XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

Твердые бытовые отходы (ТБО), являются многотоннажными отходами, образующимися в результате жизнедеятельности людей. ТБО представляют собой смесь сложного морфологического состава. В составе бытовых отходов присутствует: бумага – до 25 %, стекло – до 10 %, полимеры – до 15 %, металлы – до 5 %. Из твердых бытовых отходов можно выделить, переработать и вторично использовать до 15 % вторичного сырья. Для регионов, не имеющих специализированных полигонов по обезвреживанию и захоронению отходов, а также мусоросортировочных заводов, создание сети предприятий по переработке отходов является решением части проблемы создания системы экологически безопасного обращения с отходами.

Решение проблемы обращения с бытовыми отходами является актуальной для каждого муниципального образования, поскольку затрагивает комплекс вопросов, связанных с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки территорий населенных пунктов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения.

Основными направлениями по обеспечению комплексного управления твердыми бытовыми отходами являются:

- селективный покомпонентный сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продукции сбора на специализированных брикетирующих или тюкующих установках;

- селективный пофракционный сбор в местах образования «коммерческих отходов», образующихся в нежилых секторах населенных пунктов (рынки, магазины, учреждения) с последующим извлечением из них ценных компонентов комбинированными методами ручной и механизированной сортировки;

- сортировка на мусоросортировочных предприятиях.

Комплексное решение проблемы окажет положительный эффект на санитарно-эпидемиологическую обстановку на территориях муниципальных образований и позволит рационально использовать отходы, которые лишь в небольших количествах подвергаются вторичному использованию и в большей части вывозятся на полигоны ТБО.

Реализация системы управления твердыми бытовыми отходами на территориях муниципальных образований позволит:

- экономить средства местных бюджетов на захоронение отходов на полигонах;

- снизить плату за негативное воздействие на окружающую среду;

- сохранить экологическую систему поселений;

-создать новые рабочие места.

Экологическая эффективность реализации системы управления твердыми бытовыми отходами на территориях муниципальных образований заключается в следующем:

- в создании нормативно-правовой базы в сфере обращения с бытовыми отходами на всех уровнях управления;

- в уменьшении и локализации негативного воздействия отходов на окружающую среду;

- в сокращении отчуждения земель под полигоны ТБО;

- в экономии сырья и топливно-энергетических ресурсов за счет вовлечения отходов в хозяйственный оборот;

- во внедрении и создании рынка новых эффективных экологически безопасных технологий и оборудования по переработке и обезвреживанию отходов.

Социальный эффект заключается в снижении воздействия фактора загрязнения окружающей среды на здоровье населения и создании дополнительных рабочих мест в период строительства и эксплуатации объектов по переработке и обезвреживанию отходов.

Анализ причин и источников образования ТБО

Проблема бытовых отходов в настоящее время становится все более актуальной по целому ряду причин:

- С ростом населения Земли повышаются темпы производства и потребления, а значит, пропорционально увеличивается и количество отходов (Каждый из нас выбрасывает почти 400 кг мусора (ТБО) в год);

- состав отходов усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных элементов;

- отношение населения с возрастающей экологической грамотностью к традиционным методам сбора мусора становится все более отрицательным;

- экономика управления отходами усложняется, стоимость утилизации отходов возрастает;

- возникновение новых технологий утилизации отходов, в том числе современных систем разделения, использование отходов как вторичного сырья для нового производства.

Высокий темп роста накопления твердых отходов объясняется невысокой степенью их утилизации. Так, степень утилизации инертных отходов, к которым относятся вскрышные породы, золы, отдельные виды строительных отходов и др. составляет примерно 25…30%. Уровень утилизации опасных отходов еще ниже – менее 20…25%.

Источниками образования твердых бытовых отходов являются:

- жилые индивидуальные и многоэтажные дома;

- хозяйственные учреждения, магазины, культурные заведения, предприятия общественного питания, гостиницы, бензоколонки;

- коммунальные службы (снос и строительство зданий, уборка улиц, зеленое строительство, парки, пляжи);

- учреждения (вузы, школы, дошкольные учреждения, больницы, тюрьмы). Наиболее сложной задачей является утилизация ТБО, образующихся в жилых и общественных зданиях в результате жизнедеятельности населения.

