить на улицах баки для разных категорий отходов, либо устанавливать оборудование по разделению отходов возле мусоропроводов. В США вообще ставят измельчители бытового мусора в квартирах. Но во Франции постепенно отказываются от системы мусоропроводов в домах: приучают людей сортировать мусор дома и класть его в разные контейнеры, а новые дома строят без мусоропроводов. Это гораздо гигиеничнее. Сжигание твердых бытовых отходов (ТБО) рассматривается как оперативный метод обезвреживания отходов, которое не требует предварительной сортировки. Термический метод позволяет уменьшить объем отходов в 10 раз, использовать тепло сжигания для отопительных целей и снижает загрязнение отходами почвы, воды. Наибольшее распространение получили слоевое сжигание несортированных отходов в котлоагрегатах с подвижными колосниковыми решетками разной конструкции и сжигание ТБО в топке кипящего слоя с предварительным отделением металла. На термическом методе базируется создание мусоросжигательных заводов. Однако сжигание заодно уничтожает ценные компоненты, загрязняет атмосферу и дает достаточно много золошлаковых отходов, которые тоже подлежат захоронению на полигонах. Объективное изучение мировой техники и тенденции ее развития на основе аналитической, эколого-экономической и технологической оценки методов переработки отходов и принципов их системного объединения позволяют сделать вывод, что не существует какого-либо одного универсального метода переработки отходов, удовлетворяющего современным требованиям экологии, экономики, ресурсосбережения. Стремление использовать для переработки всей массы отходов один конкретный метод (например, сжигание) приводит к неоправданному увеличению затрат и усиливает негативное влияние технологии на окружающую среду. Наиболее верным подходом является комплексная переработка отходов, начинающаяся с их сортировки. Примерами технологий, которые могут быть при этом использованы, являются сжигание горючей составляющей отходов, прессование металлической, дробление стеклянной и керамической фракций, ферментация биоразлагаемых отходов и т.п. К нетрадиционным направлениям обращения с ТБО относятся принципиально новые технологии, направленные не на уничтожение или захоронение отходов, а на использование их в качестве сырья, для чего внедряется система раздельного сбора мусора, глубокой сортировки и повторного использования (рециклирования). Не менее сложными являются вопросы обращения с отходами производства. Среди них шины, аккумуляторы, ртутные лампы, утратившие свои потребительские свойства, краски, щелочи, нефтеотходы и пр. Достаточно часто многие виды твердых отходов производства, вследствие нерешенности проблемы, попадают в общую массу ТБО, делая их еще более опасными и усложняя проблему переработки. В соответствии с нормативными требованиями образование, сбор, накопление, хранение и первичная обработка отходов производства являются неотъемлемой составной частью технологических процессов, в ходе которых они образуются, и должны быть отражены в технологических регламентах и другой нормативно-технической документации. Не существует отходов производства, которые нельзя было бы переработать тем или иным методом. Главными критериями технологий переработки являются экологическая безопасность и экономическая эффективность, выраженная в себестоимости переработки одной тонны. Технологии переработки отходов производства можно классифицировать следующим образом: термические технологии; физико-химические технологии; биотехнологии; механические; смешанные. Термические методы применимы для утилизации любых видов отходов. Сущность метода заключается в термической обработке отходов высокотемпературным теплоносителем (контактным или бесконтактным методом), которым могут быть продукты сгорания топлива – плазменная струя (3000К и выше), расплав металла или оксида, СВЧ-нагрев отходов. Продукты терморазложения подвергаются окислению, другим химическим взаимодействиям с образованием нетоксичных газообразных, жидких и твердых продуктов. Физико-химические методы переработки отходов не обладают универсальностью, однако, могут дать наивысший результат, если использовать отходы как сырье для получения полезного продукта. Примером является переработка резины, резинотканевых отходов, автомобильных покрышек и пр. Конечной продукцией является резиновая крошка, используемая для покрытий, ковриков подрельсовых прокладок, добавок в битум и т.п. Другой пример – переработка полимерных пленок. Одной из сложных задач является проблема переработки ртутьсодержащих отходов. Современные технологии предусматривают демеркуризацию твердых бытовых отходов, выщелачивание, окисление, экстракцию ртути. Технологии могут применяться для создания передвижных комплексов по переработке ртутьсодержащих отходов. Биотехнологии позволяют не просто различать органические составляющие отходов, но и проводить биотермическое аэробное компостирование с получением удобрений, анаэробную ферментацию с получением биогаза (причем в большинстве случаев за счет гниения мусора на полигонах). Переработка тонны органического остатка твердых бытовых отходов в специальных реакторах может дать до 500 м 3 биогаза, состоящего на 60–70% из метана и оксида углерода. |