Технологии по утилизации отходов. Технологии переработки пищевых отходов

Обращение с отходами – деятельность, в процессе которой образуются

отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов. Процессы обращения с отходами (жизненный цикл отходов) включают в себя следующие этапы: образование, накопление и временное хранение, первичная обработка (сортировка, дегидрация, нейтрализация, прессование, тарирование и др.), транспортировка, вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья), складирование, захоронение и др.

Разнообразие непищевых отходов предприятий пищевой индустрии и многопрофильность их применения подразумевают использование разных технологий утилизации. И чем совершеннее эти технологии, тем выше рентабельность переработки и качество получаемой продукции.

Система сбора и переработки отходов должна опираться на принцип максимального ограничения влияния отходов на окружающую среду. Для достижения этого важны следующие приоритеты:

Минимизация загрязнения окружающей среды от несанкционированных свалок;

Максимальная утилизация всех ценных составляющих пищевых отходов;

Постепенная подготовка населения к раздельному сбору отходов;

Максимальное использование ценных вторичных ресурсов; -ресурсосбережение при обращении с пищевыми отходами;

– прозрачный учет данных как основа для принятия решений по тарифам, а также иных управленческих решений;

Улучшение качества жизни населения.

В качестве основных технических элементов системы обращения с пищевыми отходами можно рассмотреть следующие подсистемы:

1) сбор и промежуточное складирование пищевых отходов;

2) вывоз пищевых отходов;

3) переработка пищевых отходов;

4) захоронение неутилизируемых фракций.

5) переработка пищевых отходов в биогаз;

6).использование новейших технологий утилизации пищевых отходов.

Технологии обращения с пищевыми отходами разделяются, как правило, на несколько следующих этапов.

Организация системы сбора пищевых отходов

Принимаемая система сбора отходов зависит от расстояния населенного пункта до объекта переработки, вида жилого фонда (высотная или малоэтажная застройка), планировки (ширина проездов, наличие площадей для разворота техники и т.п.), принятой стратегии обращения с отходами (основной технологией служит захоронение, отбор вторичного сырья или сжигание), климатических условий, принятой технологии сбора (в одно ведро, селективный), применяемой техники для вывоза отходов, наличия ограничений по габаритам и весу транспорта для вывоза отходов.

Основными вариантами реализации сбора отходов являются:

Сбор в контейнеры малой емкости (до 3 куб. м);

Сбор отходов с использованием мусоропроводов;

Сбор с использованием сменяемых контейнеров с подпрессовкой/без подпрессовки в заглубленном или наземном исполнении;

Индивидуальная система сбора с использованием мешков.

Современный и надежный контейнерный парк, позволяющий собирать пищевые отходы, является наряду с мусороуборочной техникой основой для эффективного сбора и транспортировки пищевых отходов к местам их дальнейшей обработки (перегрузки, сортировки, утилизации).

Число контейнеров должно определяться исходя из сложившейся ситуации и экономической целесообразности.

Основные требования к контейнерам:

Наличие крышек для предотвращения распространения дурных запахов, растаскивания отходов животными, распространения инфекций, сохранения ресурсного потенциала отходов, предотвращения обводнения отходов;

Оснащение колесами, что позволяет выкатывать контейнер для опорожнения при вывозе мусороуборочной техникой с задней загрузкой;

Прочность, огнеупорность, сохранение прочностных свойств в холодный период времени;

Низкие адгезионные свойства (с целью предотвращения примерзания и прилипания отходов).

Достоинства данной схемы:

Возможность использования при внедрении раздельного сбора;

Удобство использования для отходообразователей (есть возможность разместить отходы на площадке в любое время);

Достаточно низкие удельные затраты на транспортировку (маршрут может быть легко оптимизирован).

Схема с использованием контейнерных площадок, рассчитанных на сбор отходов от большого числа поставщиков, подходит для сбора отходов от объектов инфраструктуры и благоустроенного жилого фонда. Использование данной схемы в сельской местности нецелесообразно, так как проблематично организовать регулярный вывоз отходов.

Сбор пищевых отходов с использованием мусоропроводов реализуется в домах с количеством этажей более девяти. При этом отходы накапливаются в специально отведенном помещении внутри дома в течение суток и более, что приводит к распространению запахов, размножению насекомых и грызунов, являющихся переносчиками различных заболеваний.

Основное и единственное достоинство системы сбора отходов с использованием мусоропроводов – удобство выноса мусора для населения.

К недостаткам такой системы можно отнести:

Невозможность организации селективного сбора;

Распространение насекомых, грызунов, являющихся переносчиками инфекций;

Неудобство обслуживания.

Организация системы вывоза пищевых отходов.

Варианты системы вывоза пищевых отходов: прямой вывоз собирающими мусоровозами и двухэтапный вывоз с промежуточной перегрузкой на станции.

Прямой вывоз отходов собирающими мусоровозами (с объемом кузова 12 – 18 куб. м) применим только в том случае, если расстояние до объекта захоронения не более 15 – 17 км, в противном случае их использование становится экономически нецелесообразным.

Мусоровозы с задней загрузкой позволяют:

Обслуживать контейнеры различной конфигурации (от 0,1 до 2 куб. м);

Минимизировать затраты на загрузку отходов (меньшая высота подъема контейнера);

Обеспечить более комфортные условия труда для работников, обслуживающих спецтехнику;

Уменьшить количество просыпающихся отходов.

Подбор транспорта для вывоза пищевых отходов во многом определяется принятой системой сбора. Кроме того, при подборе оборудования следует учитывать:

Максимально разрешенные нагрузки на дорожное полотно;

Возможность подъезда и разворота техники (ширина улиц, наличие разворотных площадок, мостов, тоннелей, арок и т.п.);

Количество и качество образующихся отходов.

Вывоз отходов с контейнерных площадок осуществляется собирающими мусоровозами. По способу погрузки пищевых отходов из контейнера собирающие мусоровозы делятся на две группы: (1) мусоровозы задней загрузки; (2) мусоровозы боковой загрузки. Для обслуживания описанного выше контейнерного парка для сбора пищевых с помощью "евроконтейнеров" или контейнеров типа ГМТ (60 – 240 л) оптимальным является использование мусоровозов с задней загрузкой, например, типа "ротопресс" или "вариопресс".

Основные преимущества технологии задней загрузки:

Коэффициент уплотнения мусора в мусоровозах с задней загрузкой достигает 5, в то время как в мусоровозах с боковой загрузкой этот коэффициент не превышает 1,5 – 2, поэтому при одном и том же объеме мусоросборника при применении соответствующего шасси грузоподъемность мусоровоза увеличивается в 2,5 – 3 раза, что позволяет пропорционально сократить требуемый парк спецтехники;

Технология задней загрузки позволяет решать экологические проблемы за счет исключения просыпания мусора при загрузке контейнера, так как загрузка осуществляется в габаритах мусороприемника, а не через небольшую воронку на крыше мусоросборника, как при боковой загрузке;

Работа с механизмом опрокидывания на мусоровозах с задней загрузкой значительно безопасней для оператора машины, так как подъем контейнера осуществляется на высоту 1,5 – 1,8 м от земли, а не на 2,5 – 4 м, как при боковой загрузке;

При задней загрузке твердыми бытовыми отходами мусоровоз может загружаться и вручную, и фронтальным погрузчиком, что исключено при боковой погрузке.

Двухэтапный вывоз с промежуточной перегрузкой на станции применяется при дальности вывоза более 17 – 25 км.

Доставка пищевых отходов на мусороперегрузочные станции осуществляется малыми собирающими мусоровозами. Вывоз отходов с мусороперегрузочной станции осуществляется мусоровозами со съемными контейнерами 20 – 30 куб. м в уплотненном состоянии.

При выборе большегрузных мусоровозов следует учитывать:

Снаряженную массу транспортного средства (не превышает ли она допустимую нагрузку на дороги);

Длину транспортного средства, радиус разворота, высоту, ширину;

Уровень шумности;

Уровень загрязнения окружающей среды (при наличии особых требований);

Возможность работы в зимний период.

Устройство мусороперегрузочных станций позволяет:

Снизить временные затраты на сбор и вывоз отходов;

Снизить эксплуатационные затраты на ГСМ и ремонт парка мусоровозов;

Укрупнить объекты переработки;

Накапливать транспортные партии вторичного сырья и компостных фракций на мусороперегрузочной станции;

Производить первичную обработку отходов (прессование, тюкование).

Все указанные преимущества в конечном итоге приводят к снижению затрат на сбор и вывоз отходов.