Характеристика отходов и их компонентов

Морфологический и фрикционный состав ТБО

Отходы представляют собой неоднородные по химическому составу, сложные поликомпонентные смеси веществ, обладающих разнообразными физико-механическими свойствами

Воздействие отходов на окружающую среду зависит от их качественного и количественного состава (рис.1.1). В связи с этим вопросы подготовки и переработки отходов производства и потребления приобретают особое значение.

В отходы потребления входят изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. К отходам потребления относят ТБО, образующиеся в результате жизнедеятельности людей.

Примерный состав отходов, образующихся в жилых и общественных зданиях в крупных городах, приведен на рис. 1.2.

Объемы накопления ТБО и их морфологический состав разнообразны и зависят от экономических условий региона, климатических зон, времени года и многих других факторов (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Состав твердых бытовых отходов России и США

№ п/п	Компоненты ТБО	Содержание (% по массе)
		Россия	США
1	2	3	4
1	Бумага, картон	20,85	40
2	Пластмасса	6,5	8,0
3	Пищевые отходы	46,55	7,4
4	Дерево	2,15	3,6
5	Металл черный	1,8	6,5
6	Металл цветной	0,35	2
7	Кости	1.2	1,0
8	Резина, кожа	0,35	2,5
9	Текстиль	3,2	2,1
10	Стекло	4,75	6,0
11	Камни, керамика	0,85	1,9
12	Другое	11,49	19

Изменение морфологического состава ТБО в зависимости от климатических зон для условий России приведено в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Морфологический состав ТБО различных климатических зон

Компонент	Компонентный состав ТБО по климатическим зонам, %
	Средняя	Южная	Северная
Пищевые отходы	35…45	40…49	32…39
Дерево	32…35	22…30	26…35
Металл черный	1…2	1…2	2…5
Металл цветной	3…4	2…3	3…4
Кости	0,5…1,5	0,5…1,5	0,5…1,5
Резина, кожа	3…5	3…5	4…6
Текстиль	1…2	1…2	1…2
Стекло	2…3	2…3	4…6
Бумага, картон	0,5…1	1	2…3
Пластмасса	3…4	3…6	3…4
Прочее	1…2	3…4	1…2
Отсев	5…7	6…8	4…6

Средняя зона охватывает такие области как Московская, Костромская, Рязанская, Тамбовская, Пензенская, Липецкая, Воронежская. Южная зона включает Ростовскую область, Краснодарский край, Астраханскую и Волгоградскую области. К северной зоне относятся Мурманская, Архангельская, Вологодская области.

В качестве примера, на территории Пензенской области (по состоянию на 1. 01.2007г. ) накоплено 1978 тысяч тонн отходов, из них 27,4 % - бытовые отходы, при этом перерабатывается всего лишь 0,36 %. В развитых странах образуется от 0,365 до 1,1 т ТБО в год на душу населения. В Москве норма накопления ТБО составляет 1м 3 , или 0,25 т, а в среднем по России – 0,195 т на 1 человека в год.

На технологию и организацию сбора, транспортировку и параметры оборудования мусороперерабатывающих заводов большое влияние оказывает фракционный состав ТБО - процентное содержание массы компонентов, проходящих через сита с ячейками различного размера (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Ориентировочный морфологический и фракционный состав ТБО

Компонент	Фрикционный состав ТБО,% Размер фракций,мм
	более 250	150…250	100…150	50…100	Менее 50
1	2	3	4	5	6
Пищевые отходы	-	0…1	2…10	7…12,6	17…21
Картон, бумага	1…3	3…5	6…8	4…6	2…4
Дерево	0,4	0,3	0,35	0,5	0…0,6
Металл	-	0…0,3	0,3…0,55	0,6…0,8	0,3…0,5
Текстиль	0,2…0,4	0,7…0,9	0,3…0,5	0,2…0,4	0…0,9
Кости	-	-	-	0,3…0,5	0,5…0,7
Стекло	-	0…0,3	0,3…1	1…2	1…1,45
Кожа, резина	-	0…0,1	0,05…0,1	0,1…0,15	-
Пластмасса	0…0,2	0,5…1	1…2	1…2	0,2…1,3
Отсев	-	-	-	-	4…6
Другое	0,5…2	2…4	1…2	0,5…1	1…3,34

Примечание: в табл. 1.3. не вошли сведения о крупногабаритных отходах (мебель, холодильники, обрезки деревьев, крупная упаковочная тара и т.п.), т.е. ТБО, не вмещающиеся в стандартные (0,75 м³ ) контейнеры и собираемые отдельно.

