<<
>>

§ 4. Сжигание ТБО - диоксиновая опасность

  В мировой практике наибольшее распространение получили следующие инженерно-технические методы обращения с ТБО: 1) сжигание на мусоросжигательных заводах; 2) предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных веществ из отходов; 3) компостирование с получением азотного удобрения или биотоплива; 4) ферментация (получение биогаза); 5) пиролиз ТБО — высокотемпературный (около 1700 °С) нагрев без доступа воздуха; 6) строительство полигонов для длительного захоронения отходов (с возможностью их частичной переработки).

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных заводах (МСЗ), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000 °С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно как способ использования ТБО должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных веществ, таких как диоксины, фосген, синильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами.

Например, при сжигании 1 т городского мусора в среднем образуется около 25-34 кг летучей золы.

Диоксины — общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ.

Диоксины признаны наиболее опасными веществами — супертоксикантами. Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом — Стокгольмской конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.

Диоксины являются канцерогенами (провоцируют раковые заболевания) и тератогенами (поражают генофонд человека). Воздействуя на белковый обмен, диоксины способствуют биоактивации мутагенов и разрушению витаминов, лекарств, гормонов. Особенно чувствительны к диоксинам молодые особи и эмбрионы. По этой причине в России в 1994 г. были приняты очень

Соотношение между собой блоков этой системы определяется спецификой страны (площадь, уровень развития техники и технологии, отношение населения к проблеме) и самой структурой отходов. Так, наиболее экологически обоснована эта система в относительно маленькой и технологически развитой Японии, где наибольшее количество твердых отходов направляется в повторное производство. Напротив, в такой крупной стране, как США, 80 % отходов складируется. То же самое относится и к России, где около 140 млн м3 ТБО/год складируется на площади около 100 км2 пригородных земель под полигонами.

Рециклинг (рециклизация). Это повторное использование какого-то ресурса после его обработки, делающей его пригодным для такого использования. Процесс использования вторичного сырья превращен в большинстве стран в особого рода производственную деятельность, сектор бизнеса.

В самом общем случае процесс рециклинга ТБО должен включать следующие стадии: предварительная выгрузка ТБО в контейнеры в местах сбора; первичный (с элементами визуального и/или технического анализа) прием ТБО; первичная классификация ТБО; перемещение ТБО от места выгрузки и классификации до отделения сепарации; механическая и/или ручная сепарация с удалением отсева; селекция отходов с выводом утилизируемых компонентов; магнитная сепарация отходов; вывод вторичного сырья на прессы и измельчители; вывод неутилизируемого остатка; прессование (брикетирование) утилизируемых компонентов для последующей переработки (на месте или у потребителей); прессование неутилизируемой части отхода; ее вывоз и захоронение или транспортировка возможному потребителю.

Главное в процессе рециклинга — селективный (избирательный) сбор, сортировка отходов и подразделение на категории.

При разделении отходов по категориям выделяют: отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы); отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторы, батарейки, некоторые виды пластмасс).

Сепарация (разделение) определяет в большой степени успешность рециклинга. Например, на мусороперерабатывающих заводах черные металлы выделяются методом магнитной сепарации, цветные металлы — с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией. В этом случае поступающая порция ТБО подается на ленточный транспортер-питатель и далее, по мере движения ленты, металлические частицы улавливаются электромагнитными сепараторами (рис. 10.3). После улавливания металлических частиц ТБО поступают на операцию дробления. Далее просеянные крупные фракции ТБО измельчают и подвергают более глубокой сепарации.

Бумага выделяется из бытового мусора на основе пневматического разделения фракции по скорости витания в потоке воздуха. Пюопесс. созданный Фэтмой Bureau of Mines, позволяет

получать бумажную фракцию, содержащую почти 100 % основного компонента. В большинстве рассмотренных технологических схемах разделение ТБО на первой стадии осуществляется сухим способом. Для этого используются воздушные сепараторы (например, типа «Зигзаг») различные классификаторы. Фирма Kraus-MafTei (ФРГ) использует чаще всего сухие способы сепарации ТБО.

Стекло выделяется способом мокрой сепарации в циклонах. Указанный способ целесообразен тогда, когда компоненты ТБО представлены уже в, так сказать, обогащенном виде. По мнению ведущих российских и зарубежных специалистов, наиболее современным экологическим и экономическим требованиям соответствует комплексная технология переработки ТБО, соединяющая воедино комбинацию процесса сепарации и сортировки ТБО, процессов экологической биотехнологии и заключительной высокотемпературной переработки определенной фракции ТБО.

