Главная страница
qrcode

Статья по химии. Методы утилизации твердых бытовых отходов


Скачать 28.34 Kb.
НазваниеМетоды утилизации твердых бытовых отходов
Дата17.07.2020
Размер28.34 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаСтатья по химии.docx
ТипДокументы
#40809
Каталог

УДК 502.7; 658.567

Методы утилизации твердых бытовых отходов.

Студ. А. И. Отченашенко, А. Н. Корнеева канд. тех. наук,

В.В. Корнеева канд. тех. Наук
Воронежский Государственный Технический Университет
В данной статье рассматриваются методы утилизации твердых бытовых отходов, влияние твердых бытовых отходов на жизнь человека.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, обезвреживание и утилизация отходов, вторичные ресурсы, система обращения с отходами, селективный сбор, экология.
В настоящее время в России в сфере обращения с твердыми бытовыми отходами наиболее распространены такие методы, как складирование на полигонах, компостирование и сжигание. Основная масса бытовых отходов вывозится из поселений на свалки и полигоны, занимающие в стране свыше 40 тыс. га земли; кроме того, около 50 тыс. га составляет площадь заполненных свалок. Анализ существующего положения с отходами в стране показывает, что повсеместно отмечается сложная ситуация в системе их устранения, главным образом из-за непропорционального ежегодного их роста, приводящего к острой нехватке мест, отводимых под свалки, которые являются экологически опасными объектами. Существующая в городах России система сбора твердых бытовых отходов является унитарной и не предусматривает разделение потоков отходов на различные фракции, выделение опасных отходов из общего объема, сбор вторичного сырья. Причиной тому является отсутствие механизма мотивации участников процесса сбора отходов. Имеющийся отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о возможности внедрения системы селективного сбора, которая должна основываться на действенных мотивах, как для населения, так и для других участников 
Отходы – это продукты, образовавшиеся как побочные, бесполезные или не желательные в результате производственной и непроизводственной деятельности человека и подлежащие утилизации, переработке или захоронению [8, с. 2]. Наиболее распространенными отходами потребления являются твердые бытовые отходы (ТБО) – отслужившие свой срок в быту товары и изделия, а также ненужные человеку продукты или их остатки, образовавшиеся в системе городского хозяйства [9]. ТБО – многотоннажные потребления жилого и нежилого секторов, представляют собой гетерогенную смесь сложного неоднородного морфологического состава (пищевые и растительные отходы, макулатура, текстиль, стекло, черные и цветные металлы, пластмассы, дерево, кожа, резина и пр.). Проблема твердых бытовых отходов (ТБО) характерна для любого города. Генеральная стратегическая линия решения проблемы ТБО − переход от полигонного захоронения отходов к их промышленной переработке. В странах ЕС полигонное захоронение ТБО запланировано свести к минимуму. Это требование предъявляется ко всем странам, стремящимся стать членами ЕС. В России также весьма важно создать обоснованную систему управления ТБО [10, с. 16].

Под управлением ТБО понимается технологический процесс, включающий системно связанные между собой операции их сбора, удаления (транспортировки), сортировки, переработки, утилизации и захоронения. На сегодня в России каждая из операций существует как бы сама по себе. Управление ТБО в российских городах сводится к организации их контейнерного сбора и своевременного удаления из мест образования. В городе образуется один поток ТБО (все отходы собирают «в одну кучу»). При этом не делается различия, куда этот поток направлять − на захоронение, в сортировку или на сжигание. Захоронению в России подвергают 97−98% образующихся ТБО.

Одной из самых важных экологических проблем крупных населенных пунктов считается проблема утилизации всех типов отходов. Отходы представляют огромную опасность для здоровья человека и животных, нарушают внешний вид городов. Однако, в отходах могут храниться и ценные элементы, которые могут применяться в качестве вторичного сырья. Источниками образования отходов могут быть жилые и общественные учреждения, промышленные предприятия или общественные территории. Классификация городских отходов приведена в табл.1 [2].

Таблица 1 - Классификация городских твердых отходов
Места создания
По натуральному составу
Бытовые отходы жилых помещений
Пищевые отходы, стекло, авторезина, бумага, металл, пластик, древесина.
Бытовые отходы учреждений административного и управленческого назначения
Бумага, стекло, ткани, дерево, смет, лампы и т.д.
Отходы предприятий общественного питания или рынков
Отходы пищи, кости, бумага, стекло, древесина и т.д.
Отходы территорий общественного пользования
Уличный смет, бумага, стекло, опавшие листья и т.д.
Отходы лечебных и санитарноэпидемиологических учреждений
Текстиль, бумага, пластмасса и т.д
Промышленные отходы
Металл, пластик, масла, дерево и т.д.
Основная часть твердых отходов представляет собой бытовые отходы, состав которых показан в табл. 2 [2]. На методику сбора и удаления отходов может повлиять фракционная структура твердых бытовых отходов (ТБО). До 75% массы твердых отходoв имeют размер меньше 85-98 мм. Средняя плотность ТБО в разных городах равняется примерно 0,19 – 0,23 т/м3. Влажность твердых бытовых отходов зависит от бумаги и отходов пищи, которые содержатся в них, а также зависит от их исходной влажности и от условий хранения на сборочных местах. Влажность составляет 30-58%. Максимальная влажность обычно наблюдается осенью. К тому же, компоненты твердых бытовых отходов обладают удельной теплоемкостью в пределах 2100-2500 Дж/(кг0С) [2].