Классы опасности ТБО

Как и любой продукт жизнедеятельности человека, бытовые отходы могут представлять опасность для жизни людей или быть абсолютно безвредными.

В составе ТБО встречаются отходы, относящиеся к одному из пяти классов опасности:

I класс – материалы, которые могут принести колоссальный вред людям и природе. Окружающая среда не может восстановиться после концентрирования токсичных соединений опасного мусора. К этому классу относятся различные материалы, содержащие ртуть (градусники, люминесцентные лампы и т.д.).

II класс – предметы, которые также крайне негативно влияют на природную среду, однако она может в дальнейшем медленно восстановиться (от 30 лет и более), если вовремя принять меры по ликвидации отрицательного воздействия отходов. К данному классу относятся машинные масла, аккумуляторы и пр.

III класс – материалы, которые причиняют вред окружающей среде, но при этом природа способна «залечить раны» за временной промежуток в пределах одного десятилетия. К этому классу опасности относится строительный мусор: цемент, ацетон, краски, металлосодержащая продукция.

IV класс – почти безвредные для человека и окружающей среды отходы. Загрязненная таким мусором природа может полностью восстановиться за 3 года. Данный класс составляют такие ТБО, как бумага, дерево, пластик и пр.

V класс – материалы, безвредные и для природного окружения, и для человека. К этому классу относят пищевые отходы, посуду, керамику и т.д.

Классы опасности отходов определяются на основании паспорта – документа, в соответствии с которым оценивается угроза мусора для окружающей среды и человека. Посмотреть, к какому классу по степени опасности относится тот или иной вид ТБО, можно в федеральном классификационном каталоге отходов (ФККО).

Характеристика методов обработки и переработки

В мировой практике известны более 20 методов обезвреживания, переработки и утилизации твердых отходов. Методы обезвреживания и переработки отходов до конечной цели можно разделить на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных материальных ресурсов). Переработка отходов – технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции. Утилизация отходов – более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д. Обезвреживание отходов – технологическая операция или совокупность операций, в результате которых первичное токсическое вещество или группа веществ превращается в нейтральные нетоксичные и неразлагающиеся соединения. Централизованная переработка отходов представляет собой совокупность операций по сбору, транспортированию и переработке отходов на специализированном производственном участке. Локальная переработка отходов представляет собой совокупность операций по переработке отходов, осуществляемых в зоне действия производственной установки, на которой образуются отходы. Выбор технологии обезвреживания отходов зависит от состава и свойств ТБО, а также факторов, среди которых определяющими должны быть охрана окружающей среды и здоровья населения, экономическая целесообразность. По технологическому принципу методы переработки твердых отходов подразделяются на механические, биологические, химические термические и смешанные (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Классификация методов переработки твердых бытовых отходов

К механическим методам относятся: дробление, измельчение, истирание.

К биологическим – окисление в аэротенках, окисление в биофильтрах, аэробное биотермическое компостирование и т.д.

К химическим методам относятся – методы преобразования отходов под воздействием химических компонентов.

К термическим методам относят – сжигание, пиролиз некомпостируемых фракций, слоевое сжигание неподготовленных отходов и др.

Ниже приведено краткое описание методов переработки отходов. Механические методы. Утилизация промышленных отходов связана с необходимостью либо их разделения на компоненты с последующей переработкой сепарированных материалов различными методами, либо придания им определенного вида. Для многих твердых промышленных отходов, утилизация которых не связана с необходимостью проведения фазовых превращений или воздействия химических реагентов, но которые не могут быть использованы непосредственно, применяются в основном механические методы подготовки, такие как измельчение. Обычно грубое измельчение называют дроблением, тонкое и сверхтонкое – помолом. По размеру кусков исходного отхода и конечного продукта процесс измельчения условно подразделяется на несколько классов, исходя из которых производится выбор оборудования (табл.1.4).

