СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ В НЕБОЛЬШИХ ГОРОДАХ УКРАИНЫ

Научно-практический   журнал «Твердые бытовые отходы». Москва - №1(91)-2014-С.35-37.

В.И. Кашковский, к.х.н., зам. директора по науке, зав. отделом Института биоорганической химии и нефтехимии НАНУ,

В.А. Евдокименко, к.х.н., старший научный сотрудник, Институт биоорганической химии и нефтехимии НАНУ,

Д.С. Каменских, к.х.н., старший научный сотрудник, Институт биоорганической химии и нефтехимии НАНУ,

А.Н. Евдокименко, ООО «Ретех-центр», главный  технолог

Аннотация.  


Ключевые слова: обеззараживание ТБО.

Устойчивая тенденция к возрастанию как узаконенного, так и стихийного загрязнения окружающей среды техногенными отходами ставит под сомнение дальнейшее сбалансированное развитие общества. Не последняя роль в этом принадлежит твердым бытовым отходам (ТБО), которые можно обнаружить сегодня на территориях  как больших, так и малых населенных  пунктов, полей, лесозащитных полос и посадок, обочин дорог. С разными скоростями, но уверено, целые страны постепенно превращаются в грандиозную мусорную свалку. Как результат, локальные проблемы обращения с отходами превратились в глобальную проблему противостояния накоплению мусора, его самовозгоранию, неконтролируемому попаданию продуктов ферментативного разложения отходов в экосистему. Кардинально сложившуюся ситуацию можно изменить при условии принятия неотложныхмер для решения проблемы ТБО, позволяющих с максимальной эффективностью и экологичностью, используя их ресурсный потенциал, получить на выходе безопасный материал.

Чрезвычайно нестабильный и неконтролируемый морфологический состав ТБО – основная сложность выбора оптимальной технологии их переработки. Предварительная ручная глубокая сортировка ТБО городским населением и коммунальными службами в Украине практически не проводится, хотя такой вариант существенным образом изменил бы ситуацию. Частично современные технологии управления отходами – сортировка, с последующим  использованием отобранных компонентов в качестве промышленного сырья, а остатка как энергетического топлива, в основном внедряются на Украине частным бизнесом. Но этот процесс в большинстве случаев направлен на выборку наиболее ликвидных компонентов твердых бытовых отходов (ТБО) и в населенных пунктах с численностью жителей от 300 тыс. человек, что в целом не решает проблему рециклинга отходов и депонирования в минимальных объемах их остатков  на существующих полигонах ТБО.

Механическая сортировка ТБО технически сложна и пока не находит широкого применения. Причем копирование или применение импортного оборудования для сортировки ТБО без предварительной сортировки населением, ни к чему хорошему не приводит. Такие линии (заводы) трудно «узаконить» из-за санитарно-эпидемической опасности сортировочного производства, они плохо работают из-за несоответствия физико-химических характеристик загружаемого сырья паспортным данным оборудования. Ну и как существенное дополнение – источником трудовых ресурсов такого производства, является, как правило, социально деградированное население.

Вместе с этим, внедрение сортировки бытового мусора на среднестатистической кухне, не вызывает энтузиазма у жителей. Не из-за нашего славянского менталитета, а из-за отсутствия достаточной площади в этих помещениях для установки дополнительных ведер или мелких контейнеров, из-за несвоевременной вывозки придомовой тары с разными компонентами ТБО. Как показывает практика, в случае переполнения контейнеров с остатками несортированного ТБО, такой мусор выбрасывают в контейнеры с полимерными отходами и наоборот. Таким образом, современные технологии управления отходами, требуют не только четкой организации процесса, но и ряда нормативных документов местного и государственного значения. Для небольших городов – пересмотра тарифов в сторону их увеличения для обеспечения приемлемой прибыльности процессов рециклинга бытовых отходов. Но так как последнее связано с местной социальной политикой, руководство городов с численностью менее 100 тыс. жителей проявляет только декларативный интерес к комплексному решению этой проблемы. Жители, в свою очередь, не «горят» желанием за свои средства поддерживать экологический бизнес предпринимателей.