Общей частью различных вариантов схем одноуровневых МПС является следующий технологический процесс:

а) собирающий мусоровоз выгружает отходы на бетонированную площадку приемного отделения МПС;

б) на площадке приемного отделения производится ручной отбор крупногабаритных отходов и металлолома;

в) автопогрузчиком ТБО сгружаются на заглубленную часть наклонного приемного пластинчатого конвейера;

г) с наклонного приемного конвейера ТБО сбрасываются либо:

В транспортный большегрузный (до 25 т) мусоровоз через накопительную воронку путем дозированной подачи ТБО приемным конвейером (вариант 1);

В пресс-контейнер, а также в буферный накопительный бункер объемом до 30 куб. м каждый со стационарным компактором и последующей погрузкой пресс-контейнера на большегрузное транспортное средство, оборудованное механизмом "мультилифт", тросовым или цепным устройством (вариант 2). Наполнение пресс-контейнера или буферного накопительного бункера регулируется реверсивным конвейером на торце приемного конвейера. Реализация схемы МПС по варианту 2 рекомендуется при невысокой производительности станции и небольшом (порядка 5 – 10 км) расстоянии до полигона;

В стационарный пакетирующий пресс для пищевых отходов с автоматической обвязкой 4 – 5 рядами проволоки и последующей погрузкой сформированных тюков плотностью до 1 т/куб. м с помощью погрузчика с боковым захватом на большегрузное транспортное средство (вариант 3).

Станции большой мощности отличаются наличием зоны для временного накопления отходов (для аккумуляции отходов в часы пик, в случае поломки и при плановом ремонте оборудования). Техника, направляемая на станцию, проходит участок контроля, где машина взвешивается, подвергается радиационному и визуальному контролю. Далее отходы направляются на площадку разгрузки.

Организация сортировки отходов.

Представим конвейерную схему сортировки отходов на рис 1.

Рисунок 1 Конвейерная схема сортировки отходов

Отсортированное вторсырье сбрасывается в шахты, после чего оно попадает в бункер, находящийся под контрольной площадкой. Когда бункер заполнен, вторсырье конвейером направляется в центральный пакетирующий пресс.

Здесь ценные вещества прессуются в пакеты и направляются в склад пакетов, где они будут находиться до следующего этапа их обработки.

Фракции, оставшиеся на контрольной площадке, очищаются от металлов надленточным магнитным сепаратором. Остатки вывозятся на полигон и уплотняются.

Транспортировка подлежащего переработке материала или продукции осуществляется при обеспечении непрерывного потока материала. При механической подготовке смешанных отходов происходит выход пыльного отработанного воздуха. Он вытягивается у источника и выводится на промышленный фильтр, встроенный на этой линии. Пыль добавляется к остаткам, направляемым на полигон.

Переработка пищевых отходов

В качестве основных вариантов промышленной переработки пищевых отходов могут быть рассмотрены:

Технология механобиологической переработки;

Технология энергетической утилизации;

Технология компостирования.

Способы механобиологической переработки отходов

1. Процесс предназначен для стабилизации отходов перед дальнейшим захоронением на полигонах. Технология разработана таким образом, чтобы обеспечить максимально полное разложение органических веществ и отделение горючих компонентов. Дополненная процессом перколяции, данная технология позволяет на ограниченном пространстве с низкими эмиссиями сократить время стабилизации отходов на полигоне захоронения. Кроме того, технология позволяет получать компост. Преимущества технологии: увеличение срока эксплуатации полигона захоронения, сокращение массы захораниваемых отходов, снижение затрат на захоронение, стабилизация отходов, производство компоста.

2. Процесс нацелен на оптимальное использование энергетического потенциала отходов. Технология разработана таким образом, чтобы снизить объемы захораниваемых отходов и максимально их гомогенизировать. Преимущества: сокращение объемов отходов, направляемых на захоронение, снижение затрат на захоронение, увеличение производительности.

3. Процесс ориентирован на максимальное сокращение объемов захораниваемых отходов. Оба основных выходящих потока (высокоэнергетическая и аэробно-стабилизированная фракции) после дополнительной подготовки (сушки, измельчения и т.п.) могут быть переработаны путем пиролиза, газификации, сжигания в цементных печах и т.п.

После удаления негабаритных компонентов отходы измельчаются и перемешиваются при помощи специального оборудования.

Далее отходы при помощи барабанного грохота делятся на два потока, при этом размер отверстий сита подбирается в зависимости от состава отходов. Отсев представляет собой богатую органическими компонентами мелкую фракцию. Крупная фракция – сухие компоненты, обладающие высоким энергетическим потенциалом. Обе фракции проходят магнитный сепаратор для отделения черных металлов. Далее мелкая фракция поступает на биологическую переработку (перколяцию), а крупная в зависимости от принятой модели направляется на захоронение или энергетическую утилизацию как вторичное сырье напрямую или после дополнительной обработки. Если отсев представляет собой слаборазлагаемую или сухую органическую фракцию, для которой перколяция неэффективна, он может измельчаться или напрямую подаваться на дальнейшую переработку. Это позволяет отправить промышленные и некоторые другие отходы сразу на прессование. Механическая обработка применяется для смеси отходов.

Перколяция (аэробный гидролиз) является центральным процессом механобиологической переработки отходов и лимитирует общую производительность технологии. Перколятор – горизонтальный цилиндрический реактор непрерывного действия с гидравлически вращающимся центральным стержнем со скребками, расположенными над решеткой. Материал находится в перколяторе около двух дней при температуре 40 – 45 градусов. В реактор подается воздух и подогретая вода, все механически перемешивается, действие воды и микроорганизмов способствует переходу органических веществ в жидкую фазу.

Обогащенная органическими веществами жидкая фаза выходит из перколятора через отверстия в сите. Отмытая твердая фракция через шнековый питатель подается на шнековый пресс для обезвоживания.

Водооборот. Обезвоживание твердой фракции. Твердая фракция выходит из перколятора насыщенной влагой и обезвоживается в шнековом прессе до содержания твердого вещества 55 – 60%. Отжатая вода возвращается в цикл, твердая фракция поступает на дальнейшую переработку.

Удаление минералов и волокон. Технологическая вода из перколятора и шнекового пресса очень насыщена органическими и взвешенными веществами, а также волокнами. Тяжелые инертные материалы (песок, стекло, камни и т.п.) удаляются из технологической воды путем седиметации (осаждения).

Волокнистые частицы всплывают и могут быть отделены, однако в них могут содержаться органические растворимые вещества, поэтому они возвращаются на перколяцию. Для отделения и возврата тонких волокнистых частиц используется сито. После отделения волокон и взвешенных частиц технологическая вода через питатель поступает на анаэробное сбраживание.

Анаэробное сбраживание. Технологическая вода перекачивается в сбраживатель, в котором под воздействием анаэробных метаногенных микроорганизмов органические вещества разлагаются до биогаза. Образующийся биогаз состоит в основном из метана, углекислого газа и незначительного количества сероводорода.

Сбраживатель представляет собой автономный горизонтальный цилиндрический резервуар. Время пребывания технологической воды в реакторе достаточно для разложения органических веществ благодаря быстрому протеканию процесса. Технологическая вода поступает в реактор через впускные отверстия таким образом, что образуется взвешенный слой. Микроорганизмы удерживаются в верхней части реактора при помощи специального слоя. Поступление хлорида железа с отходами вызывает образование серы в осадке, который выводится из цикла.

Переработка твердой фракции. Твердая фракция, выходящая из перколятора, измельчается до размеров 30 – 50 мм и поступает на компостирование.

Твердая фракция, полученная при грохочении отходов, обладает высоким энергетическим потенциалом и может быть использована для получения вторсырья или отправлена на захоронение.

Очистка газов. Сложная система очистки отходящих газов и герметичность оборудования способствуют минимизации выбросов. Так, предварительная сортировка отходов, биологическая переработка и другие процессы, связанные с выделением дурнопахнущих газов, проводятся при отрицательном давлении. Перколяция и очистка технологической воды проводится в герметичном оборудовании. Выделение газов от обработанных отходов минимально благодаря биологическому разложению. Технологические газы от механической обработки подаются для аэрации компостируемых отходов. Для очистки газов, выбрасываемых в атмосферу, используются биофильтры или регенерируемые устройства термического окисления.

Основные характеристики завода механобиологической переработки. Производительность большинства заводов по механобиологической переработке твердых бытовых отходов находится в пределах между 20000 и 100000 т/год, некоторые заводы имеют производительность даже более 200000 т/год.

Время биологической переработки отходов варьирует от 7 дней до 15 недель.

Механическая сортировка пищевых отходов и их дробление позволяют:

Отобрать ценное сырье для его вторичной переработки;

Отобрать органическую фракцию пищевых отходов для ее последующего компостирования;

Повысить теплотехнические и экологические показатели сырья, предназначенного для сжигания.