Таблица 1.4

Классификация методов измельчения

Класс измельчения	Размер кусков до измельчения, мм	Размер кусков после измельчения, мм
Дробление: – крупное – среднее – мелкое	1000 250 20	250 20 1…5
Помол: – грубый – средний – тонкий – коллоидный	1…5 0,1…0,04 0,1…0,02 <0,1	0,1…0,04 0,005…0,015 0,001…0,005 <0,001

Измельчение. Измельчение твердых промышленных отходов и разделение их по крупности на фракции является одним из основных процессов подготовки отходов к утилизации и имеет важнейшее значение для обеспечения высокого качества готового продукта.

Измельчение материалов производится несколькими методами – раздавливанием, раскалыванием, ударом, изломом и истиранием (рис. 1.4).

Раздавливание материала наступает после перехода напряжений за предел прочности на сжатие. Раскалывание кусков происходит в результате их расклинивания и последующего разрыва вследствие возникновения в них напряжений от растяжения. Ударное дробление – результат действия динамических нагрузок с возникновением в материале сжимающих, растягивающих, изгибающих и сдвиговых напряжений. Излом куска происходит в результате его изгиба. При истирании внешние слои куска подвергаются деформации сдвига и постепенно срезаются скользящими рабочими поверхностями измельчителя вследствие перехода касательных напряжений за пределы прочности. В зависимости от физико-механических свойств материалов выбирают следующие методы измельчения (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Методы измельчения отходов

Материал	Метод переработки
1	2
Прочный и хрупкий	Раздавливание, удар, излом
Прочный и вязкий	Раздавливание, истирание
Хрупкий, средней прочности	Удар, раскалывание, истирание
Вязкий, средней прочности	Истирание, удар, раскалывание

Существуют различные схемы измельчителей (рис. 1.5).

Процесс измельчения используют для получения из кусковых отходов зерновых и мелкодисперсных фракций крупностью менее 5 мм. При переработке твердых отходов используют агрегаты грубого и тонкого измельчения: стержневые, шаровые и ножевые мельницы, дезинтеграторы, дисковые и кольцевые мельницы, бегуны. В качестве несущей среды при сухом измельчении чаще всего применяют воздух, реже дымовые или инертные газы, а при мокром - воду. Измельчение отходов пластмасс и резиновых технических изделий проводят при низких температурах (криогенное измельчение).

В ряде случаев переработка измельченных отходов должна сопровождаться их разделением на фракции по крупности.

Для разделения кусковых и сыпучих материалов применяют различные способы:

- просеивание или грохочение;

- разделение под действием гравитационно-инерционных сил;

- разделение под действием гравитационно-центробежных сил.

Для укрупнения мелкодисперсных частиц твердых отходов используют механотермические процессы обработки твердых отходов: методы окускования (компактирования) с применением приемов гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации. Окускование отходов. Наряду с методами уменьшения размеров кусковых материалов и их разделения на классы крупности в рекуперационной технологии твердых отходов распространены методы, связанные с укрупнением мелкодисперсных частиц, использующие приемы гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации.

Гранулирование и таблетирование эти методы включают большую группу процессов формирования агрегатов шарообразной или цилиндрической формы из порошков, паст, расплавов и т.п. с целью уменьшения их объема и облегчения транспортирования и складирования перед окончательной переработкой.

Брикетирование применяют для укрупнения и придания определенной формы дисперсным материалам с целью обеспечения лучших условий транспортирования, хранения или использования в качестве готовой продукции. Брикетирование осуществляется без связующего при давлении прессования более 80 МПа, а с добавлением связующего - при давлениях 15-25 МПа. Перед брикетированием материал подвергают грохочению (классификации), дроблению (если нужно), сушке, охлаждению и другим операциям. Для этого используют штемпельные (давление прессования 100-200 МПа), вальцовые и кольцевые (до 200 МПа) прессы различных конструкций.

Прессование при высоких давлениях - один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов (свалок). Уплотненные отходы дают меньшее количество фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность возникновения пожаров, эффективнее используется земельная площадь полигона.

К методам термической переработки и утилизации твердых отходов относятся:

- слоевое сжигание неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках;

- слоевое и камерное сжигание специально подготовленных отходов в виде гранулированного топлива (освобожденного от балластных составляющих и имеющего постоянный фракционный состав) в топках энергетических котлов и цементных печах;

- пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.