Внедрение предварительной сортировки позволяет вдвое сократить количество ТБО, направляемых на сжигание или захоронение. Так, в США извлекается и повторно используется 60 % металлов, 50 % макулатуры, 40 % стекла, содержащихся в ТБО. Во Франции в 2005 г. из макулатуры ТБО произведено до 56 % бумаги.

Рециклизация становится все более выгодной в развитых странах, а потенциальная прибыль данной отрасли привлекает к ней все новые и новые фирмы. Более того, во многих западных странах фирмы борются за доступ к рынку отходов, к бизнесу очистки. А государство постоянно поддерживает режим наибольшего благоприятствования, стимулирующий рециклизацию.

Во многих штатах США, например, уже приняты законы, согласно которым каждый округ под угрозой прекращения финансирования из фондов штата обязан к определенному сроку ввести рециклизацию некоторой части отходов на своей территории. Например, во Флориде на такой основе добились переработки всего содержимого мусорных контейнеров к 1992 г. (Б. Небел, 1993 г.).

Введен запрет на захоронение некоторых отходов и их составляющих. Такой запрет на захоронение садового мусора принят в ряде штатов Америки: садовый мусор, характеризующийся большим объемом, легко отделяется от прочих отходов, компостируется и используется в садовом и парковом хозяйстве.

Введена предоплата за ликвидацию мусора; ее получают, прибавляя к цене каждого продукта в стеклянной, металлической или пластмассовой таре один — два цента. Причем речь идет о широком диапазоне товаров — от напитков и шампуней до консервов для собак. Получаемые доходы используются для пропаганды программ рециклизации, финансирования научно-исследовательских работ, поощрения особо интересных и перспективных достижений и т. п.

Такая политика приносит ощутимые плоды. Так, в США 95 % всех алюминиевых банок выпускается из вторичного сырья, что позволяет сэкономить 5 % электроэнергии, затрачиваемой на их производство из природного сырья. В Германии из вторичного сырья выплавляется 75 % всей стали, 33 % цинка, 50 % свинца, 33 % цинка, 17 % алюминия.

В условиях недостатка в городах площадей для свалок в большинстве стран начинают действовать целевые государственные программы, когда одни фирмы на конкурсной основе собирают у населения отходы, обеспечивая селективный сбор, другие фирмы — осуществляют транспортировку трехсекционных контейнеров для сбора бумаги, металлов, стекла на центральный завод по переработке. Поскольку технологии эти достаточно дорогие, то эти программы осуществляются на основе государственного субсидирования.

Очевидно, что такой подход крайне полезен и для российских властей и предпринимателей. Уже выпущено специальное руководство для желающих заняться частной предпринимательской деятельностью на свалках; в нем заинтересованным лицам подсказывают возможные направления работ с вторичным сырьем — от откорма скота до извлечения компонентов отхода, представляющих, например, интеллектуальную ценность (старинные печатные издания, фотографии, монеты и банкноты, сувенирные бутылки и флаконы и т. п.). Сделаны попытки классификации муниципальных свалок (табл. 10.5), что в дальнейшем может быть использовано для выбора направления и методов утилизации поступающих на них отходов.

Информация к размышлению. В г. Владимире ежегодно образуется 540 тыс. м3 ТБО. Из этого количества можно получить 50—60 тыс. т компоста — природного органического удобрения для всех видов почв, 10-12 тыс. т — стеклоизделий; 10—11 тыс. т железа и железных изделий и около 7 тыс. т пластических масс и изделий из них (В. А. Алексеев, 1997 г.).

Мусороперерабатывающие заводы: отходы в доходы. Расчеты показывают: вывозить содержимое мусорных контейнеров на свалку (полигон) нецелесообразно ни в экологическом, ни в экономическом отношениях. С каждым годом растет ценность ТБО как комплексного сырья. Это становится понятным, если учесть, что в его составе содержится около 20-40 % макулатуры, 2-3 % черных и цветных металлов, 25-40 % пищевых отходов, 1-5 % пластмасс, 4-6 % стекла, 4—6 % текстиля и др. С другой стороны, на фоне повышения стоимости городских земель, расширения строительства загородных домов, поселков, дач и т.

п. существующие свалки (полигоны) стремительно заполняются или уже переполнены. Так, существующие полигоны в Подмосковье заполнены более чем на 90 %.

В этих условиях предпочтительна организация двухступенчатой системы сбора и переработки, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте города мусороперерабатывающие заводы (МПЗ). Там отходы сортируют, измельчают, уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные материалы, а остатки направляют на свалки (рис. 10.4).

Многие МПЗ в России пока работают по простой схеме. Из поступающих ТБО и твердых промышленных отходов (ТПО) выделяется металл (магнитная сортировка), остальное после измельчения поступает на компостирование. После увлажнения субстрата (до 45-60 % влажности) из него отсортировываются цветные металлы, стекло, песок, камни и другие не компостируемые материалы. Часть из них (остатки резины, пластиков, пленок и т. п.) смешивается с такими же промышленными материалами и подвергается пиролизу с получением газового топлива и пирокарбона (углерода) или вывозится на полигоны.

