Способы утилизации отходов полигоны

Вторая жизнь полигонов ТБО

Проведенные в последние годы опросы общественного мнения показывают существенный рост обеспокоенности населения экологическими проблемами. Действительно, бурный рост потребления привел к образованию огромных объемов отходов, а отсутствие культуры сортировки и переработки отходов приводило к смешению бытового и промышленного мусора на полигонах ТБО, расположенных вблизи крупных промышленных городов. В то же время за десятилетия существования полигонов городская застройка подошла вплотную к ним, а порой и окружила их, создав своеобразные внутриквартальные «достопримечательности», доминирующие над городской застройкой и отравляющие окружающую среду на многие километры вокруг несмотря на наличие санитарно-защитной зоны вокруг объекта.

По результатам опроса Левада-центр проведённого в конце 2019 года, 48% респондентов назвали загрязнение окружающей среды глобальной угрозой, значительно опередившей мировой терроризм, вооруженные конфликты и войны, а так же глобальное потепление и техногенные катастрофы и аварии.

Опросы ВЦИОМ проведенные год назад показали, что 31% видят ухудшение состояния окружающей среды в своем населенном пункте, 23% заявили об улучшении. Тогда среди наиболее острых экологических проблем респонденты называли загрязнение воздуха (22%), мусорные свалки (16%), грязные реки и озера (13%), несвоевременный вывоз мусора (11%), плохое качество водопроводной воды и проблемы с озеленением парков и лесов (по 6%).

Многолетняя бесконтрольная эксплуатация свалок ТБО, образованных в малолюдных местах, как правило в отработанных карьерах и оврагах еще в 40-50-ые годы прошлого века, в большинстве случаев привела к попаданию на них помимо бытового мусора — опасных отходов, включая отходы 1-4 классов опасности. Очевидно, что современные тенденции развития общества и целевые государственные программы сфокусированы на скорейшее решение проблем накопленного экологического вреда, вызванных такими объектами.

Рис. 1. Отходы 1 класса опасности на пункте сортировки мусора в г. Долгопрудный

Учитывая объемы накопленных отходов, места расположения полигонов вблизи объектов действующей инфраструктуры, практически единственный путь их реабилитации – это консервация на месте с принятием комплекса мер исключающих попадание загрязняющих веществ (фильтратов) в воду и почву, а свалочных газов и остатков мусора при ветровом разносе в воздушную среду, рис. 2.

Рис.2. Схематическая схема рекультивации полигона

Каждый полигон имеет свои отличительные особенности, в силу чего отсутствуют типовые проекты вывода из эксплуатации подобных объектов, но это не означает, что жизненный цикл полигона заканчивается в неконтролируемом режиме. Согласно современному действующему законодательству, проект вывода полигона разрабатывается еще на этапе его создания.

Основными этапами в обеспечение надежной изоляции опасных отходов являются:

Изоляция поверхности полигона от осадков, с целью недопущения просачивания воды внутрь тела объекта;

Сбор и отвод поверхностных незагрязненных стоков;

Отвод свалочного газа и его утилизация (сжигание);

Обеспечение сбора фильтрата, его очистка до допустимых параметров, сброс очищенных вод в окружающую среду.

Каждое из приведенных мероприятий требует серьезной проработки, технических решений, реализации, долгосрочного наблюдения и корректировок в случае отклонений параметров от проектных условий.

Существующие технологии консервации крупных объектов накопленного экологического вреда до состояния зеленой лужайки успешно зарекомендовали себя как в мировой практике, так и на российских объектах. Проводимые по современным технологиям рекультивационные мероприятия позволяют в дальнейшем размещать на территориях бывших свалок объекты городской инфраструктуры, гармонично вписывать их в существующий ландшафтный дизайн, формировать на них зеленые насаждения необходимые в плотной городской застройке.

Рис.3. «Холм птиц», Бывшая территория промышленной и городской свалки Кан, Франция

Знаковым примером высокопрофессионального подхода к реабилитации крупнейшего объекта накопленного экологического вреда, может служить рекультивация территории Челябинской городской свалки, проводимая в настоящее время ФГУП «ФЭО» в рамках Федерального проекта «Чистая страна».