Метод слоевого сжигания неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках наиболее распространен. В соответствии с этим методом помимо выполнения санитарно-гигиенических мероприятий можно получить тепловую или электрическую энергию, сократить до минимума расстояние между местом сбора отходов и мусоросжигательным заводом (МСЗ), значительно экономить земельные площади.

Некоторые виды отходов при сжигании выделяют токсичные, канцерогенные и ядовитые вещества, являющиеся прямой угрозой здоровью людей и, приносящие вред окружающей природной среде, в связи с этим, не все виды органических отходов могут быть подвержены переработке по такой технологии.

Структурная схема технологии слоевого сжигания представлена на рис. 1.6.

Пиролизу подвергается некомпостируемая часть бытовых отходов (НБО), включающая резину, кожу, пластмассу, дерево и т.д., которая не может быть переработана в компост.

Схема пиролиза отходов показана на рис. 1.7.

Пиролиз (иногда называемый деструктивной перегонокой ) представляет собой процесс термического разложения отходов без доступа или при недостатке кислорода, в результате которого происходит расщепление органической массы, рекомбинация продуктов расщепления с образованием термодинамически стабильных веществ: твердого осадка, смол и пиролизного газа.

В результате пиролиза происходит распад органического материала и синтез новых продуктов. Обе стадии процесса взаимно связаны и протекают одновременно. При этом, в определенный промежуток времени в зависимости от температуры и времени может превалировать та или другая стадия. Количество и состав продуктов пиролиза зависит от состава отходов и температуры разложения.

Общую схему пиролиза можно представить следующим образом:

Твердые отходы + Q =твердый остаток + жидкие продукты + газы+Q1 , где Q – дополнительное топливо, Q1 – вторичное топливо.

На первой стадии НБО поступают в сортировочное отделение, далее в приемный бункер пиролизной установки. Для бесперебойной работы пиролизной установки необходим двухсуточный запас хранения отходов. Из приемного бункера отходы с помощью грейферного ковша подают в промежуточный бункер, днищем которого служит пластинчатый питатель, предназначенный для загрузки отходов в реактор. В печи пиролизной установки при температуре 500….550 о С без доступа воздуха происходит термическая деструкция (пиролиз) НБО.

В результате образуется парогазовая смесь, содержащая в своем составе летучие вещества, пары смол и твердый углеродсодержащий продукт – пирокарбон.

Для использования тепла горения углеводородов и перевода ряда химических веществ (меркаптан, сероводород, циановодород и т.д.) в безвредные элементы предусматривают их дожиг в специальной камере при температуре 100 о С в потоке отходящих от печей пиролиза газов. Полученный в печи пирокарбон с температурой 450….500 о С поступает в холодильный барабан, где охлаждается до 40….50 о С, и далее по ленточному конвейеру подается на размол, предварительно пройдя электромагнитный сепаратор для извлечения остатков черного металла, и затем поступает на полигональное сито, для отделения крупных камней, а далее подвергается помолу. Измельченные частицы размером до 5 мм и менее поступают на сепарацию для извлечения оставшихся частиц цветных металлов, а пирокарбон направляют на расфасовку и затем на склад готовой продукции. Отсортированные частицы цветных металлов накапливаются в контейнерах.

Еще одним из наиболее применяемых методов переработки твердых бытовых отходов является компостирование, которое можно разделить на:

- аэробное компостирование ТБО в промышленных условиях;

- аэробное компостирование ТБО в полевых условиях;

- анаэробное компостирование ТБО.

Переработка отходов на компост – достаточно совершенный прием их обезвреживания и последующего использования. Технологический процесс аэробного компостирования ТБО в промышленных условиях (рис.1.8.) полностью механизирован.

Твердые бытовые отходы доставляются мусоровозами и разгружаются в приемные бункеры с днищами, выполненными в виде пластинчатых питателей. Из приемных бункеров отходы разгружают на ленточные конвейеры, по которым они направляются в сортировочный корпус, оснащенный грохотами, электромагнитными и аэродинамическими сепараторами, производящими первичную сортировку поступающих отходов.

Крупные некомпостируемые фракции (картонные ячейки, бумага, текстиль и т.п.) или так называемые некомпостируемые отходы (НБО) ссыпают на конвейер и направляют в бункер балласта.