Состав технологического оборудования и систем:

– сжигательные устройства, каждое из которых состоит из котла-утилизатора и топки, оснащенной загрузочным устройством, механической колосниковой решеткой, газогорелочными устройствами, системой удаления провала, летучей золы и системой выгрузки шлака;

Стационарные трубопроводы;

Система подачи и подогрева воздуха (дутьевые вентиляторы, паровые и газовые подогреватели);

Система газоочистного оборудования, расположенная за котлом;

Система шлако- и золоудаления;

Бункеры сбора твердых остатков и хранения реагентов для газоочистки и водоподготовки;

Оборудование энергетического комплекса, включая две паровые турбины с турбогенераторами;

Система химической водоподготовки, коррекционной обработки воды и химического контроля;

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП);

Система мониторинга выбросов вредных веществ из дымовой трубы.

Необходимо отметить, что выбросы диоксинов и фуранов ниже европейских нормативов (0,1 нг/куб. нм) за счет:

Оптимизации горения пищевых отходов на колосниковой решетке;

Увеличения высоты топки котла, что обеспечивает необходимое двухсекундное пребывание дымовых газов при температуре выше 850 °C;

Ввода в дымовые газы активированного угля, абсорбирующего вторично образованные диоксины.

Для обезвреживания и утилизации золошлаковых отходов возможно применение технологии, которая позволяет получать строительные материалы в виде гранулята и бетонных плит.

Все оборудование завода, технологические процессы сжигания и вспомогательные системы эксплуатируются и управляются при минимальном участии человека и его контактов с отходами с помощью АСУТП.

Технология компостирования

Используется для утилизации биологической фракции отходов с получением применяемого в сельском хозяйстве компоста.

Размеры планируемого сооружения для компостирования определяются ожидаемыми объемами отходов, здесь также следует учесть и сезонные колебания массы отходов в течение года (в период с мая по октябрь обычно поступает в 1,7 раз больше отходов).

Общая технологическая схема компостерного комплекса приведена на рис. 2.

Рисунок 2 Общая технологическая схема компостерного комплекса

Компостирование начинается с приема, оценки и взвешивания доставленного материала. Если отходы не подлежат компостированию, они не принимаются и отсылаются на свалку либо для дальнейшей обработки.

Следующий этап – измельчение с использованием установки барабанного типа. После измельчения поступившие биоотходы проходят трехнедельное интенсивное упревание в туннеле. Для транспортировки материала в туннельное хранилище применяется логистический туннель. Альтернативной системой доставки является использование колесного погрузчика.

После заполнения туннеля упревания материалом ворота закрываются и включается вентиляция. Для компостирования в вентиляционный канал туннеля подводится свежий воздух из цехов через систему труб и туннельный вентилятор. Отработанный воздух поступает в вытяжную трубу и очищается в очистном устройстве со встроенным биофильтром. Все параметры процесса регистрируются и анализируются в системе управления комплексом.

По истечении первой недели интенсивного упревания в туннеле осуществляется переворачивание материала колесным погрузчиком.

Время нахождения в туннеле интенсивного упревания составляет 3 недели. По истечении этого срока материал переносится в открытое место. Перемещение материала служит его разрыхлению и выравниванию. Кроме того, при перемещении можно добавить влаги, в результате чего ее содержание будет находиться под контролем. Это благоприятствует процессу вызревания и позволяет оптимизированно руководить процессом распада биогенных компонентов.

По завершении вышеизложенных процессов материал размалывается и просеивается через сито. Крупные фракции отделяются и направляются в качестве структурного материала на повторное компостирование, а мелкие частицы являются конечным продуктом компостирования.

Технология переработки пищевых отходов в биогаз

В Западной Европе в последнее время в биогаз перерабатываются разные органические отходы: навоз и птичий помет, ил сточных вод, отходы скотобойного производства, предприятий по производству напитков и продовольствия. Биогазовые установки строятся на хозяйственных участках, водоочистительных и пищевых предприятиях. Переработанные в современных биогазовых установках сельскохозяйственные, промышленные и органические сточные отходы меньше засоряют почву, воду и воздух. В них уничтожаются опасные бактерии и вирусы, уменьшается запах, используются местные энергетические источники. С ужесточением требований к охране окружающей среды сельскохозяйственные и промышленные предприятия обязаны применять анаэробные технологии утилизации отходов. Закон об обращении с отходами устанавливает общие требования по превенции, учету, сбору, хранению, транспортировке, использованию, утилизации отходов, чтобы избежать отрицательного воздействия отходов на здоровье людей и окружающую среду, устанавливает основные принципы систем организации и планирования обращения с отходами. Правила и советы по передовому хозяйствованию регламентируют порядок и нормы удобрения полей отходами сельскохозяйственной и пищевой промышленности.

Технология экструзионной обработки

К новейшим приёмам переработки биологических отходов, соответствующим этим требованиям, относятся экструзионные технологии.

Экструзия (от латинского extrudo – выдавливание) – это процесс, совмещающий термо-, гидро- и механохимическую обработку сырья для получения продуктов с новой структурой и свойствами. Экструзионные технологии позволяют проводить быстро и непрерывно в одной машине (экструдере) ряд операций практически одновременно: перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, варить и формовать продукт. За короткое время в сырье происходят процессы, соответствующие длительной термообработке.

В наиболее экономически развитых государствах (США, Япония, страны Западной Европы) экструзионные технологии стали приоритетным направлением развития пищевой и кормовой промышленности. В настоящее время различными экструзионными методами производят кондитерские изделия (шоколад, конфеты, печенье, жевательную резинку), продукты детского и диетического питания, макаронные изделия, компоненты овощных консервов и пищевых концентратов, воздушные крупяные палочки (кукурузные, рисовые, пищевые отруби и пр.), а также корма для домашней птицы, животных, рыб.

В кормовой промышленности экструдирование используется для переработки зернопродуктов злаковых и бобовых культур. Из-за большого содержания крахмала усвояемость зерна и продуктов его переработки животными и птицей не превышает 60%. Особенно плохо крахмал усваивается молодняком. Экструзион-ная переработка существенно модифицирует зерно. Основные и наиболее важные изменения происходят при "взрыве" – резком падении давления и температуры при выходе продукта из экструдера: рвутся клеточные стенки, химические связи, меняется структура. Высокомолекулярный полисахарид крахмал, основная составляющая зернового сырья, гидролизуется и превращается в простые моносахариды и декстрины. Содержание растворимых веществ повышается в 5-8 раз. Вместе с тем сохраняется питательная ценность протеина и полностью или значительно разрушаются антипитательные соединения, такие, как уреаза, ингибиторы протеаз, трипсина. В результате быстрого вскипания при выходе из экструдера воды, присутствующей в обрабатываемой массе, продукт становится пористым, увеличиваясь в объёме. Таким образом, он становится более доступным действию пищеварительных соков и ферментов, улучшаются его переваримость и вкусовые качества, то есть возрастает кормовая ценность. Усвояемость зерновых кормов возрастает до 90 процентов.

Организация селективного сбора отходов

Доля пищевых и других компостируемых отходов составляет 50 – 75% по массе от "хвостов", образующихся на мусоросортировочных комплексах после ручной сортировки. В связи с этим, при сборе отходов в домовладениях целесообразно разделять их на компостируемую и некомпостируемую фракции.

Раздельный сбор и вывоз компостируемых и некомпостируемых отходов позволит:

1. повысить качество компоста из пищевых отходов, использовать полученный компост в зеленом строительстве и сельском хозяйстве;

2. повысить качество некомпостируемых материалов за счет предотвращения их увлажнения;

3. облегчить процесс выделения утильных фракций из некомпостируемых материалов, улучшить условия труда сортировщиков.

Компостируемая часть отходов может подвергаться переработке в компост на существующем заводе МПБО без значительных изменений технологических схем. По мере загрузки этого завода селективно отобранными органическими отходами, высвобождающиеся мощности мусоросортировочных комплексов могут загружаться некомпостируемой частью отходов из районов, ранее вывозивших смешанные отходы на завод МПБО. Такая возможность должна быть учтена при составлении технических заданий на проектирование мусоросортировочных комплексов.

В Таганроге, ориентировочно, образуется 350 – 450 тыс. тонн в год (35 – 45% по массе) компостируемых отходов. В случае успеха программы их селективного сбора, общий уровень отбора полезных фракций, включая компостируемые отходы, составит до 65 – 85% от массы образующихся отходов (35 – 45% в домовладениях и 30 – 40% на мусоросортировочных комплексах).

Таким образом, на полигоны будет вывозиться 15 – 35% от массы образовавшихся пищевых отходов, или 150 – 350 тыс. тонн в год, которые в уплотненном виде будут занимать объем 0,125 – 0,39 млн. м3 в год, или в 2,2 – 10 раз ниже современного уровня.

