На сегодняшний день следует обратить внимание на острый вопрос загрязнения окружающей среды твердыми коммунальными отходами. В развитых странах проектируются новейшие технологии, благодаря которым можно сокращать объемы утилизируемых отходов. Утилизационная отрасль в нашей стране испытывает потребность в промышленных передовых технологиях, современном оборудовании по комплексной переработке отходов и нуждается в развитии. Но основные предложения по решению данной проблемы опираются на зарубежные дорогостоящие технологии. В 2016 году правительством был принят федеральный закон, в котором было дано понятие «твердые коммунальные отходы (ТКО)». ТКО представляют собой мусор, образующийся ввиду ежедневной деятельности человека. К этому понятию также относятся бытовые остатки, образующиеся в процессе деятельности юридических лиц.
Каждый год территория нашей страны наполняется тоннами твёрдых коммунальных отходов. Экологическую проблему представляет нерациональное складирование мусора в предназначенных для этого территориях. Существуют различные варианты утилизации ТКО.
Захоронение твёрдых коммунальных отходов наиболее экономный способ утилизации мусора, но существует ряд недостатков, связанных с его использованием. Процессы разложения бытовых отходов приводят к выбросу во внешнюю среду отравляющих веществ. Это приводит к загрязнению отведённых территорий. Местность, где производится захоронение мусора, непригодна для иных вариантов использования. Данные территории должны располагаться в удалении от охраняемых территорий, населённых точек, водных объектов.
Сжигание — востребованный способ утилизации ТКО. После сжигания мусора остаётся зола, которую отвозят на выделенные полигоны. Скопление золы сказывается на состоянии окружающей среды. Ведутся разработки по совершенствованию данного метода утилизации и созданию газоочищающей техники.
В процессе переработки и утилизации твердых коммунальных отходов достаточно часто используют метод компостирования. Предварительно перед компостированием производится сортировка отходов. Формируются компостные кучи, в которых размещается мусор. Активность микроорганизмов приводит к разложению органических частиц отходов. Проблема компостирования — возникновение резких неприятных запахов на территории, где производится утилизация.
Переработка экономит ресурсы и сохраняет экологию в стране. Основная часть твёрдых коммунальных отходов пригодна для дальнейшей переработки и производства вторичного сырья.
Основа процесса технологии пиролизной утилизации отходов опирается на термохимическую деструкцию твердых углеродсодержащих материалов в бескислородной среде при низких температурах пиролиза в реакторе барабанного типа. Вращающиеся печи активно применяют во всем мире для переработки твердых промышленных и бытовых отходов, а также с целью очищения сточных вод. Что касается практического применения, то можно сказать о том, что барабанные вращающиеся печи — самые оптимальные термические реакторы, перерабатывающие крупнокусковые отходы различного состава вне зависимости от какой-либо структуры. Сухой пиролиз при температуре 400–500 °C следует отнести к наилучшему методу в области утилизации твердых отходов термическим способом.
По итогу реализованной термохимической деструкции сырья в реакторе при наличии бескислородной среды образуется парогазовая смесь и твердый остаток. При охлаждении продуктов на выходе выделяются жидкие топливные фракции, после чего отделяется вода, образуя горючий пиролизный газ.
Построение блочно-модульного комплекса позволит организовать проект утилизационного производства наиболее высокой мощности в сравнении с действующими аналогами. Результативность предприятия отображается количеством реакторов, каждый из которых перерабатывает до 6–8 тонн перерабатываемых отходов в сутки. Показатели получаемого газа в единицу времени напрямую зависит от количества параллельно функционирующих реакторов в пиролизной технологии. Одновременная работа пяти и более реакторов позволит обеспечить технологический процесс собственным газом. Отработанный газ вместе с топливными фракциями используется для выработки пара и генерации электроэнергии на установках малой мощности.
Низкие температуры пиролиза, исключение нахождения в переработанном мусоре хлорсодержащей составляющей, реализация термической деструкции в бескислородной среде позволяют создать условия для устранения образованных диоксинов, что характеризует процесс утилизации твердых коммунальных отходов высокой экологичностью. Для отсутствия твердых загрязняющих веществ в дымовых газах требуется использовать трехступенчатую мокрую очистку парогазовой смеси и применять в реакторах газовые горелки.
Весь процесс во время сушки или пиролиза характеризуется образованием водяного конденсата. Сточная вода подается на местные очистные конструкции для нейтрализации органических кислот и уменьшения концентрации вредных веществ до уровня ПДК с последующим сбросом в канализационную сеть.
Деструкция твердых органических веществ под действием высоких температур в составе твердых коммунальных отходов сопровождается наличием газовой фазы и углеродистого остатка в виде порошка. По завершении пиролиза углеродистый остаток транспортируется из реактора закрытым способом в накопительный бункер. Неблагоприятное воздействие пиролизных мероприятий по утилизации твердых коммунальных отходов на окружающую среду может быть в полной мере исключено, если осуществить точный расчет производственного и технологического процессов совместно с детальным контролем на каждом этапе утилизации.
При расчетах экономических показателей утилизационного комплекса за основу берутся среднестатистические значения показателей эксплуатации утилизационных линий российских предприятий, с которыми возможны долгосрочные отношения по реализации утилизационных процессов. При сортировке твердых коммунальных отходов следует принимать массу отбираемого крупного мусора не более чем 5 % от общей массы. Затем на сепараторе мелкой фракции удаляются высоковлажные пищевые отходы, грунт, песок. Фракции вторсырья, такого как картон стекло или бумага, отбираются на сортировочном конвейере. При этом общая масса сортируемых фракций не должна превышать 15 %. Важным условием разделения отходов является отбор хлорсодержащих веществ для возможного устранения диоксинов в реакторе.
Незадействованный поток твердых коммунальных отходов после разделения выглядит как порошковообразная субстанция влажностью около 35 %. Для утилизационного комплекса производительностью 200 тысяч тонн твердых коммунальных отходов в год (572 тонн в сутки) излишки сортировки по массе составят 360 тонн в сутки.
Литература:
- Максимов И. Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки — аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
- Багрянцев Г. И., Черников В. Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки — аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
- Бикбулатов И. Х., Шарипов А. К. Термическая обработка осадков сточных вод в изолированных иловых картах / Инженерная экология. 2001, № 1, С. 16–21.
- Дмитриев В. И., Коршунов Н. Н., Соловьев Н. И. Термическое обезвреживание отходов хлорорганических производств // Химическая технология, 1996, № 5.
- Наркевич И. П., Печковский В. В. Утилизация и ликвидация отходов технологии органических веществ. М.: Химия, 1984.
- Перспективные технологии очистки сточных вод промышленных предприятий. — Алма-Ата. КазНИИТИ. 1991.
- Правила охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в РФ от 15.07.94.
- Методическое пособие для самостоятельной работы по «Безопасности жизнедеятельности» для студентов биотехнологического факультета. / Г. Л. Алексеева, Л. П. Лазурина. — Курск, КГМУ, 2004. — 89 с.