Таблица 2 - Морфологический состав ТБО (% по массе)
Элементы


Климатическая зона РФ
Средняя
Южная
Северная
Бумага, картон
33-39
22-30
20-24
Пищевые отходы
32-45
32-42
30-37
Дерево
1-3,5
1,5-2
2,5-6
Металл
2-3
2-3
3-7
Текстиль
4,5-5,5
6-7
5-7
Кости
0,5-3
1-2
1-4
Кожа, резина
1-7
2-4
3-8
Камни
1-3,5
1-2,5
2-3,5
Пластикат
1,5-2,5
1-3
2-3
Остальное
0,5-1
1-3
2-3
Отсев (менее 15 мм)
6-15
10-19
7-14


Ресурсы твердых бытовых отходов безграничны. В среднем годовое количество бытового мусора, приходящегося на одного европейского жителя, в городах составляет 500 кг, а в сельской местности около 200 кг [2].

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ [2] практически все промышленные отходы можно поделить на 4 класса опасности: 1-ый класс – чрезвычайно опасные отходы; 2-ой класс – высоко опасные отходы; 3-й класс – умеренно опасные отходы; 4-й класс – малоопасные отходы.

Заключительным этапом обезвреживания многих городских промышленных отходов, которые не могут быть утилизованы, в нынешнее время является сжигание (кроме токсичных веществ). Доказательствами этого факта являются опыты в Дании, Финляндии, Швеции, России и в других странах[3,4]. Ликвидация и обезвреживание отходов являются непростой санитарной, экологической и технической проблемой. По способу применения отходов их обезвреживание подразделяют на утилизационное, которое может помочь решить задачи экономии топливных и энергетических ресурсов, и ликвидационные технологии, которые направлены на соблюдение санитарногигиенических требований[2]. Наиболее часто в городах применяют ликвидационные методы. Например, механический метод - это обезвреживание отходов на полигонах. Также используют термический метод, при котором отходы сжигают. Еще весьма популярен и утилизационный биологический способ, который предусматривает компостирование отходов. 80-85% абсолютно всех твердых отходов складируются на свалках и полигонах. При складировании отходов в виде насыпных холмов или в карьерах и оврагах возникает опасность загрязнения грунтовых вод фильтратом. Также это приводит к загрязнению окружающей среды легкими фракциями отходов[2, 4]. Полигоны должны гарантировать абсолютную санитарно - эпидемиологическую безопасность народонаселения, предотвращать загрязнение почвы, подземных вод и воздуха. Полигоны твердых бытoвых и промышленных отходов имеют широкий спектр действия на природную среду. Весьма разные по сoставу отходы при контакте с геoлогической средой переносят сложные химические или же биохимические изменения. Полигоны химически воздействуют на окружающую среду за счет выделения вредоносных элементов с эмиссиями фильтрата газовых выбросов и при разносе твердых отходов. Биогенное влияние проявляется в размножении многих видов птиц, насекомых, млекопитающих [2, 4]. При масштабном складировании отходов могут накапливаться скрытые опасные загрязняющие вещества, перемещение которых продолжается очень долго и даже после того, как полигон закроют, происходит разложение отходов, и экспортация веществ из тела полигона совершается до устойчивого равновесия с окружающей средой [5, 6]. Из-за данных процессов более 100 млн россиян из 148,7 млн по экологическим соображениям живут в неблагоприятных условиях. Практически 50% населения вынуждено использовать воду, качество которой не отвечает установленному [5]. Анализ, который проводился на свалках и полигонах, показал превышение предельно допустимой концентрации содержания диоксида азота в 1,02 - 2,5 раза [2]. При этом существенно увеличивается список выявленных токсичных газов. В атмосфере на месте горения свалок обнаружены также оксиды серы, азота, аммиака и бензола в количествах, которые в десятки или даже в сотни раз превышают ПДК. Также в атмосферном воздухе обнаружены большие концентрации свалки целого ряда токсичных соединений: канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, таких как, флуорен, фенантрен, антрацен, пирен; предельных и непредельных углеводородов - метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен; обнаружен целый ряд фенолов, замещенных нафталинов и фенантренов [6]. Чтобы сократить количество бытовых отходов, которые подлежат обезвреживанию и извлечению из них вторсырья, используют механизированную сортировку ТБО на специализированных заводах, которые называются мусоросортировочными заводами. В большинстве случаев из твердых бытовых отходов извлекают черные и цветные металлы, бумагу, стекло, также органические вещества, которые используются в последующем производстве [2, 4]. Основная масса ТБО вывозится из населенных пунктов на свалки и полигоны. Они занимают в нашей стране более 40 тысяч га земли. В Нижнекамске, как и во многих других российских городах, на сегодняшний день основным способом удаления отходов является система несменяемых мусоросборников: это большие контейнеры, сделанные из металла емкостью 0,80 м3, а так же мусороуборочные машины, которые используются для перевоза мусора. Проанализируем термические методы обезвреживания твердых бытовых отходов. К ним относятся сжигание отходов и пиролиз. Достоинствами термических методов являются: полное обеззараживание отходов в наикратчайшие сроки; использование теплоты, образующейся при сжигании отходов, для выработки тепла и электроэнергии; извлечение жидкого топлива и горючих газов (при пиролизе) [5]. В настоящее время наибольшую распространенность получает новейший метод термической переработки – пиролиз. Сущность его заключается в том, что после нагрева отходов в бескислородной или в малокислородной среде происходит химическое разложение органического вещества, которое содержится в них, и образуется пар, жидкая фракция и газ с выделением твердого остатка. В процессе пиролиза совершается сушка, сухая перегонка, газификация и горение коксового остатка [2].

