Постепенно к людям приходит понимание того, что необходимо принимать активные меры по утилизации этих отходов. Новые технологии утилизации отходов

В настоящее время в мире накопилось и продолжает накапливаться огромное количество отходов жизнедеятельности человека. Эти отходы, а их насчитывается миллиарды тонн, отравляют воздух, землю и воды. Постепенно к людям приходит понимание того, что необходимо принимать активные меры по утилизации этих отходов.

В развитых странах стремятся решать экологические проблемы в комплексе, как путем усовершенствования производственных технологий, сбора и переработки вторичных ресурсов, так и путем разработки новых технологий утилизации отходов. Применяемые технологии Общепринятый метод размещения как опасных, так и твердых бытовых отходов - полигонное захоронение. По оценкам специалистов, в европейских странах ежегодно образуется 24 млн. тонн опасных отходов, из них 75% захоранивается. При этом полигонное захоронение считается наименее предпочтительным для отходов, которые можно иными способами рециклировать, утилизировать или использовать другими путями. В странах Европейского Союза более популярно по сравнению с непосредственным размещением отходов на полигонах - мусоросжигание.

Возникшее изначально как средство обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО) мусоросжигание впоследствии превратилось в развитых странах в энергетическую индустрию, так как по тепловому эквиваленту 1 тонна ТБО приравнивается к 0,5 тонны угля. Мусоросжигание позволяет значительно снизить объем и вес отходов; преобразовать вещества (в том числе и опасные) в инертные твердые; разрушить вещества, которые бы приводили к образованию биогаза при непосредственном захоронении на полигонах, возможна утилизация энергии за счет сжигания органических компонентов отходов. К недостаткам мусоросжигания относят обычно высокие затраты по сравнению с другими видами переработки (от 280 до 750 долл. на одну тонну годовых отходов); проблемы эксплуатации вследствие переменного состава отходов и использования шлаков и золы; не все виды отходов можно сжигать; возможность рассеивания в окружающую среду веществ, образующихся в процессе сжигания.

Метод сжигания широко используется в мире для утилизации ТБО уже много лет. Однако существующие способы сжигания преимущественно в слое на колосниковых решетках при температуре 700-800° С уже не отвечают современным экологическим требованиям. При таком сжигании образуются токсичные газообразные продукты, большое количество вторичных отходов, содержащих опасные органические соединения. Использование для сжигания воздуха приводит к большому удельному выходу дымовых газов, что усложняет и удорожает их очистку. В начале 90-х годов ситуация резко изменилась.

В США, например, было приостановлено около 250 проектов по мусоросжиганию, так как оказалось, что мусоросжигательные установки выбрасывают через свои дымоходы огромное количество канцерогенных и химических веществ. S качестве альтернативы сжиганию при температурах 700-800 °С за рубежом в настоящее время интенсивно ведутся научно-технические разработки по созданию процессов и агрегатов по высокотемпературной (1350-1600 °С) переработке ТБО. Утилизация строительного лома: опыт Европы Еще в недавнем прошлом старые здания, не представляющие никакой ценности, попросту сносили до основания, а материал лома вывозили на свалку. Сегодня существует другой подход к этой проблеме и связано это, в основном, с экологическими последствиями.

Теперь здания сносят выборочно, а затем материалы по возможности повторно используются. С каждым годом требования, предъявляемые в Европе к растущей индустрии сноса и утилизации элементов разрушения, возрастают. В мире ежегодный объем строительного лома составляет около 2.5 млрд. тонн. Однако специалисты считают этот показатель заниженным, поскольку при сносе построек вес лома по отношению к площади зданья составляет 200-1000 кг/м2. Доля мусора со стройплощадок и строительного лома (МССЛ) оценивается в размере 20% от общего объема всех видов отходов. От этой доли строительный лом составляет 70%. В Европе ежегодный объем МССЛ превышает 180 млн. тонн. Если к этой цифре добавить еще грунт и отходы, получаемые в результате земляных и дорожных работ, то вес общей массы достигнет 470 млн. тонн Повторно используется лишь 28% МССЛ, а остальное же свозится в отвалы или сжигается.