Просеянный материал по конвейерам подается на технологическую линию, проходя последовательно сепараторы черного, цветного металла и аэросепараторы, выделяющие легкие фракции – пленку и бумагу. Легкая фракция отправляется потребителю, либо при отсутствии его - на пиролиз. Отсортированный черный металл конвейерами подается в бункер металла и далее на пресс. Цветной металл по конвейерам подается в бункеры – накопители. Отсортированные отходы, предназначенные для компостирования, по конвейерам подают в загрузочные устройства биотермических барабанов, где происходит биотермический процесс обезвреживания отходов благодаря активному росту термофильных микроорганизмов в аэробных условиях. Под действием развивающейся микрофлоры сложные, быстро гниющие органические вещества разлагаются, образуя компост. Разгружают биобарабаны на ленточные конвейеры, которые, перегружаясь на другие конвейеры, доставляют компост в сортировочный корпус, в котором установлены баллистические стеклосепараторы (конвейеры с быстрым движением ленты – 2….7 м/с) с пневмоотсевом пленки и инерционные грохоты. Отсортированный материал с помощью разделительной воронки помещается в различные отсеки. Тяжелые частицы (стекло, камни), обладающие большей инерцией, перемещаются в дальний отсек, а легкие фракции (компост) ссыпаются в ближний. Далее компост попадает на мелкое сито (10…15 мм) инерционного грохота, после прохода которого компост окончательно очищается от балластных фракций. Стекло и мелкий балласт ссыпаются в тележки-прицепы, а компост по системе конвейеров подается на складские площадки. Далее с помощью бульдозеров формируют штабеля компоста, которые периодически перелопачивают и при необходимости увлажняют. Время дозревания компоста на складе обычно составляет не менее 2 месяцев при высоте штабеля до 2 м. Хранение дозревшего компоста – 3 месяца при высоте штабеля до 5 м.

В городах с населением 50 тыс. жителей и более при наличии вблизи города свободных территорий применяют аэробное компостирование ТБО в полевых условиях.

При правильно организованном полевом компостировании получают компост, обеспечивая защиту от загрязнений почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод.

Существуют две принципиальные схемы полевого компостирования:

- с предварительным дроблением ТБО;

- без предварительного дробления ТБО.

В первом случае ТБО измельчают специальными дробилками; во втором – измельчение (менее эффективное) происходит за счет естественного разрушения при многократном «перелопачивании» компостируемого материала. Не измельченные фракции отделяют на контрольном грохоте. Установки полевого компостирования, оснащенные дробильносортировочным оборудованием для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства (рис. 1.9).

Измельчение ТБО осуществляется в молотковых дробилках или в небольших биотермических барабанах. Время нахождения материала в барабане не более 1 сут при вращении его с частотой до 3,5 мин ^-1 и более. Барабан обеспечивает достаточное для дальнейшей обработки измельчение ТБО за 1200….2000 оборотов, или 6….10 ч.

Затем полученный материал поступает на сито барабанного грохота с ячейками диаметром 38 мм. При полевом компостировании ТБО, доставляемые на полевой стан, разгружают в приемный бункер или на выровненную площадку. Бульдозером или специальными машинами формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования.

Для предотвращения рассеивания легких фракций мусора, интенсивного размножения насекомых и устранения неприятного запаха поверхность штабеля укрывают слоем торфа, зрелого компоста или грунта толщиной около 0,2 м. В процессе компостирования влажность материала интенсивно снижается, поэтому наряду с «перелопачиванием» и принудительной аэрацией для повышения активности биотермического процесса штабеля увлажняют.

В последние годы ведутся работы по метановому сбраживанию ТБО. Во Франции апробирована в производственных условиях технология переработки ТБО в анаэробных условиях с получением горючего газа и органических удобрений. Схема переработки ТБО методом анаэробного компостирования показана на рис. 1.10.

Технологический процесс переработки заключается в следующем.

