XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

По мере развития производства в Якутии все более острой становится проблема переработки его отходов. В настоящее время одной из актуальных проблем на территории Республики является проблема размещения и утилизации твердых бытовых отходов. На данное время в республике центры по переработке отходов производства имеются только в Айхале, Удачном, в Мирном. В столице республики промышленная переработка отходов не производится.

По данным Управления Ростехнадзора по Якутии, в республике накоплено более 1,7 млрд. тонн отходов производства и потребления, которые размещены на 527 полигонах и свалках, одна треть которых являются несанкционированными. Всего же полигоны отходов и свалки занимают 1,6 тыс. га земель. Наибольшая их часть расположена на землях поселений - 40%, на землях промышленности, транспорта, связи и иного назначения - 40 % .

На территории республики из 471 санкционированного объекта размещения в государственном реестре объектов по размещению отходов числятся всего 13 полигонов.

- Самая большая проблема кроется в отсутствии инфраструктуры. Если сравнивать с другими субъектами государства, то в отличие от Якутии, у них работа по обращению с ТКО, можно сказать, налаженная система, - существует транспортировка и обработка мусора, есть сортировочные станции, а также отрегулирована система размещения, - полигоны, которые соответствуют предъявляемым требованиям. А у нас даже в г. Якутске нет соответствующего полигона.

Ежегодно в республике образуется в среднем 250 млн. тонн отходов производства и потребления, из которых 199 млн. тонн составляют отходы добывающей промышленности. Каждый год жизнедеятельность населения республики сопровождается образованием 22 млн. тонн твердых бытовых отходов, которые вывозятся на полигоны, свалки для дальнейшего захоронения, так как в республике нет ни одного специализированного предприятия по комплексной переработке отходов.

В настоящее время на территории городского округа отсутствуют предприятия по переработке промышленных отходов, все отходы направляются на городской полигон, в связи с чем, возникают процессы самовозгорания и образования опасных газов. Ежегодно Якутски близлежащие пригороды образуют 186 тыс. тонн мусора, один только город Якутск образует отходов до 100 тыс. тонн/год. Городской полигон расположенный по Вилюйскому тракту 9 км, доставляет много неудобств для жителей города тем что нередко возникает самовозгорание ТБО, и его едкий дым стелется по всей долине, образовывая едкий дым со зловонным запахом гари. Токсичность фильтрата приводит к уничтожению окружающей свалку растительности. Кроме выделения фильтрата из тела свалки в атмосферу постоянно поступают газообразные продукты распада ТБО – метан, аммиак и пр. Они являются источником систематических пожаров на свалках, которые, в свою очередь, загрязняют атмосферу. Кроме того, метан является газом, способствующим разрушению озонового слоя. Так же ежегодны выбрасывается в атмосферный воздух до 100 тонн вредных веществ. Как известно, городской полигон уже исчерпал свои ресурсы по накоплению отходов, техника на полигоне находится в плачевном состоянии. Срок нормативной службы составляет от 7-10 лет.

Один из самых главных моментов обращения с ТКО – это организация вывоза мусора из частного сектора. Раньше жители частного сектора могли и не заключать договоры на вывоз мусора. В результате чуть ли не у каждой деревни появлялась несанкционированная свалка, куда местные жители сваливали свои отходы, не задумываясь о последствиях и о том вреде, который они наносят природе. А жители частного сектора, расположенного в городах, нередко устраивали свалки в оврагах или на обочинах. Или же выбрасывали свой мусор на контейнерные площадки многоквартирных домов, расположенных рядом, вызывая недовольства со стороны жильцов.

Положение усугубляется тем, что из-за отсутствия раздельного сбора, бытовые отходы выбрасываются в общий контейнер, а нередко и рядом с ним, вместе с бумагой, полимерной, стеклянной и металлической тарой, пищевыми отходами выбрасываются лекарства с просроченным сроком годности, разбитые ртутьсодержащие термометры и люминесцентные лампы, тара с остатками ядохимикатов, лаков, красок и пр. Все это под видом малоопасных ТБО вывозится на свалки, которые чаще всего устраивают в выработанных карьерах, оврагах, заболоченных местах вблизи населенных пунктов, что недопустимо с эколого-гигиенических позиций. Нередко существующие свалки называют полигонами, однако ни одна свалка не отвечает требованиям, предъявляемым к сооружениям по захоронению отходов, не имеет гидроизолирующего (бетонного, глиняного или другого) основания, препятствующего распространению токсичных загрязнений по водоносным горизонтам. Это ведет к тому, что сточные воды (фильтрат), которые вытекают из полигона в результате воздействия природных осадков и процессов в ТБО, содержат в большом объеме крайне токсичные органические и неорганические загрязнения.