Для Европейской комиссии захоронение отходов МССЛ представляет проблему из-за их больших объемов и экологической опасности, так как строительные отходы зачастую содержат асбест и свинец, которые на Западе считают опасными для здоровья. В различных странах ЕС эта проблема решается по-разному. Поэтому Комиссия намерена гармонизировать способ решения проблемы путем принятия соответствующего законодательства. Было проведено исследование, которое позволило сделать следующие выводы • положение в ЕС в этой области неудовлетворительное и вызывает опасения, в ряде стран достигнуты определенные успехи; существуют возможности по изменению ситуации к лучшему с повторным использованием МССЛ; • цены заполнителей, полученных из натуральных материалов и после переработки МССЛ, практически одинаковы, транспортные расходы являются лимитирующим фактором, и поэтому место переработки не должно находиться на удалении более 25-30 км, технология переработки значительно влияет на ее стоимость, более простые технологии являются более экономичными, но требуют выборочного сноса и сор-1ировки на месте; • в Европе нет ни одного простого решения данной проблемы, и наиболее эффективной может стать только комбинация командно-фискальных и добровольных мер. Повторное использование МССЛ в 1993-1997 г. Страна ЕС МССЛ, млн. т % повторного использования % кладки в отвалы или сжигания Германия 59 17 83 Франция 24 15 85 Великобритания 30 45 66 Италия 20 9 91 Испания 13 95 Нидерланды 11 90 10 Бельгия 7 87 13 Австрия 5 41 59 Португалия 3 95 Дания 3 81 19 Греция 2 95 Швеция 2 21 79 Финляндия 1 45 55 Ирландия 1 95 Люксембург 0 нет данных нет данных Всего по ЕС 180 28 72 Отдел по использованию отходов Европейской комиссии следующим образом формулирует свои подходы к решению задачи по увеличению объемов утилизации МССЛ: • ограничить укладку МССЛ в отвалы различными мерами, в том числе путем запрещения укладки без обработки покрывающего слоя, повышением платы за отвал; • избежать дискриминации по отношению к утилизированным материалам; • выборочный снос строений — важный фактор при утилизации лома, и его следует поощрять или даже узаконить; • для избежания загрязнения МССЛ необходимо отделять асбест и другие опасные материалы; • перед сносом постройки необходимо разработать план утилизации лома; • организации и специалисты, занимающиеся сносом, должны иметь соответствующую квалификацию, а применяемые для этого техника и методы должны предотвращать загрязнение окружающей среды.

В настоящее время имеются значительные возможности для улучшения ситуации в деле утилизации лома. Старый асфальт может быть нагрет и повторно уложен в дорожное покрытие. Бетон и кирпич можно с помощью дробления превратить в крупный заполнитель, арматурная сталь всегда будет востребована, и даже некоторые пластмассы, такие как ПХВ, могут быть регенерированы. Но, как и в большинстве случаев, финансовая сторона дела оказывает решающее влияние. В Европе наибольшую стимуляцию вопрос утилизации получил из-за цен на отвалы Они в зависимости от страны, вида лома и месторасположения колеблются от 4 до 150 евро за тонну. Поэтому иногда оказывается более выгодным потратить средства, время и усилия на утилизацию МССЛ. Наиболее распространенным перерабатываемым материалом является бетон, переработки и использования которого существует много способов.

Техника для переработки бетона получила значительное развитие, особенно в виде мобильных установок. Хотя подобные установки производят с начала этого века, наибольший прогресс был достигнут в 90-х годах. В последние 10 лет эти установки стали компактными и маневренными. Как правило, они монтируются на шасси грузовиков Число фирм-производителей мобильных установок по переработке бетона резко возросло Одновременно увеличилось число фирм, выпускающих машины и приспособления для сноса зданий. Реализуемый на рынке заполнитель после его утилизации должен быть снабжен надлежащими характеристиками. В Европе создана Европейская ассоциация по сносу, которая намерена в 2001 году ввести систему лицензирования подрядных фирм, выполняющих работы по сносу. Согласно этой системе, фирма не будет допущена к участию в тендере на выполнение работ за счет государственных средств, если она не будет иметь лицензии. По инициативе Ассоциации в сентябре 2000 года в Голландии будет проведена первая международная выставка по сносу зданий и утилизации материала "Идренс-2000". Проблема утилизации отходов в Украине В населенных пунктах Украины ежегодно накапливается около 35 нлн. м куб. твердых бытовых отходов (ТБО), которые вывозятся на 770 свалок и утилизируются на 4 мусоросжигательных заводах.

Сжигается не более 3% от общего объема накопленных бытовых отходов. Паспортизация мест складирования ТБО, которая проводилась органами государственного санитарного контроля, свидетельствует о том, что большинство (85-90%) из них не отвечают требованиям экологической безопасности; 43% — потенциально опасные с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха; 34% — грунта; 28% — грунтовых вод; 23% — поверхности водоемов. Характерной особенностью проблемы санитарной очистки в сельских населенных пунктах является повсеместное отсутствие предприятий по сбору, вывозу и утилизации твердых бытовых отходов, а также их складирование в природных рельефных углублениях, что представляет серьезную экологическую опасность. Вместе с мусором на свалки попадает около 150000 тонн вторичного сырья (лома черных и цветных металлов, бумаги, резины, полимеров и текстиля), но проблема их промышленной утилизации почти не решается.