Технология микробиологической биоконверсии

Технология микробиологической биоконверсии отходов предназначена для переработки сырьевых компонентов, не используемых в традиционном кормопроизводстве, в высококачественные углеводно-белковые кормовые добавки и комбикорма.

Суть технологии биоконверсии заключается в следующем: сырьевые компоненты (отходы) содержащие сложные полисахариды – пектиновые вещества, целлюлозу, гемицеллюлозу и др. подвергаются воздействию комплексных ферментных препаратов, содержащих пектиназу, гемицеллюлазу и целлюлазу. Ферменты представляют собой очищенный внеклеточный белок и способны к глубокой деструкции клеточных стенок и отдельных структурных полисахаридов, т.е. осуществляется расщепление сложных полисахаридов на простые с последующим построением на их основе легко усвояемого кормового белка.

Другими словами, трудно усваиваемое сырье переходит в легко усваиваемую животными форму путем расщепления неусваиваемой молекулы белка на простые аминокислоты.

В качестве исходных сырьевых компонентов могут быть использованы следующие отходы:

1.Щуплые и проросшие зерна, семена дикорастущих растений, некондиционное зерно.

2.Отходы консервной, винодельческой промышленности и фруктовые отходы: кожица, семенные гнезда, дефектные плоды, вытерки и выжимки, отходы винограда, отходы кабачков, обрезанные концы плодов, жмых, дефектные кабачки, отходы зеленого горошка (ботва, створки, россыпь зерен, битые зерна, кусочки листьев, створки), отходы капусты, свеклы, моркови, картофеля.

3.Отходы сахарной промышленности: свекловичный жом, меласса, рафинадная патока, фильтрационный осадок, свекловичный бой, хвостики свеклы.

4.Отходы пивоваренной и спиртовой промышленности: сплав ячменя (щуплые зерна ячменя, мякина, солома и др. примеси), полировочные отходы, частицы измельченной оболочки, эндосперма, битые зерна, солодовая пыль, пивная дробина, меласса, крахмалистые продукты (картофеля и различных видов зерна), послеспиртовая барда, бражка.

5.Отходы чайной промышленности: чайная пыль, сметки, волоски, черешки.

6.Отходы эфирно-масличной промышленности: отходы травянистого и цветочного сырья.

7.Отходы масло – жировой промышленности: подсолнечная лузга, хлопковая шелуха.

8.Отходы кондитерской и молочной промышленности.

Таким образом, любое растительное сырье и его производные, как лигноцеллюлозный источник, доступны для микробиологической биоконверсии в углеводно-белковые корма и кормовые добавки.

Наряду с переработкой кондиционных растительных и зерновых компонентов, технология позволяет восстановление и многократное увеличение прежних кормовых свойств сырья, зараженного патогенной микрофлорой, испорченного насекомыми или частично разложившегося из-за неправильного хранения.

После завершения процесса биоконверсии получаемым конечным продуктом, является кормовая добавка – углеводно-белковый концентрат (УБК), который приобретает кормовые свойства в 1,8-2,4 раза превосходящие фуражное зерно хорошего качества, а также обладает рядом существенных и необходимых свойств, которыми не обладает традиционное зерновое сырье.

Особенностью конечной продукции, получаемой по альтернативной технологии микробиологической биоконверсии, в основном является то, что по своей сути, сырье для производства кормовой добавки УБК проходит обработку в среде аналогичной микрофлоре начального участка пищевода, т.е. первый этап пищеварения – "подготовка корма к перевариванию" начинается вне пищевода. Поэтому процесс переваривания таких кормов уже непосредственно в пищеводе животных, птиц и рыбы характеризуется высокими уровнем биологических процессов и переваримостью корма, а также сниженными ферментными и энергетическими затратами организма на всем этапе пищеварения.

Таким образом получаемая кормовая добавка – УБК, отличается высокой питательностью (протеин 22…26%), более легкой усвояемостью, биологической активностью, а также ферментной, витаминной и минеральной ценностью.

Кормовая добавка УБК, используется как основной компонент при производстве комбикормов в соотношении 1:1, как добавку к грубым растительным кормам, при производстве простых кормовых смесей с измельченным фуражным зерном, отрубями, зерно отходами и пр., с нормой ввода до 25…65%.

Средние затраты на производство 1 кг. высококачественного корма по рассматриваемой технологии не превышают 1 руб., а по кормовой ценности превышают показатели фуражного зерна в 1,8-2,4 раз.

Как и в традиционных кормах, продукция, полученная по альтернативной технологии компании Биокомплекс, соответствует принятым стандартам по питательности и содержанию необходимого набора витаминов и микроэлементов, ветеринарно безопасна, сертифицирована и является экологически чистой.

В зависимости от вида исходного сырья и требований к готовой продукции, весь процесс микробиологической обработки может проходить от одного и до трех этапов, а длительность полного цикла производства может находиться в переделах от 4 до 6 суток. С увеличением длительности процесса снижаются финансовые затраты на переработку сырья и повышаются зоотехнические показатели конечной продукции.

Технология предусматривает круглогодичный режим работы предприятия, низкие требования к квалификации большинства рабочих, малые энергетические затраты.

Технология – экологически безопасная, не имеет сточных вод и выбросов.

Создание производственного комплекса для переработки отходов на основе альтернативной технологии микробиологической биоконверсии в корма может быть реализовано как для решения отдельных задач, так и многофункцинального назначения.

Кроме того, ЗАО Биокомплекс осуществляет реанимацию, модернизацию или перепрофилирование действующих и остановленных производств под выпуск комбикормов и кормовых добавок. Например, модульные фермерские комплексы могут быть смонтированы на основе имеющихся производственных помещений, оборудования колхозных кормоцехов, комбикормовых заводов и других пищевых и зерноперерабатывающих производств и пр.

Ключевым элементом технологической цепи является биореактор, в котором и осуществляется процесс микробиологической биоконверсии отходов в корма. Реакторы являются универсальными и позволяют работать с любым сырьем и получать различные кормовые добавки.

Технологическая схема производственного комплекса по микробиологической переработке растительных отходов в корма, показана на рисунке 3.

Влажная (55%) смесь различных отходов загружаются в биореактор. С момента загрузки сырья, в биореакторе процесс микробиологической биоконверсии протекает в течении 4-6 дней (в зависимости от желаемых зоотехнических параметров конечной продукции). В результате получается влажная кормовая добавка – углеводно-белковый концентрат (УБК). Затем ее сушат до влажности 8 – 10 % и измельчают. После измельчения концентрат можно использовать для производства комбикормов, где в качестве основного компонента используется УБК (65 – 25% в зависимости от рецепта и целевого назначения комбикорма). Комбикорма, полученные по технологии ЗАО "Биокомплекс" на основе кормовой добавки УБК, обладают совершенно уникальными качественными показателями:

Рис. 3: Технологическая схема микробиологической переработки растительных отходов в корма: 1 – прием сыпучего и влажного сырья; 2 – прием жидкого сырья; 3 – бункеры-дозаторы; 4 – смеситель; 5 – био-реактор; 6 – компрессор; 7 – парогенератор; 8 – сушилка; 9 – измельчитель; 10 – отгрузка в мешки.

Комбикорм обладает высокой биологической активностью, а его переваривание характеризуется более сжатым по времени процессом пищеварения и высоким уровнем биологических процессов. Таким образом, продуктивность кормления и эффективность выращивания животных, птиц и рыбы при использовании Комбикорма на основе УБК на 15-20% выше, чем при скармливании аналогичных комбикормов, приготовленных по традиционной технологии. Кроме того, комбикорм обладает лечебно-профилактическим и стимулирующим эффектом для иммунной, кроветворной систем и кишечного тракта, а также способствует удалению вредных веществ из организма (солей тяжелых металлов, радионуклидов и т.д.).

В отличие от классической технологии высокотемпературного гранулирования, комбикорм, произведенный по технологии Биокомплекс, проходит низкотемпературное гранулирование без использования пара. Что исключает деструкцию белка и обеспечивает сохранность витаминов в корме даже при длительном хранении.

Комбикорм скармливается по традиционным зоотехническим нормам и правилам, абсолютно безопасен в использовании, не вызывает аллергических симптомов и других побочных явлений или противопоказаний.

Экструзионная переработка пищевых отходов в корма

Экструзионная переработка пищевых отходов предполагает получение биологически ценного, безопасного и стойкого при хранении корма. Необходимое условие достижения этой цели – термообработка отходов, в ходе которой происходят обеззараживание и обезвоживание сырья. От правильности её проведения зависит качество получаемого корма.