Находящаяся в городской черте и эксплуатируемая с 1949 по 1993 год свалка вместила в себя 17,5 млн. куб. м. твердых коммунальных отходов. Для сравнения объем пирамиды Хеопса составляет 2,5 млн. куб. м., или всего 15% от объема свезенного в одно место городского мусора. Высота свалки порядка 45 метров и является доминирующей высотой над застройкой города. Основной подход к рекультивации данной свалки не отличается от описанного выше и проводится опережающими планы темпами.

В настоящий момент выполнено формирование тела свалки, обустраивается система дегазации, система сбора и очистки фильтрата, поверхностных стоков, многофункционального защитного экрана.

Рис.4. Зеленая площадка на месте Челябинской городской свалки, проект

Видео о ходе рекультивации полигона, снятое представителями экологической общественной организацией «АнтиСМОГ», наглядно демонстрирует происходящие изменения на объекте.

Источник

Методы переработки мусора

Проблемы экологии сегодня стоят довольно остро. На ее состояние влияет и своевременная переработка мусора. Обойтись без него никак нельзя. Но можно снизить его негативное воздействие на экосистему. Для этого требуется своевременная перевозка и утилизация. Методы зависят от особенностей отходов: вида, класса опасности, объема.

Классификация отходов

Мусор – понятие неоднородное. Он классифицируется по разным параметрам: происхождению, источнику образования, степени опасности.

По происхождению

Выделяется 4 группы:

• химические: включают отходы в разном агрегатном состоянии, безвредные или опасные для здоровья человека. Сюда относят электролиты, пестициды, ртуть, промышленные масла;
• минеральные: отработанный материал горнодобывающей и стекольной промышленности, стройматериалы, удобрения. Большинство из них подлежат вторичной переработке;
• органические: имеют животное или растительное происхождение, быстро разлагаются, при перегное образуют полезные вещества. Источник – пищевые продукты, сельское хозяйство;
• коммунальные: остатки производства или потребления. К ним относят поврежденные товары, утратившие свои качественные характеристики.

По источнику образования

По этому критерию выделяют производственный и потребительский мусор. К первому относят отработанные материалы, остаточные сельскохозяйственные продукты, отходы, полученные при добыче полезных ископаемых. Во вторую группу входят ТБО – текстиль и бумага, стекло и пластик, остатки пищи и пришедшие в негодность лампы, батарейки.

По классу опасности

Выделяется 5 классов:

• I: не разлагаются, поэтому считаются чрезвычайно опасными – синтетические масла, предметы, содержащие ртуть, радиоактивные вещества.
• II: высоко опасные. Урон настолько велик, что окружающей среде понадобится 30 лет, чтобы восстановиться. К ним относятся растворители, нефтепродукты, щелочи, аккумуляторы;
• III: умеренно опасные, естественным образом перерабатываются за 10 лет – продукты сельского хозяйства (помет, навоз), дизельное топливо, строительный мусор;
• IV: малоопасные. Не наносят особого вреда, разлагаются через 3 года. Несортированный бытовой мусор, зеркала, автопокрышки;
• V: безопасные. Имеют органическое происхождение: зола, снег, текстиль, бумага, керамика.

Классификация очень важна при работе с отходами. Она позволяют подобрать наиболее оптимальный способ их утилизации.

Зачем нужно перерабатывать мусор?

Улучшение уровня жизни приводит к увеличению объема отходов. Если их не перерабатывать, площадь плодородных земель будет сокращаться. Кроме легальных полигонов возникают несанкционированные свалки. По данным Минприроды, они занимают 30 млн. гектар. И каждый год площадь спонтанно возникших «мусорок» увеличивается в 2 раза. Проблема актуальна для всех стран, но в России она считается особенно наболевшей. Свыше 90% всех отходов отправляется на полигоны. 3% из них сжигаются и 4% перерабатываются.

Плюсы и минусы переработки отходов

Многие отходы могут использоваться повторно. Такая методика помогла бы избежать серьезных проблем, но здесь не все просто. Переработка имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Промышленные предприятия всегда могут надеяться на государственную поддержку. Ежегодно выделяются средства для борьбы с выбросами в атмосферу.

Финансовые расходы на начальном этапе. Требуется организация производства, покупка оборудования.

Нет дефицита сырья, что благоприятно скажется на производственном процессе.

Участки, где происходит технологический процесс, становятся не пригодными для посадки растений, выпаса животных и проживания в целом.

Отсутствие конкуренции в этой сфере позволяет надеяться на существенную прибыль.