Новые экономические взаимоотношения и демонополизация сферы услуг обусловили структурные изменения на предприятиях санитарной очистки, в результате которых были созданы предприятия различных форм собственности, конкурентная деятельность которой не всегда подкреплена нормативно-правовой базой. Учитывая сложившееся положение, в июне 1999 года Госстроем Украины была утверждена "Концепция переработки бытовых отходов в населенных пунктах Украины". Предполагается, что реализация основных положений концепции должна начаться с разработки "Государственной программы переработки твердых бытовых отходов", целью которой является детальная разработка основных направлений государственной политики в этой области, конкретных мероприятий, источников и объемов финансирования, сроков осуществления. Основными источниками токсичных отходов в Украине являются более 2500 промышленных предприятий. Ежегодный прирост отходов первого, второго и третьего уровней опасности (по европейским стандартам) достигает 3,5-8,1 млн. тонн.

Значительная часть объектов локализации токсичных отходов чрезвычайно опасна для окружающей среды в связи с миграцией токсичных компонентов. Сами же токсичные отходы часто являются вторичными ресурсами, которые при определенных условиях использования могут представлять собой значительную ценность. Для решения всего комплекса вопросов, связанных с опасными отходами, Министерством экологической безопасности был разработан проект Программы переработки опасных отходов. Программой определена стратегия и основные направления в сфере переработки токсичных отходов. Проблема рассматривается на трех уровнях — общегосударственном, региональном, местном (объектном). В направлении ограничения создания токсичных отходов основные мероприятия должны базироваться на совершенствовании технологических циклов действующих предприятий.

В направлении уменьшения накоплений, обезвреживания и удаления отходов операции должны осуществляться в специально отведенных местах или объектах с созданием соответствующих полигонов, оснащенных типовыми модульными комплексами. В состав полигонов входят завод по обезвреживанию и утилизации; площадка захоронения; гараж спецтранспорта. Еще в 1996 году отделом "Полигон" Киевпроекта по заказу Госстроя Украины была выполнена "Разработка научно-технических и проектных решений схем региональных полигонов обезвреживания, утилизации и захоронения твердых промышленных отходов на основе базовых технологий и модульных установок". В Украине разработана своя технология утилизации отходов Необходимость обеспечения экологической безопасности и повышения экономической эффективности утилизации отходов вынудили наших ученых и специалистов осуществить разработку отечественной технологии высокотемпературной (1500-1600°С) утилизации твердых бытовых отходов с получением пиролизного газа и выработкой электроэнергии. Украинская технология высокотемпературного пиролиза (сжигание без доступа кислорода) в настоящее время самая эффективная. Она характеризуется комплексностью использования полезных составляющих и практической безотходностью производства. Получаемые после переплава экологически чистые остеклованные шлаки могут использоваться в дорожном строительстве, строительной индустрии для производства дорогостоящих, пользующихся спросом строительных материалов, в горном деле металлосодержащий продукт принимается металлургическими заводами как ценное сырье. Эта технология позволяет перерабатывать отходы любой калорийности и влажности, одновременно с ТБО возможна переработка некоторых видов промотходов. Высокотемпературный пиролиз газов с полным разложением органических составляющих и их очистка позволяют производить их дальнейшее дожигание в промышленных котлах.

Получаемая электроэнергия для собственных нужд и продажи потребителям в 2 раза дешевле, чем получаемая традиционными способами. Нашими учеными были разработаны технико-экономические обоснования энерготехнологического комплекса на переработку 120 тысяч тонн ТБО в год с выработкой электроэнергии на конденсационной электростанции с установленной мощностью 12 МВт. При этом возможна первичная установка модуля и на 60 тысяч тонн ТБО в год с дальнейшим наращиванием мощностей. Имеется серийно выпускаемое основное технологическое и энергетическое оборудование. Новая технология характеризуется комплексностью использования полезных составляющих, значительно дешевле зарубежных технологий мусоросжигания. Капитальные вложения в украинскую технологию составляют до 100 долларов на одну тонну годовых отходов, со значительным снижением капиталовложений при размещении нового энерготехнологического комплекса на территории существующей ТЭЦ.

Кроме того, технология обладает высоким уровнем экологической безопасности, поскольку выброс химически вредных веществ практически исключен, а пылевые частицы эффективно улавливаются надежно работающими типовыми аппаратами газоочистки. Технология прошла экспериментальное опробование на пилотной установке. Технологический процесс. Поступающие на перерабатывающий комплекс отходы, без предварительной обработки и классификации по составу, выгружаются в накопительную яму, откуда посредством грейферного крана подаются в приемные воронки реакторов пиролиза. Из воронки через наклонную течку, исключающую контакт атмосферы реактора с окружающей средой, отходы перемещаются в шахту реактора пиролиза. Загрузка осуществляется в режиме, обеспечивающем постоянную заполненность шахты реактора. Под действием силы тяжести отходы последовательно проходят зоны сушки, пиролиза, первичного горения и плавления. Заданный уровень температур обеспечивается пропусканием через слой отходов электрического тока.

Планируется разработка проектов комплексов для ряда городов Украины с дальнейшей реализацией вначале пилотных установок, а затем и самих комплексов.