Традиционно наиболее распространена многочасовая термообработка при повышенном давлении в аппаратах периодического действия, в частности в вакуумных котлах (котлах-утилизаторах Лапса) сухим (без контакта с острым паром или водой) или мокрым способом. В таких котлах сырьё медленно нагревается до температуры 11 8-1 30° С, при которой погибает основная масса бактерий, и стерилизуется в течение 30-60 минут при давлении 0,3-0,4 МПа. Затем разваренная масса сушится в течение нескольких часов под давлением 0,05-0,06 МПа при 70-80° С. Из термообработан-ных отходов получают мясо-костную, мясную, кровяную, костную, перьевую муку. Необходимо отметить, что в последнее время в странах ЕС стерилизацию проводят при температуре 1 33° С и давлении 0,3 МПа в течение 20 минут, без учёта времени на подъём и спуск давления пара в котле.

Можно выделить следующие основные недостатки традиционных технологий:

Длительность процесса получения готового продукта (до 10-1 2 часов);

Многочасовая термообработка приводит к денатурации 70-75% протеина, в результате снижается кормовая ценность продукта (он плохо усваивается птицей);

Высокая энергоёмкость: для работы установок помимо электроэнергии необходимы газ, пар и горячая вода;

Загрязнение окружающей среды неприятно пахнущими и токсическими веществами (сероводородом, сернистым газом, меркаптанами и др.);

Образование жиросодержащих сточных вод, увеличивающих нагрузку на локальные очистные сооружения.

Использование непрерывно-поточных линий для утилизации биологических отходов сокращает время получения готового продукта (мясокостной муки) до 1-2 часов и несколько повышает его пищевую ценность. Непрерывно-поточные линии различаются как по принципу нагрева сырья, так и по температурным режимам. Сырьё может нагреваться либо при непосредственном контакте с горячим жидким теплоносителем – жиром или паром, либо с использованием кон-дуктивного метода. Температура его обработки может быть как выше, так и ниже 100 С. Однако для этих линий также характерны высокая энергоёмкость, экологическая небезупречность и дополнительная нагрузка на локальные очистные сооружения.

Для получения высококачественного кормового продукта, в котором максимально сохраняется биологическая ценность исходного сырья, необходимо свести к минимуму время термообработки. При этом желательно использовать экономичные и экологически чистые технологии.

В современных экструдерах в зависимости от характера обрабатываемого материала температура может достигать 200° С, а давление – 4-5 МПа. В то же время отрицательные эффекты обработки сводятся к минимуму благодаря её кратковременности. Обрабатываемый материал находится в экструдере не более 30-90 секунд.

Развитие экструзионной техники позволило предложить новые способы утилизации отходов пищевой промышленности, зверохозяйств, свиноводства и птицеводства. В основе предлагаемых технологий лежит способ сухой экструзии, при котором нагрев экструдируемого материала происходит за счёт трения как внутри его, так и о ствол экструдера. Основную проблему представляет высокая влажность отходов (до 85%). Для её решения измельчённые отходы животного происхождения (в том числе падёж и конфискат СЭС) предварительно смешивают с растительным наполнителем. Таким путём уменьшают влажность массы, подаваемой в экструдер, до 28-30 процентов. Полученную смесь подвергают экструзионной переработке, получая пригодный для кормления свиней, птицы и пушных зверей продукт. В качестве наполнителя могут быть использованы зерно, зерноотходы, отруби, шроты. Объём наполнителя в 3-5 раз больше отходов животного происхождения и определяется их влажностью.

При прохождении смеси через компрессионные диафрагмы в стволе экструдера внутри её поднимается температура свыше 110 С и возрастает давление – более 40 атмосфер. Время прохождения смеси через экструдер не превышает 30 секунд, а в зоне максимальной температуры она находится лишь 5-6 секунд, поэтому отрицательные эффекты термообработки сведены до минимума. Вместе с тем за это время смесь:

Стерилизуется и обеззараживается (болезнетворные микроорганизмы, грибки, плесень полностью уничтожаются);

Увеличивается в объёме (вследствие разрыва молекулярных цепочек крахмала и стенок клеток при выходе из экструдера);

Гомогенизируется (процессы измельчения и перемешивания сырья в стволе экструдера продолжаются, продукт становится полностью однородным);

Стабилизируется (нейтрализуется действие ферментов, вызывающих прогоркание продукта, таких, как липаза и липоксигеназа, инактивируются антипитательные факторы, токсины);

Обезвоживается (влажность снижается на 50-70% от исходной).

В результате перевариваемость протеина достигает 90 процентов. Аминокислоты становятся более доступными вследствие разрушения в молекулах белка вторичных связей. Содержание доступного лизина достигает 88 процентов. В то же время полностью или значительно разрушаются антипитательные соединения, такие, как уреаза, ингибиторы протеаз, трипсина. Крахмал желатинизируется, что увеличивает степень его усвояемости.

Жиры равномерно распределяются по всей массе продукта, образуя комплексные соединения с крахмалом в соотношении 1:10, что повышает их доступность. Стабильность жиров повышается, поскольку разрушаются ферменты, вызывающие их окисление и прогоркание, такие, как липаза и липоксидаза, а лецитин и токоферолы, являющиеся природными стабилизаторами, сохраняют полную активность. Перевариваемость пищевых волокон возрастает вследствие химической модификации.

Жёсткость экструзионной переработки, уничтожающей патогенную микрофлору, позволяет получать качественный корм, даже если наполнитель представлен некондиционными зернопродуктами. Стерильность получаемого корма особенно важна при откорме молодняка, так как до 90% поголовья гибнет из-за болезней желудочно-кишечного тракта или инфекций, занесённых через пищеварительную систему.

Впервые подобная технология переработки отходов птицеводства и животноводства была предложена американскими специалистами в 1995 году (по образному выражению, прозвучавшему на одном из семинаров, американцы экструдируют всё, что видят).

Экструзионная технология утилизации биологических отходов, разработанная компанией Wenger Manufacturing (США), включает предварительную термообработку смеси в кондиционере экструдера, экструдирование с пропариванием и сушку экструдата. Необходимость операций пропарки и сушки удорожает и усложняет процесс, поскольку помимо электроэнергии требуется применение других энергоносителей (пара и газа).

Технология компании Insta Pro (США) не требует пропаривания, однако влажность получаемого экструдата превышает 14-16 процентов. Поскольку хранение продукта влажностью более 14,5% не допускается, для обеспечения достаточно длительных сроков хранения экструдат также дополнительно подсушивают. Эта технология была внедрена в 2002 году в ОАО ПХ "Лазаревское" Тульской области. Несмотря на имеющиеся недостатки, она позволила хозяйству утилизировать отходы мясопереработки и падежа свинокомплекса и получить дешёвую и стерильную белковую кормовую добавку. Снизились затраты на корма, производство стало безотходным.

Недостатки вышеупомянутых технологий удалось преодолеть коллективу российских специалистов под руководством В. Плитмана, предложившего способ принудительного пневмоотвода пара из экструдата. Метод позволяет исключить использование специальных сушилок и разнородных источников энергии, уменьшить время температурного воздействия на продукт. В результате удаётся получить продукт, пригодный для длительного хранения (не менее 6 месяцев) даже при значительной влажности исходного сырья.

Технологическую линию экструзионной переработки отходов можно спроектировать практически на любую производительность. Полный технологический процесс состоит из:

1) измельчения;

2) смешивания измельчённой массы в определённой пропорции с растительным наполнителем;

3) экструзии смеси;

4) охлаждения;

5) затаривания.

Для получаемого продукта (белковой кормовой добавки) характерны:

Высокая усвояемость (порядка 90%);

Обменная энергия – 290-31 0 ккал в 100 г;

Бактериальная чистота – не более 20 тыс. ед. (при норме 500 тыс. ед.);

Влажность – не выше 14%;

Длительный срок хранения – не менее 6 месяцев.

Себестоимость получаемого продукта определяется в основном стоимостью наполнителя. При этом энергозатраты на переработку 1 кг биологических отходов не превышают 80 копеек, тогда как при переработке в котлах-утилизаторах – не ниже 4 рублей.

Использование экструзионных технологий позволяет:

Интенсифицировать производственный процесс;

Снизить энергозатраты (кроме электроэнергии для обеспечения технологического процесса не нужны другие энергоносители: газ, пар, горячая вода);

Уменьшить трудовые затраты;

Повысить степень использования сырья;

Улучшить усвояемость продуктов;

Снизить микробиологическую обсеменённость продуктов;

Уменьшить загрязнение окружающей среды (отсутствуют выбросы в атмосферу, стоки и вторичные отходы).

Потенциально возможные доходы хозяйств от использования кормовых добавок, полученных из собственных биологических отходов, могут быть сравнимы с доходами от реализации основных продуктов производства.