Недостаточно перерабатывающих предприятий для такого объема отходов. Поэтому это направление не получило широкого распространения.

К тому же есть и дополнительный негативный фактор. Многие потребители считают продукты из вторсырья недолговечными. На самом деле, это не так. На них затрачивается меньше ресурсов, но по качеству они не уступают аналогам из первичного сырья.

Какие проблемы утилизации существуют в РФ

Большие скопления хлама наблюдаются во многих российских городах. И ежегодно прирост составляет около 60 тысяч тонн. По факту, сегодня может быть переработано только 60% отходов, потому что профильные предприятия не справляются с постоянно увеличивающимся потоком. Среди основных проблем нашей страны:

1. Недостаток средств. Инвестирование в вывоз и переработку осуществляется только за счет коммунальных платежей населения.
2. Структурирование. Нет специальных служб, которые занимались бы только этим вопросом.
3. Систематизация. В разных регионах ответственность несут не связанные друг с другом организации, поэтому и нет единства.
4. Отсутствие информативности. Населению не разъясняется важность раздельного сбора отходов.
5. Маркетинговая проблема. Единичные предприниматели, занимающиеся изготовлением продукции из вторсырья, сталкиваются с невозможностью сбыта товара. Не каждый хочет покупать вещь, сделанную из отходов.

Но главная сложность – в бездействии районных властей, которые не хотят заниматься долгосрочным планированием переработки отходов, вносить собственные предложения, нет централизованного управления.

Зачем сортировать мусор?

Сортировка отходов благоприятно повлияет на разные сферы жизни:

1. Экономику. Развитие мусороперерабатывающей отрасли обещает новые рабочие места.
2. Экологию. Уменьшится число свалок, будут устранены вредные материалы, засоряющие почву и грунтовые воды.
3. Финансы. Приемные пункты, куда можно будет отнести отслужившие вещи, дадут возможность дополнительно заработать.
4. Природные ресурсы. Сократится вырубка лесов, добыча ископаемых, снизятся расходы газа, нефти.

Но для этого людям надо знать общие правила сортировки, требования к условиям хранения отходов до их вывоза или сдачи в пункт приема.

Что и как можно утилизировать?

Многие отходы поддаются переработке. Предварительно они подвергаются сортировке.

Разнообразна по составу, обязательно должна иметь маркировку. Возможна только раздельная переработка.

Потребительские товары, обувь, одежда.

Бумажная продукция без металлических элементов, жирных пятен.

Туалетная бумага, картон.

Отработанные материалы деревоперерабатывающей и лесозаготовительной промышленности

Стройматериалы, целлюлоза, топливные брикеты.

Бутылки и банки, при производстве которых не используются примеси.

Сантехника, новые изделия из стекла, наполнитель для строительных материалов.

В зависимости от составляющих компонентов.

Печатные платы (неметаллические) применяются при изготовлении мебели, в автомобилестроении.

Только чистый нефтепродукт

Становится основой технических масел, топлива.

Изделия из металлов

Проверяется уровень радиоактивности.

Производится новая металлическая продукция.

Разные виды, размеры, в том числе и одноразовые.

Находят свое место в химической отрасли, фармацевтике, металлургии.

Трансформаторные добавляются при производстве автомобильных масел. Растительные используются в изготовлении хозяйственного мыла, топлива, красок.

Способы переработки отходов

Мусорная реформа внесла некоторые изменения, но о глобальных улучшениях говорить еще рано. Для этого требуется время, ресурсы, затраты. На сегодняшний день существуют разные варианты переработки – вредные и безопасные для экосистемы.

Полигонное захоронение

Один из самых непопулярных методов утилизации. ТКО размещаются на специально оборудованных полигонах, которые находятся за чертой города. Существует 3 вида площадок:

• полигоны на глинистых почвах с дополнительным водонепроницаемым слоем. Сюда вывозят практически все бытовые отходы, некоторые виды строительного мусора;
• для промышленных отработанных материалов: пасты, масла, эмульсии и другие твердые отходы. Предварительно подвергаются обеззараживанию и консервации в герметичных емкостях;
• дампинг, то есть захоронение в водных глубинах нефтяных, химических, радиоактивных, строительных отходов. Во многих странах этот метод утилизации запрещен, так как происходит загрязнение вод Мирового океана.