Как подтверждение к выше сказанному, существующая отечественная статистика отнюдь не на стороне глубокой сортировки ТБО, что хорошо видно из данных таблицы 1, где показан среднестатистический морфологический состав мусора и процент его отсортировывания на составляющие.

Таблица 1 - Морфологический состав ТБО

№/№

Компоненты ТБО

Массовое

содержание, %

Сортируется,

%

Остаток на

захоронение или сжигание, %

1

Макулатура

22,0

5,0

17,0

2

Пищевые и растительные отходы

40,0

0

40,0

3

Металл черный

1,9

1,9

0

4

Металл цветной

0,5

0,5

0

5

Текстиль

4,5

0

4,5

6

Стекло и керамика

5,5

3,0

2,5

7

Пластмасса (тара, упаковка и др.)

8,0

5,0

3,0

8

Кожа, резина

1,8

0

1,8

9

Древесина

2,0

0

2,0

10

Другие ТБО

13,8

0

13,8

11

Всего

100,0

15,4

84,6

Несмотря на всю логичность присутствия в общей цепочке обращения с ТБО стадии их сортировки, это направление в настоящее время не получило широкого развития через, очевидно, сложность и капиталоемкость механической сортировки на централизованных объектах и необходимость решения комплекса вопросов для реализации предварительной глубокой ручной сортировки бытовых отходов в домашних условиях.

Основные методы обращения с бытовыми отходами приведены в таблице 2.

Таблица 2 -Мировая практика использования различных видов утилизации ТБО

Метод

утилизации, %

США

Велико-

британия

Франция

Германия

Авст-рия

Италия

Россия

Япония

Южная Корея

Сжигание

17

7

37

21

73

13

6

59

18

Захоронение

на свалках

81

92

53

73

19

84

94

38

79

Компостиро-

вание

-

1

10

6

7

3

-

1

2

Прочие

2

-

-

-

1

-

-

2

1

Данные таблицы 2 наглядно демонстрируют ситуацию в обращении с отходами. Из приведенных стран только Австрия и Япония более половины ТБО утилизируют методом сжигания. Большинство существующих мусоросжигательных заводов не имеют поверхностей нагрева для утилизации тепла уходящих газов. Дымовые газы разбавляются и с пониженной температурой выбрасываются в окружающую среду. На современных заводах (установках) выполнена утилизация тепла, которая позволяет компенсировать почти 70 % затрат на уборку, вывоз и сжигание мусора. Вместе с тем, процесс традиционного сжигания имеет ряд недостатков, характерных для сгорания топлив: кроме классических выбросов в виде пыли, оксидов серы и азота, монооксида углерода, хлористого водорода; тяжелых металлов также выделяются диоксины, фурановые и другие моно- и полиядерные канцерогенные соединения. В связи с этим, для выполнения жестких природоохранных требований, необходимы дополнительные капиталовложения на разработку и создание устройств по доочистке дымовых газов, стоимость которых может составлять 50 % от общей стоимости мусоросжигательного завода (установки). Возможно, что экономические и экологические проблемы, сопровождающие процессы сжигания мусора, являются причиной того, что основным способом по-прежнему остается захоронение отходов на полигонах.

Методу компостирования уделено значительно меньше внимания, а другие методы практически не используются. А между тем именно этим методам, не требующим больших капитальных вложений и простым в эксплуатации, необходимо обратить серьезное внимание. Особенно это актуально для небольших городов, где нет возможности разворачивать крупномасштабные высоко затратные проекты.

С учетом выше изложенного, сотрудниками ИБОНХ была рассмотрена иная концепция работы с ТБО, в основе которой предусмотрено оперативное обезвреживание (обеззараживание) отходов до их сортировки. Предложенная технология управления отходами, приспособлена к сложившимся условиям сбора и вывозки отходов. При ее реализации нет необходимости в приобретении дополнительно спецавтотранспорта и контейнеров. Главным условием предложенной технологии являются размеры ТБО. Все что входит в пакет под стандартное мусорное ведро или полимерный мешок не более 50 дм3, пригодно для последующего обеззараживания и сортировки.