Проблема мусоропереработки может быть облегчена, если население возьмет на себя обязанность отделять пищевые отходы на стадии сбора ТБО. Тогда работа МПЗ сведется к сортировке составляющих и передаче их на переработку специализированным заводам. Обычно так работают некоторые зарубежные МПЗ.

Подобно мусоросжигательным, мусороперерабатывающие заводы в России мощностью более 40 тыс. т/год отнесены к предприятиям I класса опасности с установлением санитарно-защитной зоны (СЗЗ) не менее 1000 м, а до 40 тыс. т/год — ко II классу (СЗЗ — 500 м), предприятия по компостированию — к III классу (СЗЗ не менее 300 м).

Такая схема имеет ряд преимуществ: существенно снижается парк мусоровозов, экономятся площади полигонов и продлевается время их функционирования (до 40 %), появляется возможность продавать некоторые продукты переработки. Подсчитано, что для города с населением 500 тыс. жителей вполне достаточно МПЗ производительностью 40-50 тыс. т в год.

В Санкт-Петербурге функционирует первый в России завод по переработке ТБО, введенный в строй еще в 1970 г. Предварительно из массы ТБО выделяют черные и цветные металлы, макулатуру, тряпье, стекло, пластмассу. В схему завода включены участки обезвреживания и переработки ТБО биотермическим (до +50 °С) методом с получением компоста, проведения пиролиза и переработки остатков в пирокарбон. Заводские полигоны имеют двухконтурную обводную систему, изолирующую образующийся в процессе переработки ТБО фильтрат.

Предварительная сортировка мусора позволяет очистить выбросы в атмосферу от многих вредных веществ. Так, фирма «Со- райн чекини» в Риме из 1800 т мусора ежедневно выделяет 50 т черных металлов, производит 25 т бумажных волокон. В годовом исчислении это означает спасение от вырубки почти полмиллиона деревьев. Там же из пищевых отходов делают гранулированное органическое удобрение, из пластиков — полимерную пленку. В целом около 55 % ТБО превращают в товарную продукцию и только оставшуюся часть сжигают.

При производстве бумаги или картона из макулатуры (по сравнению с производством из деловой древесины) выбросы в атмосферу снижаются на 85 %, загрязнение воды — до 40 %. Одновременно более бережно расходуются природные ресурсы: 1 т макулатуры экономит 4 м3 древесины. Даже в такой богатой лесами стране, как Швеция, сбор бумажного вторсырья достигает 1,9 млн т в год.

Вторичная переработка (реутилизация). Имеется много способов вторичной переработки различных типов мусора, причем постоянно предлагаются новые. К настоящему времени наиболее широко применяемые технологии таковы: извлеченную бумагу снова измельчают до состояния пульпы, из которой далее изготовляют различную бумажную продукцию; ее можно также перемалывать и продавать как целлюлозную изоляцию, измельчать и компостировать; стекло дробят, плавят и делают из него новую тару или дробят и используют вместо гравия или песка при производстве бетона и асфальта; пластмассу переплавляют и изготавливают из нее «синтетическую древесину», устойчивую к биодеградации и могущую использоваться как материал для различных ограждений, перил, столбов, настилов и других сооружений, эксплуатирующихся под открытым небом; металлы плавят и перерабатывают в различные детали; получение алюминия из лома позволяет экономить до 90 % электроэнергии, необходимой для его выплавления из руды; старые покрышки переплавляют с последующим изготовлением новых резиновых изделий; текстиль измельчают и используют для придания прочности макулатурной бумажной продукции; пищевые отходы и садовый мусор компостируют с получением органического удобрения.

Получать алюминий из природного сырья — бокситов — в 10 раз дороже, чем извлекать его из использованных консервных банок. То же самое можно сказать и об олове. Более 100 млн электролампочек с нитями накаливания из вольфрама попадает на свалки, туда же отправляются и сотни тысяч отработавших свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарубежные фирмы охотно покупают у российских предприятий стеклобой, а в тысячах наших городов и поселков миллионы бутылок валяются на свалках. Из 1 т изношенной резины можно получить примерно 600 кг нефти, 300 кг сажи и 100 кг попутного газа. 

<< | >>
Источник: Под ред. проф. В. В. Денисова. Экология города: Учебное пособие. 2008

Еще по теме § 4. Сжигание ТБО - диоксиновая опасность:

  1. § 4. Сжигание ТБО - диоксиновая опасность
  2. Экологизация промышленных производств
  3. 2.6 Контроль воздействия ксенобиотиков