Среди преимуществ этого метода утилизации – сокращение расходов по сравнению с переработкой и экономия времени: не нужна сортировка. Но полигонное захоронение имеет больше минусов: загрязняются грунтовые воды, увеличивается площадь свалок, тратится много средств на оборудование специальных площадок. При такой технологии отходы не используются в качестве вторсырья, что невыгодно для экономики страны.

Компостирование

Безопасный и экологичный способ, ускоряющий разложение материала с помощью анаэробной микрофлоры, направленный на получение субстрата. Подходит для совместной переработки зеленых отходов (трава, кожура овощей и фруктов) и коричневых (опилки, ветки, солома). В подготовленную массу нельзя добавлять фекалии, сорняки с семенами, животные жиры.

Выделяется несколько разновидностей этой технологии утилизации.

Довольно длительный по времени, но требует минимальных трудозатрат. Второе название – холодный. Субстрат не нагревается, поэтому не происходит его обеззараживания. К тому же за время преобразования массы в гумус теряются многие питательные элементы.

Предварительно смешивают 2 вида отходов, измельчают, замачивают, добавляют почву, чтобы обеспечить смесь необходимой микрофлорой. Массу периодически увлажняют, продувают, переворачивают. Это обеспечивает доступ кислорода, что приводит к повышению температуры. Сроки сокращаются максимум до 6 месяцев. Компост обеззараживается.

Предполагает использование ферментов. Они ускоряют переработку жиров, белков. Разложение происходит очень быстро. Дополнительно увеличивается питательная ценность компоста. Допускается компостировать фекалии и животную органику.

Не нашел распространения среди садоводов за счет дороговизны и необходимости в специальных знаниях. Применяется на больших фермах, в основном, для переработки птичьего помета. Сначала сырье обеззараживают карбонатом калия, фосфоритной мукой, чтобы сделать его безвредным, затем оставляют перерабатываться.

Полученный компост используют на приусадебных участках и в сельском хозяйстве, при озеленении городов и для создания топливных брикетов.

Преимущества компостирования

К положительным моментам такого способа утилизации относят:

1. Экологичность: такой метод не оказывает негативного влияния на экосистему.
2. Безопасность: естественный разогрев субстрата способствует его обеззараживанию.
3. Экономичность: большинство видов не требует больших затрат.
4. Эффективность: получается удобрение, улучшающее качество почвы и повышающее урожайность.

Но неправильная сортировка снижает качество компоста, загрязняя его вредными примесями.

Брикетирование

Один из передовых способов, позволяющих сократить объем отходов. Процесс предполагает прессование однородного мусора, который в последующем упаковывается в специальную пленку. Сначала проводится предварительная подготовка: сортировка, измельчение дробилками, сушка. Мелкофракционная гомогенная масса подается в пресс, где под давлением вращается вокруг оси. Что касается степени сжатия, то она полностью зависит от плотности обрабатываемого состава. В результате таких действий формируются брикеты, которые позже помещаются в герметичную пленку.

Затруднения могут вызвать агрессивность среды (наличие в ней лаков, растворителей, кислот) и абразивность компонентов при переработке стекла, песка, камня.

Преимущества брикетирования

Такая технология утилизации получает распространение из-за множества положительных моментов:

1. Сокращается объем отходов, из них удаляется влага, воздух.
2. Не требуются специальные условия для хранения или перевозки.
3. Уменьшается площадь, необходимая под утилизацию и для складирования мусорных брикетов, и снижаются расходы на транспортировку.
4. Можно упаковывать с последующей утилизацией любые виды мусора, даже строительный. Способ подходит для отходов, поддающихся переработки, для разновидностей, предназначенных для захоронения или сжигания.

Пиролиз

Один из способов переработки ТБО, призванный уменьшить площадь свалок. Аналитики утверждают: со временем этот метод утилизации вытеснит захоронение. Его суть – обработка отходов высокими температурами. На выходе получаются продукты, используемые в качестве вторсырья: уголь, масло, горючие и негорючие газы.

Существует 2 вида пиролиза:

• высокотемпературный: в вакууме, где проходит обработка, достигается температура, превышающая 900 градусов. При таком способе получается газ, который используют для выработки энергии – электрической или тепловой;
• низкотемпературный: температура в печи 400-450 градусов. В этом случае содержимое не сортируется. Уровень вырабатываемого газа снижается. Зато на выходе получается больше угля и масла.