В данное время проблема переработки твердых бытовых отходов или просто отходов является очень актуальной, так как ее решение приведет к нормальной жизнедеятельности населения городов и поселков, санитарной очистке городов, охране окружающей среды и ресурсосбережению. Большой проблемой также является и то, что помимо твердых бытовых отходов на территории Нижнекамска и его окрестностях из-за большого количества строящихся объектов возникает огромное количество строительного мусора. Из-за большой концентрации промышленных предприятий в Нижнекамске существует вероятность накопления отходов, которые представляют опасность для населения города и его окрестностей. В целях избежания возникновения данной ситуации наиболее крупные предприятия города Нижнекамска, такие как ПАО «Нижнекамскнефтехим»,ОАО «Нижнекамскшина», прибегают к современным методам утилизации отходов, таким как компостирование – химикобиологический процесс разложения органической части ТБО с участием микроорганизмов. Существуют также способы компостирования пищевых отходов. Они применяются на Нижнекамском хлебокомбинате. Применяется также такой метод, как мусоросжигание. Сжигание дает возможность примерно в 3-4 раза уменьшить количество отходов, устранить неприятный запах, выделение токсичных жидкостей и развитие бактерий. Рассмотрим утилизацию и обезвреживание отходов в ПАО "Нижнекамскнефтехим". Для утилизации отработанного хромового катализатора компанией ООО "ИНРЕДТЕХ" была разработана «Экстракционная технология утилизации отработанных хромовых катализаторов» [7]. Эта технология направлена на утилизацию и обезвреживание токсичных отходов. Она дает возможность обесхромить до предельной допустимой концентрации данные виды отходов и вернуть полученный хром в виде кондиционных соединений Cr(VI) При складировании промышленных отходов вместе с твердыми бытовыми отходами на полигонах допустимое число токсичных промышленных отходов нормируется. Выполнение санитарно-гигиенических требований по охране атмосферного воздуха, почвы, грунтовых и поверхностных вод – главное условие для того, чтобы принять промышленные отходы на полигоны твердых бытовых отходов [2]. Таким образом, выбор метода обезвреживания твердых бытовых отходов осуществляется в зависимости от местных условий и обуславливается технико-экономическими показателями при учете санитарноэпидемиологической обстановки, условий климата, численности населения города или сельского поселения.

Список используемой литературы:

 Кирсанов С. А., Мустафин Г. В. «Мировой и российский опыт утилизации твердых бытовых отходов» [Электронный ресурс]. Статья. Вестник Омского университета. Серия «Экономика». 2014. № 2. С. 114–120.
  • Н.И. Абрамкин, Науки о земле, 10. 2. 3-10 (2010).
  • ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»
  • С.В. Куксов, Л.А. Осипова, Е.Н. Щербакова, Вестник Астраханского государственного технического ун-та, 7. 3. 185-188 (2005)
  • К.В. Николаева, Вестник Казан. технол. ун-та, 17. 7. 191-194 (20014).
  • А.Г. Лапенкова, Вестник Волгоградского государственного университета. Исследования молодых ученых, 9. 6. 109-113 (2007).
  • Разработка технологий. [Электронный ресурс] URL: http://inramtech.ru/tehnologiya-utilizacii-otrabotannog2, 2014.
  • Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Технологии сточных вод (инженерная защита гидросферы) // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. ВИНИТИ, 2010. № 6. 128 с.
  • Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. Проблема твердых бытовых отходов глобальная проблема XXI века. Сервис в России и за рубежом. № 1 (20). 2011.

  • перейти в каталог файлов


    связь с админом