Литература

1.Решение городской думы г.Таганрога от 28.06.2007г. № 507 "Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления на территории муниципального образования г.Таганрог".

2.Абрамов Н.Ф. Перспективы селективного сбора пищевых отходов Москвы // Чистый город. – 2008. – N 1.

3.Вайсберг Л. А. и др. Новые технологии переработки бытовых и промышленных отходов, "Вторичные ресурсы", N 5 -6, 2001.

4.Анализ различных технологий термической переработки твердых бытовых отходов / Эскин Н.Б., Тугов А.Н., Хомутский А.Н. и др. // Энергетик. – 2004. – N 9.

5.Андреева И.П., Карцева Е.В., Потапов И.И. Технологии переработки бумажных отходов // Эколог. системы и приборы. – 2009. – N 7.

Дмитриев Ю. "Книга природы" М., 2009.

6.Бабков-Эстеркин В.И. Пищевые отходы – экологические проблемы и направления их решения // Междунар. конгр. по пробл. окруж. среды и урбаниз. ЕВРО"98 "Человек в большом городе 21 в.", Москва, 1-4 июня, 2008.

7.Бартоломей А.А., Брандл Х., Пономарев А.Б. Основы проектирования и строительства хранилищ отходов: учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2002.

8.Белоцерковский Г.М., Калмыков Ю.П. Современные отечественные мусоровозы. Система машин, разработанная АОЗТ "Экомтех" // Экол. системы и приборы. – 2008. – N 4.

9.Выбор оптимальных технологий переработки пищевых отходов / Яковлев В.А., Лихачев Ю.М., Гусаров В.В. и др. // Комплексная переработка твердых бытовых отходов – наиболее передовая технология: сб. тр. – СПб: СПбГТУ, 2005.

10.Гарин В.М., Медиокритский Е.Л., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых бытовых отходов в крупных городах // Безопасность жизнедеятельности: Охрана труда и окруж. среды / Ростов н/Д гос. акад. с.-х. маш. – Ростов-на-Дону, 2003.

11.Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Тенденции в решении проблемы утилизации отходов // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды: межвуз. сб. науч. тр. Вып.3 / Рост.-на-Дону гос. акад. с.-х. машиностроения. – Ростов-на-Дону, 2005.

12.Грибанова Л.П., Коробейникова В.А. Захоронение и утилизация отходов в Московском регионе // Экол. вестн. России. – 2009. – N 6.

13.Джангиров Д.А. Концепция программы по индустриальной переработке ТБО // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: обзорная информация / ВИНИТИ. – 2007. – Вып.4.

14.Единая политика обращения с отходами в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Под редакцией член-корр. РАН С. Г. Инге-Вечтомова, Ю.И. Скорика, засл. эколога РФ Флоринской Т. М. – СПб.: НИИ Химии СПб ГУ, 2000.

15.Казакова М.В. "Человек, природа, мир" Рязань, 2007.

16.Карабельников Т.П. "Экологические основы природопользования"

Обращение с отходами в Таганроге

17.Отходы областного города. Сбор и утилизация. Дарулис П. В. – Смоленск, 2000.

18.Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт – Петербурге в 2000 году / Под редакцией Д. А. Голубева, Н. Д. Сорокина. – СПб., 2001.

19.Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт – Петербурге в 1998 году / Под редакцией А. С. Баева, Н. Д. Сорокина. – СПб., 1999.

20.Плешаков А. А. "Зеленые страницы" М., 1994г.

21.Плешаков А.А. "Экология" М., 2005.

22.Твердые бытовые отходы (сбор, транспорт, обезвреживание). Справочник.

23.Систер В. Г., Мирный А. Н., Скворцов Л. С. и др. – М., 2001.

Современный мир не стоит на месте. Каждый год увеличиваются объёмы производства, продолжается рост населения и расширение городов. Вместе с этим назрела проблема утилизации мусора. На земле специальные свалки для отходов жизнедеятельности присутствуют в ограниченном количестве. При этом поступающие на них объёмы превышают их вместимость, поэтому мусорные горы увеличиваются с каждым днём. Необработанные кучи отходов негативно влияют на экологическое состояние планеты. Именно поэтому возникла потребность в создании качественных мусороперерабатывающих заводов. На этих объектах необходимо применять только современные методы переработки отходов и их утилизации. Стоит отметить, что генерируемый человечеством мусор относится к различным группам опасности. Чтобы переработка отходов была эффективной, для каждого отдельного вида необходимо подобрать свой метод утилизации. Но прежде требуется их рассортировка.

Отходы бытовые

К этому числу относятся остатки продукции, связанные с жизнедеятельностью людей. Это могут быть пластиковые, бумажные, пищевые и другие подобные отходы, которые были выброшены из учреждений и домов населения. Мусор, от которого мы привыкли избавляться, встречается на каждом шагу. Многим отбросам приписывается пятая и четвёртая степень опасности.

Переработка бытовых отходов из пластика не должна обходиться без механического воздействия, т. е. измельчения. Далее, их в обязательном порядке обрабатывают химическими растворами. Нередко после такой процедуры изготавливаются новые полимерные вещества, которые используются вторично для создания новой продукции. Такие бытовые отходы, как бумага или пищевой мусор можно подвергнуть компостированию и последующему перегниванию. Впоследствии полученный состав подойдёт для применения в сельскохозяйственном деле.

Биологический тлен

Биологическими видами в природе являются человек и животные. Эти две группы также генерируют большой объём отходов. Много подобного сора приходит от ветеринарных клиник, санитарно-гигиенических организаций, учреждений общественного питания и подобным предприятий. Переработка отходов биологического характера сводится к их сжиганию. Вещества жидкой консистенции перевозят на специальном транспорте. Сжигание также применяют по отношению к отходам органического происхождения.

Промышленные отходы

Этот вид отходов образуется в результате функционирования производства и технологической деятельности. Сюда относится весь строительный мусор. Он появляется в процессе монтажных, облицовочных, отделочных и других работ. Например, к этой категории мусора относятся лакокрасочные остатки, теплоизоляционные вещества, древесина и другой производственный «хлам». Переработка промышленных отходов нередко заключается в сжигании. Деревянные остатки подходят для получения определённого количества энергии.

Радиоактивный мусор

К таким отходам относятся растворы и газы, которые не подходят для использования. В первую очередь – это биологические материалы и объекты, содержащие радиоактивные компоненты в большом количестве (выше допустимой нормы). Степень опасности зависит от уровня радиации в таких отбросах. Подобный мусор утилизируют путём захоронения, некоторый просто сжигают. Подобный способ переработки относится и к следующей группе остатков деятельности.

Медицинские отходы

В этом списке находятся все вещества, которые производят медицинские учреждения. Примерно 80% отходов – простой бытовой мусор. Он неопасный. Зато оставшиеся 20% способны так или иначе причинить ущерб здоровью. В России утилизация и переработка отходов радиоактивного и медицинского характера имеет множество запретов и условностей. Также в стране тщательно прописаны необходимые условия обращения с этой группой мусора, способы их захоронения или сжигания. Были созданы специальные могильники для жидких и твёрдых радиоактивных компонентов. Если необходимо избавиться от медицинского мусора, его складывают в особые пакеты и поджигают. Но этот метод, к сожалению, также небезопасен, особенно если препараты относятся к первой или второй группе опасности.

Разделение на классы

Все отходы делятся в зависимости от своего агрегатного состояния. Так, они бывают твёрдыми, жидкими или газообразными. Кроме того, весь мусор классифицируется по степени опасности. Всего есть четыре класса. Мусор, относящийся к первой степени опасности, несёт наиболее сильную угрозу планете и живым организмам, в том числе человеку. Эти отходы способны испортить экологическую систему, что повлечёт за собой катастрофу. К ним относятся следующие вещества: ртуть, полоний, соли свинца, плутоний и т. д.

Ко второму классу относятся остатки, способные вызвать экологический сбой, который не сможет восстановиться в течение продолжительного периода (около 30 лет). Это хлор, различные фосфаты, мышьяк, селен и другие вещества. К третьей группе опасности принадлежат те отходы, после воздействия которых система сможет восстановиться за десять лет. Но только в том случае, если мусор больше не будет оказывать влияние на заражённый объект. Среди них выделяют хром, цинк, этиловый спирт и так далее.

Малоопасным отходам – сульфатам, хлоридам и симазину – присвоен четвёртый класс. Но это не значит, что они практически не влияют на человека и экосистему. При устранении источника организм или природа смогут восстановиться только через три года. Существует мусор пятого класса. Это означает, что отходы совершенно безопасны для экологии.