Твердые бытовые отходы разгружают в приемный бункер, откуда грейферным краном их подают на питатель, а затем в коническую дробилку с вертикальным валом. Из дробилки измельченные ТБО перегружают на ленточный конвейер, проходящий под электромагнитным сепаратором, предназначенным для извлечения черного металлолома. Очищенные от черного металлолома отходы подают в метантенк вместимостью 500 м ³ , где их выдерживают в анаэробных условиях 10….16 сут. при температуре 25 о С с целью его сбраживания. В результате из каждой тонны отходов получают около 120….140 м ³ биогаза, часть которого из метантенка поступает в газгольдер, а другую часть компрессором через уравнительную камеру подают под давлением под слой перерабатываемых отходов с целью перемешивания сбраживаемой массы. Отработанную твердую фракцию выгружают и затем подают в шнековый пресс для частичного обезвоживания. Затем обезвоженная твердая фракция поступает в разрыхлитель и оттуда в цилиндрический грохот, в котором материал разделяют на массу, используемую в качестве органических удобрений, и крупный отсев.

Из 1 т бытовых отходов в среднем может быть получено: 410 кг органических удобрений влажностью 30 %, 50 кг металлолома и балластных фракций, извлекаемых магнитным сепаратором и отбрасываемых дробилкой, 250 кг крупного отсева, отделяемого и отбрасываемого цилиндрическим грохотом, 170 кг составляют газовые потери и фильтрат. При сжигании биогаза без предварительной очистки выделяется 23400 кДж/м ³ тепла, или после его очистки от примесей диоксида углерода и сероводорода – 35600 кДж/м ³ .

Методом анаэробного компостирования могут быть переработаны некоторые виды отходов сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности.

Помимо всех выше перечисленных методов одним из наиболее распространенных является полигонное захоронение

Полигонное захоронение

Полигоны — это охраняемая территория, оснащенная специальными постройками, которые предназначены для проведения мероприятий по сбору и утилизации мусора.

Полигоны должны быть организованы в строгом соответствии со строительными и санитарно-гигиеническими нормами, и должны отвечать ряду требований:

Расположение от сельскохозяйственной и жилой местности от 200м и больше, от лесных участков – от 500м;

Участок должен располагаться в открытой и хорошо проветриваемой местности, которая свободна от строительств и на которой есть возможность проведение каких-либо инженерных работ;

Возможность создания вокруг потенциального участка – полигона санитарно-защитной зоны занимающий около 300м;

Потенциальный участок захоронения должен иметь не далеко от себя одну качественную транспортную магистраль, которая связана с другими дорогами для беспрепятственного и быстрого выезда и въезда.

Соблюдение вышеперечисленных требований позволит минимизировать вред, наносящийся экологии

Для свалки выбирают открытые территории, удаленные от мест проживания людей. Рядом не должно быть водоемов. На площади 3 км создают санитарно-защитную зону. Расстояние между захороненным мусором и грунтовыми водами должно составлять не менее 2 метров.

На полигонах используется наземный и подземный способ захоронения. Для наземного хранения подходит мусор с минимальным содержанием вредных веществ. Для подземного захоронения используют специально оборудованные шахты или скважины. Туда помещают радиоактивные и опасные отходы.

Утилизация твердых бытовых отходов при помощи захоронения является самым древним и самым дешевым методом.

Суть метода заключается в обычном закапывании гетерогенного мусора в верхнем слое земли.

Преимущества этого способа утилизации заключается в относительной дешевизне, также захоронение не требует захвата больших участков земель и крупных и постоянных финансовых затрат.

Недостатками же является то, что отходы, которые были захоронены в почве разлагаясь, отравляют ее, тем самым на таком участке земли невозможно проводить ни земледельческие, ни скотоводческие работы и нельзя осуществлять новые строительства. Кроме этого при разложении отходы выделяют на поверхность земли массу ядовитых веществ, что наносит значительный ущерб экологии и здоровью человека.

Поэтому во многих странах отказываются от полигонов, как от способа утилизации ТБО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема обращения с отходами, в том числе и с твердыми бытовыми отходами, есть и будет оставаться актуальной в будущем, поскольку человек не может существовать, не производя отходов своей жизнедеятельности.

Традиционная схема сбора, удаления и утилизации отходов даже с применением мусоросжигательных заводов постепенно изживает себя. На смену ей приходит схема с предварительной сортировкой отходов, отправкой части из них на пункты приема вторсырья, с обработкой других компонентов для получения товарной продукции и с минимумом остатков, подлежащих захоронению. Применяемые при этом технологические процессы и аппараты переработки отходов производства и потребления практически не загрязняют окружающую среду.

В данной курсовой работе были рассмотрены основные современные методы переработки и утилизации твердых бытовых отходов.

Код для цитирования: Скопировать