Твердые отходы и методы их утилизации.
Основные виды загрязнения литосферы - твердые бытовые и промышленные отходы. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 тонне твердых отходов, причем этот показатель ежегодно растет. Рассмотрим основные методы охраны окружающей среды от твердых бытовых и промышленных отходов, но прежде познакомимся с такими основными понятиями, как:
утилизация отходов (от лат. — полезный) - вовлечение отходов в новые технологические циклы и дальнейшее их хозяйственное использование, утилизация промышленных отходов, их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобрений и т. п.;
реутилизация - повторная, иногда многократно-последовательная переработка образовавшихся ранее отходов;
захоронение отходов - помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др. в целях исключения возможности их дальнейшего использования и предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду;
детоксикация (обезвреживание) отходов - освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализированных установках.
В настоящее время и по масштабам накопления, и по степени негативного воздействия на окружающую среду экологической проблемой века стали твердые отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация - одна из главнейших задач инженерной защиты окружающей природной среды. Важна защита среды обитания и от обычных, т.е. нетоксичных отходов. На урбанизированных территориях размещение отходов уже сейчас имеет первостепенное значение среди экологических проблем.
Рассмотрим, как в современный период осуществляют защиту окружающей среды от твердых бытовых и промышленных отходов, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):
- строительство полигонов для захоронения и их частичной переработки;
- уничтожение на мусоросжигающих заводах;
- компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);
- ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.);
- предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;
- пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре -1700°С.
По оценке ряда специалистов на данной стадии развития производства, которое в целом характеризуется преобладанием ресурсопотребляющих технологий и огромным накоплением отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в основном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту таких полигонов до 60 м и послойное его заполнение с помощью бульдозеров, для чего устраивают пологий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с ТБО могут складироваться и промышленные отходы. Особое внимание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исключить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов - 50 -100 лет.
Один из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых обходов - их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты.
Другой метод переработки ТБО - уничтожение их на мусоросжигающих заводах. Сжигание отходов в них происходит при температуре 800 - 850°С. Вторая стадия газовой очистки отсутствует. В золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг. золы.
На зарубежных мусоросжигающих заводах реализуется более экологичная двустадийная очистка отходящих газов, регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксин и дибензофурамы. Режим сжигания предусматривает разложение отходов, в том числе образующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900 - 1000'С. До сжигания проводится предварительная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в шлаках.
На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700°С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу завод по пиролизу - это доменная печь.
К новейшим разработкам относится технология комплексной переработки ТБО. Она предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов - стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др. для последующего их использования или ликвидации).
Термообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000°С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения, предусматривается двустадийная современная газоочистка.
Мусороперерабатывающий завод нового типа, функционирующий по данной комбинированной технологии, дает всего 15 % отходов.
И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране, и за рубежом основная масса ТБО из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.