Важность переработки мусора

Есть несколько причин, почему необходима грамотная переработка отходов:

1. Попадая в окружающую среду, большинство веществ и материалов превращаются в загрязнители (стоит учесть, что наша планета и без того каждый день задыхается от выбросов машин и заводов).
2. Многие ресурсы, из которых созданы те или иные материалы, исчерпываются. Их запасы слишком ограничены, поэтому выходом является вторичная переработка отходов.
3. В некоторых случаях предметы, выполнившие своё предназначение, оказываются источником веществ. При этом они более дешёвые, чем природные материалы.

Подробней об утилизации

Утилизация – это изменение отходных материалов до полного исчезновения или видоизменения структуры, чтобы не было возможности использовать их повторно. Но это слово может носить и другой смысл. Например, часто оно употребляется в переносном значении.

Сегодня большое количество отходов применяется повторно в разных целях. Весь мусор, который сегодня утилизируют, делится на две основные группы:

1. Твёрдые бытовые отходы (стекло, бумага, пластик, пищевые отходы).
2. Производственные отходы (биологические, медицинские, радиоактивные, строительные отбросы, а также мусор транспортного комплекса).

Провести утилизацию можно одним из нескольких способов, которые также поделены на группы. Например, к основным методам относят термическую обработку, компостирование, являющееся естественным методом разложения, и захоронение мусора на специальных полигонах. Некоторые эти способы переработки отходов позволяют получить вторичное сырьё.

Вторичные материалы

Обычно все отходы, которые остаются после производства и деятельности человека, именуют «вторсырьем». Но это представление не совсем верное. Дело в том, что не все отбросы целесообразно использовать вторично или отправлять на другие нужды. Есть и такая группа мусора, которая применяется вторично только лишь в качестве источника энергии (после специальной обработки), поэтому также не причисляется к вторичному сырью. Те вещества, что после переработки выдают энергию, именуются «вторичным энергетическим сырьём».

К этой группе можно отнести только те материалы, которые после определённого воздействия могут стать пригодными в народном хозяйстве. Наглядным примером является жестяная банка из-под консервов. Она уже не может использоваться для хранения пищевых продуктов, но после переплавки из неё изготавливают новую ёмкость для пищи или другие металлические предметы. Становится очевидным: вторичным сырьём называются предметы, которые после использования по прямому назначению являются ресурсами, что пригодятся для дальнейшего применения. Чтобы получить новое изделие или сырьё, необходима переработка мусора. Сегодня для этого используется несколько способов, которые описаны ниже.

Естественная переработка

Ещё в XX веке в большинстве случаев переработка бытовых отходов проводилась путём компостирования. В специально вырытые котлованы сбрасывался мусор, в частности органический, и присыпался землёй. Со временем отходы разлагались, сгнивали и использовались в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Но сравнительно недавно такой метод был немного модифицирован. Учёные разработали герметичные установки для подогрева компостированного мусора. Органические остатки в этом случае начинают быстрей разлагаться, отчего образуется метан, который является биогазом. Именно его начали использовать для создания биотоплива.

Появились специализированные компании, которые строят мобильные станции для переработки отходов. Их применяют в маленьких посёлках или в фермерском хозяйстве. Было подсчитано, что подобные станции крупного размера, предназначенные для городов, содержать невыгодно. Чтобы получить разлагающийся продукт, нужно достаточно много времени, а образовавшиеся удобрения всё равно остаются неиспользованными, и их также нужно как-то утилизировать. Помимо этого, есть другие отбросы, которые некуда девать, поэтому они будут накапливаться. Например, это пластик, строительные остатки, полиэтилен и прочее. А создать специализированный завод, где проводилась бы переработка твёрдых бытовых отходов, для властей экономически невыгодно.

Термическая утилизация

Под термической переработкой подразумевается сжигание твёрдого бытового мусора. Процесс применяется для сокращения количества органических веществ и их обезвреживания. Далее, полученные остатки подвергаются захоронению или утилизации. После горения мусор значительно сокращается в объёме, все бактерии истребляются, а полученная энергия способна генерировать электроэнергию или обогревать воду для отопительной системы. Подобные заводы обычно устраивают неподалёку от крупных городских свалок, чтобы переработка твёрдых отходов проходила конвейером. Там же неподалёку находятся полигоны, предназначенные для захоронения переработанных остатков.

Можно отметить, что сжигание отходов делится на прямое и пиролизное. При первом способе можно получить лишь тепловую энергию. Одновременно пиролизное сжигание создаёт возможность добыть жидкостное и газовое топливо. Но независимо от способа термической утилизации, в атмосферу во время горения выделяются губительные вещества. Это вредит нашей экологии. Некоторые устанавливают фильтры. Их цель – задерживать твёрдые летучие вещества. Но как показывает практика, даже они не способны остановить загрязнение.

Если говорить о технологии переработки отходов медицинского характера, в России уже установлено несколько специальных печей. Они оборудованы приборами газоочистки. Кроме этого, в стране появились микроволновая, паротепловая обработки и автоклавирование. Всё это является альтернативными методами сжигания медицинского и другого подходящего мусора. Остатки, содержащие ртуть, обрабатываются особым термохимическим или гидрометаллургическим способами.

Плазменная утилизация

Этот метод на данный момент является наиболее современным способом утилизации. Его действие проходит в два этапа:

1. Отходы измельчаются и сдавливаются под прессом. Если есть необходимость, мусор просушивается, чтобы добиться гранулированной структуры.
2. Полученные вещества отправляются в реактор. Там плазменный поток передаёт им столько энергии, чтобы они приобрели газообразное состояние.

Избежать возгорания получается при помощи специального окислителя. Полученный газ по составу схож с обычным природным, но он содержит меньше энергии. Готовый продукт закупоривают в ёмкости и отправляют для последующего использования. Такой газ подходит для турбин, котлов, дизель-генераторов.

Подобная переработка отходов производства и бытового мусора уже некоторое время применяется в Канаде и США. В этих странах остатки жизнедеятельности человека эффективно утилизируются, а конечный продукт используется на благо в качестве топлива. На западе уже готовятся внедрить эту технологию в ещё большем масштабе. Но поскольку подобное оборудование достаточно дорогостоящее, его не могут приобрести страны СНГ.

Возможно ли решить проблему утилизации отходов?

Конечно, чтобы переработка твёрдых отходов и опасного для здоровья мусора проходила на высшем уровне, требуется немало финансовых вложений. Также в этом должны быть заинтересованы политические круги. Но на данный момент нам приходится обходиться устаревшей техникой для утилизации. По мнению властей, существующие заводы справляются с проблемой, поэтому нет надобности их реконструировать и переоборудовать. Толчком к этому может послужить лишь экологическая катастрофа.

Хотя проблема имеет обширные масштабы, всё же решить или сократить её размеры возможно. Ситуация требует комплексного подхода со стороны общества и властей. Хорошо, если каждый подумает о том, что может предпринять лично он. Самое простое, что может сделать человек, это начать сортировать тот мусор, который генерирует он. Ведь тот, кто выбрасывает отходы, знает, где у него пластик, бумага, стекло или пищевые продукты. Если в привычку войдёт сортировать остатки жизнедеятельности, то такой мусор станет проще и быстрей перерабатывать.

Человеку необходимо регулярно напоминать о важности правильной утилизации отходов, их сортировке и бережном отношении к природным ресурсам, которыми владеет он. Если же власти не будут принимать меры, проводить мотивирующие кампании, простого энтузиазма окажется недостаточно. Поэтому проблема утилизации мусора так и останется в нашей стране на «первобытном» уровне.

Аскарова Екатерина

Реферат с презентацией

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №6»

РЕФЕРАТ ПО ТЕХНОЛОГИИ на тему

«Новые технологии переработки бытовых

И отходов производства в современном мире »

(школьная научно-практическая конференция «_Живи Земля»)

Ученицы 10 класса

Аскаровой Екатерины Сергеевны

Руководитель Е.В. Широкова

Пелагиада

2013 г

Р Е Ц Е Н З И Я

на реферат ученицы 10 класса Аскаровой Екатерины по теме «Новые технологии переработки бытовых и отходов производства в современном мире».
Рецензент учитель технологии Широкова Е.В.

Представленный для составления отзыва и рецензирования реферат соответствует уровню учебно-исследовательской работы обучающегося по предметной области технология. Тема реферата является актуальной и посвящена одной из важных исследовательских проблем – созданию безопасных безотходных технологий в современном мире.

На основе изучения достаточно большого объема научно-исследовательской литературы в реферате обобщены результаты исследования экологических проблем техногенной деятельности человека. Рассмотрены пути решения экологических проблем загрязнения окружающей среды отходами производства в России и в мире.

Несомненным достоинством реферата является изучение перспективных технологий вторичного производства. Поскольку интенсивный путь решения глобальной экологической проблемы – это снижение ресурсоемкого производства и переход к малоотходным технологиям.