Суть данной технологии состоит в следующем: после машинной разбивки полимерных пакетов с отходами и  их предварительного измельчения до размеров менее 150мм, отходы направляются в обеззараживающие барабаны. Обеззараживание производится негашеной известью, которая дозируется в барабаны. На этапе предварительного измельчения  также производится автоматический контроль влажности отходов. В случаи недостатка влаги для гашения извести, в ТБО добавляется вода. Во вращающихся барабанах, в результате экзотермической реакции, отходы разогреваются до 70-90 °С. Процесс обеззараживания и щелочного гидролиза продолжается 3-4 часа. Из-за подъема и падения ТБО в барабанах в условиях активной среды отходы гомогенизируются, увеличивается их насыпная плотность, макулатура и пищевые отходы частично изменяют свое физико-химическое состояние, они отделяются от других отходов и на следующем технологическом оборудовании хорошо отсеиваются.

Выгруженные обеззараженные и частично модифицированные отходы направляются на сортировку. В зависимости от мощности производства определяется степень механизации разделения отходов. На рисунке 1 показан способ ручной сортировки для заводов по переработке до 30 тонн ТБО в сутки.

                             

Рис.1. Сортировка ТБО после обеззараживания, механического удаления черного металла и отсева обработанной  биомассы.

Полученная модифицированная биомасса имеет щелочную реакцию. Ее можно предлагать как удобрение и регулятор кислотности почвы или в качестве твердого топлива (гранулированного, брикетированного, крошкой). Остальные отходы реализуются по назначению. В результате предложенной технологии до 95% отходов возвращается в качестве сырья и удобрения. Только 5 % отходов направляется на депонирование на существующие полигоны, что значительно увеличивает их срок эксплуатации.

Также в составе приемного отделения может быть участок переработки крупных отходов: древесины, старой мебели, домашнего оборудования и т.д., которые доставляются на производство по договорам не специализированным транспортом. Общий вид завода по переработке ТБО населенного пункта с 45 000 жителей показан на рисунке 2.

 


Рис.2.  Общий вид завода по обеззараживанию и сортировке ТБО на 45 тыс. жителей.

1.Бункер или запасник  ТБО.

2.Измельчитель пакетов с ТБО.

3.Фронтальный погрузчик.

4.Ленточный конвейер отбора стеклянных  бутылок, книг, журналов и подобной макулатуры.

5. Самоочищаемый железоотделитель.

6.Скребковый конвейер.

7.Реверсивный передаточный  ленточный конвейер.

8.Барабаны термообработки и гидролиза ТБО.

9.Оборудования подачи извести и катализатора.

10.Ленточный питатель обезвреженных бытовых отходов.

11.Самоочищаемый железоотделитель.

12.Передаточный горизонтальный ленточный конвейер.

13.Вертикальный конвейер подачи компоста.

14.Конвейер загрузки компоста в тракторный прицеп или в приемное помещение.

15.Барабанное сито.

16.Ершовый очиститель сетки барабанного сита.

17.Конвейер выгрузки обезвреженных и частично отсортированных ТБО.

18.Емкость и насосы технической воды.

19.Пресс пакетирования металлолома.

20.Пресс пакетирования ПЭТ тары.

21.Санитарно-бытовые помещения.

22.Помещение оператора.

23.Пресс пакетирования макулатуры (не показан).

24.Площадка хранения извести (не показана).

25.Навес для хранения пакетированных компонентов ТБО (не показан).

С экономической точки зрения, такие проекты выгодны для городов и территорий, начиная с численности населения более 20 тыс. человек. Так как средства необходимо вкладывать только на создание приемного, обеззараживающего и сортировочного отделений, то с учетом местного изготовления оборудования, их конечная стоимость не высокая. Приобретать новые спецавтотранспортные средства и контейнера нет надобности. Предполагается наличие на территории  транспорта и тары для традиционного сбора и вывозки ТБО. Из-за комплексного решения переработки отходов, собственник производства может претендовать на 100 % или меньшую часть средств, предусмотренных в тарифах на захоронение ТБО.

Как интегрированный вариант, локально можно организовать только часть процесса – обеззараживающие станции, которые является производственными подразделениями главного сортировочного предприятия. Уплотненный обезвреженный продукт в тюках или в контейнерах доставляется с территорий на региональное предприятие. В этом случае одним из решающих факторов, определяющим экономическую целесообразность объемов такого производства, будут транспортные расходы.