Неконтролируемые процессы приводят к формированию болезнетворной микрофлоры, также усугубляющей опасность фильтрата. При отсутствии необходимой гидроизоляции фильтрат попадает в почву, проникает в подземные воды и по водостокам – в открытые водоемы, отравляя источник водоснабжения. Также следует отметить, что из-за отсутствия технологии переработки, соответствующей техники трамбовки отходов свалки расширяются на лесные и сельскохозяйственные угодья.

По данным Департамента жилищно-коммунального хозяйства на территории городского округа зафиксировано 158 несанкционированных свалок объемом 36 тыс. м3, 1029 кузовов. Несанкционированные свалки образуются вокруг частного сектора в основном от самих жителей частных домов, территории также засоряют представители транспортно-грузовых услуг и торговых предприятий, которые не хотят платить за утилизацию отходов на полигоне [1].

На начало 2011 года из Якутска ежедневно вывозилась тысяча кубометров твердых отходов. 60% поставлял жилой сектор (макулатура, остатки пищи, стекло, пластмасса) и 40% - предприятия (медицина, строительство, транспорт).

Мусоросборников было 1375, а нужно 1504 [5, с. 9].

По данным ОАО «ЯГТК» морфологический состав городских твердых бытовых отходов следующий: металл – 21%, пластик – 24%, бумага – 25%, ветошь – 12%, пищевые отходы – 15%, прочие – 3% .

80% от всех твердых отходов в Якутске – это органика. Ее можно перерабатывать – делать тот же компост – без миллиардных вложений.

Система обезвреживания ТБО в ГО «Якутск» основана на захоронении подавляющего большинства отходов (около 98%) на полигонах и неорганизованных свалках [7].

Как вариант решения данной проблемы, в Якутске планируется построить мусороперерабатывающий завод. Планы по строительству мусороперерабатывающего завода в Якутске появились давно. Чтобы решить проблему с ТБО, необходима грамотная система переработки твердых бытовых отходов.

Порядок сбора отходов на территориях муниципальных образований, предусматривающий их разделение на виды, который является ключевым документом при организации раздельного сбора отходов. Типовой порядок сбора отходов на территории городских и других поселений был разработан НИЦПУРО в 2002 году по заказу МПР России, но так и не был утвержден [3]. На региональном уровне принят Закон 677-3 №267-IV «Об отходах производства и потребления на территории РС(Я)» от 23 апреля 2009 г. [6].

Во-вторых, необходимо также бороться с экологической безграмотностью, воспитывать экологическую ответственность жителей, которая является одним из ключевых звеньев в этом деле. Это можно делать через СМИ, путем введения экологических программ в учебных заведениях.

За границей правило «бумага — отдельно, пластик — отдельно» давным-давно стало нормой. Есть даже специальные автоматы, куда предлагается выкидывать пальчиковые батарейки. Ведь они, как и люминесцентные, и энергосберегающие лампы относятся к опасным твёрдым бытовым отходам [8].

В-третьих, необходимо создать рынок вторичного сырья в России для сбыта переработанной продукции.

В-четвертых, обратить особое внимание на переработку ртутьсодержащих твердых бытовых отходов (энергосберегающие лампы, ртутные градусники и т.п.). Можно было бы построить специальные заводы по их переработке за пределами населенных пунктов. Если даже на таком заводе случится авария, то эвакуировать только рабочих будет гораздо легче, чем эвакуировать целый район и рабочих завода, если завод будет находиться в черте населенных пунктов. Также необходимо организовать пункты приема ртутьсодержащих твердых бытовых отходов. Этим могли бы заниматься магазины, продающие энергосберегающие лампы. Для того, чтобы население несло эти отходы в пункт приема, пункты приема могли бы выкупать энергосберегающие лампы за небольшую сумму или предоставлять скидки на приобретение новых энергосберегающих ламп, а заодно и принимать другие ртутьсодержащие твердые бытовые отходы, но, уже не выкупая их.