Преимущества пиролиза

В сравнении с сжиганием технология имеет много достоинств:

1. Преобразует тяжелые металлы в золу. После обработки они не поддаются восстановлению.
2. Уменьшает объем отходов, удаляя из них вредные вещества.
3. Получаемые уголь, масла и газы удобны в транспортировке, не требуют особых условий хранения и обращения с ними.
4. Технологический процесс абсолютно безопасен: не происходит загрязнения окружающей среды.

Низкотемпературный способ вызывает больше нареканий. Он требует массивного оборудования, цены на которое выше средних. Но этот недостаток не идет ни в какое сравнение с тем ущербом, который наносят сжигание и захоронение.

Газификация

Процесс, во многом сходный с пиролизом. Также при переработке образуется меньше смол и до 10% золы. Но газификация предполагает обработку отходов под воздействием кислорода. Использовать можно твердые и жидкие (после предварительной подготовки) отходы. Сырье сортируют, высушивают (влажность около 20%), нагревают до 1500 градусов. В результате получается газ, который очищается от вредных компонентов и используется для выработки тепловой или электроэнергии. Также из вторсырья получается дизельное топливо, изготавливаются некоторые строительные материалы.

Преимущества газификации

Среди достоинств термохимической технологии утилизации:

1. Экономичность: затрачивается энергия, вырабатываемая в процессе переработки.
2. Удобство: не требуется большой штат сотрудников, чтобы обеспечить работу установки.
3. Минимум операций: не нужна сложная предварительная подготовка.
4. Универсальность: обработке подлежат разные виды отходов – бытовые, строительные, шламы и даже опасные.
5. Безопасность: конечная продукция не наносит вреда окружающей среде.

Однако печи стоят дорого, и работать с ними может только специально обученный персонал.

Плазменный метод

Плазмопиролиз считается одним из самых безопасных и экономичных способов переработки отходов. Он не требует предварительной подготовки, сортировки. Мусорная масса подается в распределитель, а затем попадает в специальную камеру — плазмотрон. В процессе обработки она начинает напоминать стекловидную субстанцию черного цвета, уменьшаясь в несколько раз в объеме. Такой материал нашел свое применение в строительстве. Он не поддается деформациям, сохраняет прочность, не имеет неприятного запаха.

В процессе переработки выделяется газ. Но, если на мусоросжигательных заводах он выбрасывается в атмосферу, то плазменный метод предполагает закрытый технологический цикл. Образовавшийся газ перегоняется в пар и используется для получения электроэнергии, то есть никаких выбросов не происходит.

Преимущества плазмопиролиза

Метод утилизации с использованием плазмотрона призван вытеснить мусоросжигательные заводы. Среди его достоинств:

1. Замкнутый производственный цикл, при котором все токсичные вещества и газы уничтожаются.
2. Уменьшение мусорной массы примерно в 300 раз.
3. Не требуется предутилизационная подготовка: сушка, сортировка.
4. Экономичная технология: при переработке тонны мусора затраты сокращаются в 3 раза.
5. Не нужно обеззараживание готового продукта, он полностью безопасен.
6. Для проведения операции утилизации не понадобится большой штат рабочих и дорогостоящее оборудование.

Изобретателем метода считается академик Велихов. Над его разработкой трудились российские, украинские, израильские ученые. Первый завод был открыт в 2010 году в городе Кармиэль (Израиль).

Рециклинг

Способ переработки, направленный на повторное использование сырья по прямому назначению. Бывает нескольких видов:

• первичный: возможен с однотипными материалами, не подверженными загрязнениям;
• вторичный: требуются дополнительные операции – очистка, сортировка, измельчение;
• третичный: химическая переработка сырья, получение низкомолекулярных веществ;
• четвертичный: сжигание в пиролизных установках, инсенераторах. Получается газ и пиролизная жидкость, которые используют как топливо.

Широкому распространению рециклинга в России мешает устаревшая законодательная база, нехватка пунктов приема вторсырья, неосведомленность населения в этом вопросе.

Рециклинг и вторичная переработка отходов

Эти 2 понятия взаимосвязаны друг с другом, но между ними есть незначительная разница. Переработка – это подготовка отходов для превращения во вторсырье: разделение, очистка. Рециклинг – это сам процесс переработки. Например, макулатуры — в туалетную бумагу, тканей – в одежду.

Источник