В-пятых, финансирование как федеральным, так и региональным бюджетом проектов по переработке мусора. Без поддержки государства не решить эту проблему. Одним из наиболее эффективных методов контроля за состоянием окружающей среды является мониторинг. Предлагаемая в данной работе технология комплексной переработки несортированных смешанных бытовых отходов - перспективная альтернатива дорогостоящим и экологически опасным способам переработки ТБО. Эта технология решает вопросы возврата в производство металла, полимерных материалов, макулатуры и других вторичных материалов.

Одним из следствий развития промышленности и сельского хозяйства стало обострение проблемы отходов. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах, несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Все отходы подразделяют на бытовые и промышленные (производственные). Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и в жидком, реже - в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы - совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и другие) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения. Газообразные - выбросами различных газов. Промышленные (производственные) отходы - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично свои потребительские свойства. Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина и другие), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органические растворители), газообразные (выбросы промышленных печей, автотранспорта).

На территории республики находятся захоронения, подверженные разрушению и создающие угрозу распространения особо опасных инфекций (сибирская язва, натуральная оспа). Всего на территории республики зарегистрировано 259 сибиреязвенных захоронений, из них соответствуют ветеринарно-санитарным требованиям только 73 захоронения. Угрозе затопления подвержены 28 захоронений. Также в республике имеются 39 захоронений, в которых находится вирус натуральной оспы.

Недостаточность финансирования способствует усугублению проблемы обращения с отходами производства и потребления.

Одной из серьезных проблем является ежегодно увеличивающееся число несанкционированных свалок мусора, металлолома и других отходов на территории ГО «Якутск». По большей части это касается г. Якутска и его пригородов, зеленой зоны.

На административной территории города Якутска расположены 13 мест санкционированного хранения отходов, из них 7 свалок под бытовые отходы (общая площадь 96,1373 га), 2 скотомогильника (общая площадь 2350 м2), 1 навозохранилище (площадь 180 га), 1 пометохранилище (общая площадь 71,5 га), 2 свалки по хромсодержащим отходам (площадь действующего полигона 1,5 га).

В связи с тем, что город Якутск не имеет железнодорожного сообщения с другими регионами России, особенно остро стоит проблема сбора и вывоза на переработку черного металлолома. На промплощадках и санитарно-защитных территориях предприятий накопилось свыше 10 000 тонн металлолома, не считая списанные неразделанные суда речного флоты и автотехнику. 

Наибольшее количество отходов образует:

горнорудная промышленность;

нефтегазовая промышленность;

угольная промышленность;

лесоперерабатывающая промышленность.

Экологические кризисные ситуации возникающие на территории республики, во многих случаях обусловлены негативным воздействием опасных отходов. Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность) и присутствуют в количестве, опасном для людей и окружающей природной среды.

Возникает угроза для человека и всехклеточных и безклеточных организмов - опасные отходы, содержащие химические вещества I и II класса токсичности. В первую очередь - это отходы, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды и другие вещества.

В мире серьезную экологическую опасность представляют отходы производства и потребления. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 тонне твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается. Выявлена прямая зависимость между ростом благосостояния и количеством отходов. На общее накопление ТБО влияют многие факторы. К ним можно отнести степень благоустройства зданий и наличие мусоропроводов, системы отопления, тепловой энергии для приготовления пищи, водопровода и канализации, развитие сети общественного питания и бытовых услуг, уровень производства товаров массового спроса и культура торговли, уровень охвата коммунальной очисткой культурно-бытовых и общественных организаций, климатические условия. По последним данным, производство ТБО колеблется между 0,5 и 1,2 килограмма на человека в день. Данные показатели имеют тенденцию к постоянному увеличению, что вызвано экономическим ростом стран.

Способы переработки и утилизации твердых бытовых отходов

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

- полигоны для захоронения и частичной их переработки;

- сжигание отходов на мусоросжигательных заводах; -компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

- предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

- пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700°С.

Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты – например, в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твердых бытовых отходов - сжигание на мусоросжигательных заводах. Спекание происходит при температуре 800 - 850°С. Но без должной газовой очистки с каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы), а также остается 23 килограмма золы.

На заводах по пиролизу твердых бытовых отходов при температуре 1700°С практически утилизуются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу - это доменная печь.

К новейшим отечественным разработкам относится технология комплексной переработки ТБО. Технология предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов - стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др., для их последующего использования или ликвидации).

Термообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000°С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения, предусматривается двухстадийная современная газоочистка.

Мусороперерабатывающий завод нового типа, работающий по данной комбинированной технологии, дает всего 15 % отходов.

Мусоросжигательные заводы

Мусоросжигание - это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением топлива, извлеченного из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы (как магнитные так и немагнитные) и дополнительно их измельчить. Для того чтобы уменьшить вредные выбросы из отходов, также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации. Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

Для так называемых установок массового сжигания (производительностью от 100 до 3000 тонн в сутки) капитальные затраты колеблются от 80 до 100 тыс. долларов на единицу мощности (тонна сжигаемых отходов в день). В эту цену не входит цена устройств подготовки отходов. Эксплуатационные расходы составляют около 20 долларов за тонну ТБО. При выборе вариантов утилизации ТБО следует также иметь в виду, что время, необходимое на проектирование и постройку мусоросжигательного завода, в среднем составляет 5-8 лет.

Экологические воздействия мусоросжигательных заводов в основном связаны с загрязнением воздуха, в первую очередь - мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота и диоксинами. Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.

В России мусоросжигательные заводы серийно не производятся. Говоря о социально-экономических аспектах мусоросжигания, следует отметить, что обычно строительство и эксплуатации заводов не по карману городскому бюджету и должно производиться в кредит, либо частными компаниями. Во многих случаях компания, владеющая мусоросжигательным заводом, стремится подписать договор с городом, в котором будет предусмотрена обязательная поставка определенного количества и состава ТБО в сутки. Такие условия делают фактически невозможным осуществление программ вторичной переработки или компостирования или другие значительные изменения в методах утилизации. На территории Новосибирска строительство мусоросжигательного завода невозможно еще и из-за особенностей расположения города и метеорологической обстановки, способствующей накоплению вредных примесей.

Мусоропереработка

В России эксплуатируется два типа мусороперерабатывающих заводов: одни производят компост из мусора (ленинградская схема), а другие его сжигают (московская схема). Первые производят компост, который сильно загрязнен тяжелыми металлами, а очистка от них - чрезвычайно дорогое мероприятие. Поэтому использовать этот компост на полях нельзя. Его надо депонировать. А это - новая проблема. В результате, компостирующие заводы либо остановлены из-за отсутствия сбыта продукции, либо работают не на полную мощность. Что касается мусоросжигательных заводов, то они небезопасны в экологическом плане: имеют высокотоксичные газообразные выбросы и зольный остаток. А качество пара столь низко, что использование его для городских нужд - проблематично. Эти заводы комплектуются дорогим импортным оборудованием. Его стоимость составляет порядка 100—120 млн. долларов США плюс стоимость строительных и монтажных работ. Кроме того, стоимость сжигания одной тонны отходов чрезвычайно высока 50—70 долларов. Так что анализ показывает, что обе технологии имеют серьезные экологические и экономические изъяны.

Вторичная переработка ("ресайклинг") не просто сохраняет место на свалках, но и улучшает эффективность мусоросжигания путем удаления из общего потока отходов несгораемых материалов.

Мусоросжигание уменьшает объем отходов, попадающих на свалки и может использоваться для производства электроэнергии. Хотя сжигание всех отходов без разбора - это технология прошлого, современные мусоросжигательные установки, оборудованные системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в комбинации с другими методами утилизации ТБО могут помочь справиться с потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.

Захоронение на полигонах продолжает оставаться необходимым для отходов, не поддающихся вторичной переработке, несгораемых или сгорающих с выделением токсичных веществ. И все же довольно многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты.

Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов. Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды.

Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов «ресайклинга».

Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы - сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве - вместо соломы на фермах.

Пластик - переработка пластика в целом - более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика (например, PET - двух- и трехлитровые прозрачные бутылки для прохладительных напитков) можно получать высококачественный пластик тех же свойств.

Выбрасывая мусор, мы вовсе не освобождаемся от него - даже если знаем, что он потом уничтожается на мусоросжигательных заводах, или хоронится на свалках. Все равно он возвращается к нам - в виде загрязненной атмосферы, отравленных почв и воды. Целью дипломной работы является показать, что актуальным является не уничтожение и захоронение, а переработка отходов, сочетающая в себе и экономическую выгоду, и решение экологических проблем.

Код для цитирования: Скопировать