В целом работа соответствует, предъявленным требованиям по оформлению ученического реферата.

1.Введение. Экологические проблемы современной цивилизации ………. 3

2. Не превратить планету в свалку…………………………………………..

3. Утилизации отходов медицинских учреждений …………...

4. Современные технологии по переработке твердых бытовых отходов …

5. Создание и развитие безотходного производства в России……………..

6.Перспективные технологии вторичных пластмасс……………………….

7. Мировой опыт вторичных ресурсов производства……………………….

8.Заключение…………………………………………………………………...

9. Список литературы…………………………………………………………

Введение

Экологические проблемы современной цивилизации

В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения атмосферы и окружающей среды. В природную среду в больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, попадают, в конце концов, в организм человека. На земном шаре невозможно найти место, где не присутствовали в той или иной концентрации загрязняющие вещества. Даже во льдах Антарктиды, где нет никаких промышленных производств, а люди живут только на небольших станциях, ученые обнаружили токсичные вещества промышленного происхождения. Их заносят сюда потоки атмосферного воздуха. Даже кратковременное воздействие некоторых из них на организм человека может вызвать головокружение, кашель, першение в горле, тошноту, рвоту. Попадание в организм человека токсичных веществ в больших концентрациях может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут служить смоги, образующиеся в крупных городах или аварийные выбросы токсических веществ промышленными предприятиями в атмосферу.

Используемые человечеством технологии ориентированы в первую очередь на использование невозобновляемых природных ресурсов. Это нефть, уголь, руды и т.п. При этом их использование технологически влечёт за собой нарушения в окружающем мире: уменьшается плодородие почв и количество пресной воды, загрязняется атмосфера.

За год в атмосферу только одного углекислого газа выбрасывается 5 млрд. тонн. В результате истончается озоновый слой, появляются озоновые дыры. В эти дыры устремляются ультрафиолетовые лучи, от которых у людей возникают раковые заболевания. Кислорода на Земле становится все меньше и меньше. А выхлопных газов заводов черной и химической промышленности, котельных, транспорта все больше и больше.

Ученые подсчитали, что каждый год во всем мире в водоемы попадает столько вредных веществ, что ими можно было бы заполнить 10 тыс. товарных поездов. Даже в водах Арктики нашли стиральный порошок.

Почва образуется медленно: для этого нужны сотни и даже тысячи лет. А вот разрушить ее можно очень быстро. За последние сто лет на Земле уничтожена примерно 1/4 часть всех плодородных почв.

Не превратим планету в свалку

Сегодня, используя сложившиеся технологии, человечество имеет разнообразнейшую структуру всевозможных отходов бытового и промышленного происхождения. Эти отходы, постепенно накапливаясь, превратились в настоящее бедствие. Самый распространенный до последнего времени способ борьбы с бытовыми отходами в городах - вывоз их на свалки - не решает проблему, а прямо скажем, усугубляет ее. Свалки - это не только эпидемиологическая опасность, они неизбежно становятся мощным источником биологического загрязнения. Главный компонент биогаза - метан - признан одним из виновников возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слоя атмосферы и прочих бед глобального характера. В общей сложности из отходов в окружающую среду попадает более ста токсичных веществ. Нередко свалки горят, выбрасывая в атмосферу ядовитый дым.

Под полигоны для мусора на десятки лет отчуждаются громадные территории, их, безусловно, можно было бы использовать с большей пользой. И, наконец, чтобы обустроить полигон и содержать его на уровне современных экологических требований, нужны большие средства. Очень дорого обходится рекультивация закрытых (уже не действующих) полигонов. Это целый комплекс мер, цель которых - остановить вредное воздействие свалок на окружающую среду, в том числе на почву и подземные воды. Рекультивация всего лишь одного гектара мусорного полигона обходится сегодня в 6 миллионов рублей. Велики и транспортные расходы на перевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко от города.

Количество накапливающегося мусора постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год. Больше всего мусора производят в США (520 кг в год на одного жителя), в Норвегии, Испании, Швеции, Нидерландах – 200-300 кг, в Москве – 300-320 кг.

Для того чтобы в природной среде разложилась бумага, требуется от двух до десяти лет, консервная банка – более 90 лет, фильтр от сигареты – 100 лет, полиэтиленовый пакет – более 200 лет, пластмасса – 500 лет, стекло – более 1000 лет. Вспомните об этом, прежде чем бросить в лесу старый полиэтиленовый пакет или бутылку.

В составе современного бытового и промышленного мусора много крайне медленно разлагающихся пластмасс (полимерных материалов). С новыми полимерными материалами ситуация лучше – в их составе есть светочувствительные молекулярные группы, которые легко усваиваются микроорганизмами. Скорость разложения таких полимерных отходов

возрастает во много раз, отпадает необходимость их сжигания в высокотемпературных печах.

США остаются одной из самых «замусоренных» стран мира, там ежегодно образуется до 160 млн. мусора. Нагруженная этим мусором колонна десятитонных грузовиков растянулась бы от Земли до Луны, а 18 млрд. одноразовых пеленок, которые ежегодно выбрасывают американцы, можно протянуть от Земли до Луны 7 раз.

Экологически опасен пористый стайроформ, из которого делают одноразовые стаканы. Если расставить в ряд стаканы, использованные за год, они опояшут Землю по экватору 463 раза. Этот пластик не разлагается в природе, а при его производстве из дорогостоящей нефти в атмосферу выделяются хлоруглероды, разрушающие озоновый слой.

В США перерабатывают всего 20% мусора, остальное концентрируется на свалках. До 1/3 этого мусора составляет тара. На упаковку американцы расходуют 75% производимого стекла, 50% бумаги, 40% алюминия, 40% пластика, 8% стали. Каждый час американцы используют 2,5 млн. пластиковых бутылок. Правительства развитых стран начинают все большее внимание уделять вопросам охраны окружающей среды и поощряют создание соответствующих технологий. Развиваются системы очистки территорий от мусора и технологии его сжигания. Однако есть достаточно много причин считать, что технологии сжигания мусора являются тупиковыми. Уже в настоящее время затраты на сжигание 1 кг мусора составляют 65 центов. Если не перейти на другие технологии ликвидации отходов, то затраты будут расти. При этом следует иметь в виду, что необходимы такие новые технологии, которые со временем могли бы обеспечить, с одной стороны, потребительские запросы населения, а с другой стороны, сохранность окружающей среды.

Утилизация отходов медицинских учреждений

К сожалению, в нашей стране 90% отходов подвергаются захоронению (депонированию) на полигонах, хотя это связано с транспортными расходами и отчуждением больших территорий. Кроме того, полигоны зачастую не

соответствуют элементарным санитарно-гигиеническим требованиям и являются вторичными источниками загрязнения окружающей среды. Но

если от большинства отходов еще можно сравнительно безопасно избавиться путем депонирования, то некоторые их виды, например, медицинские

отходы, подлежат обязательной переработке. Они значительно отличаются от остальных отходов и требуют особого внимания. В них кроется опасность для человека, обусловленная прежде всего постоянным наличием в их

составе возбудителей различных инфекционных заболеваний, токсических, а нередко и радиоактивных веществ.

К 2005 году в мире, по обобщенным данным, их накопилось уже около 1,8 млрд. тонн, что составляет примерно 300 кг на каждого жителя планеты.

Особую опасность представляют инъекционные иглы и шприцы, поскольку неправильное обращение с ними после применения может привести к повторному использованию. По оценке ВОЗ, в 2000 году только в результате повторного использования шприцев были инфицированы:

• 21 миллион человек - вирусом гепатита B (HBV) (32 % всех новых инфекций);
• два миллиона человек - вирусом гепатита C (HCV) (40 % всех новых инфекций); и
• по крайней мере 260 000 человек - ВИЧ (5 % всех новых инфекций).

Современные технологии по переработке твердых бытовых отходов

Наиболее перспективным способом решения проблемы городских свалок является переработка отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки.

Предлагаемые современные технологии позволяют одновременно решить проблему утилизации мусора и создать местные источники энергии. Таким образом, мусор вернется к нам не в виде разрастающихся свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов

Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию).

Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6м в

уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки.

Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой - повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии.

Переработка горючих отходов. Предлагаемая технология газификации позволяет перерабатывать горючие отходы в закрытом реакторе с получением горючего газа. Могут быть переработаны отходы следующих типов:

• горючая фракция твердых бытовых отходов (ТБО), выделенная при сортировке;
• твердые промышленные отходы - нетоксичные твердые отходы, произведенные промышленными, торговыми и другими центрами, например: пластик, картон, бумага и т. д.;
• твердые горючие продукты переработки автомобилей: большинство автомобильных пластиков, резина, пеноматериалы, ткань, дерево и т. д.;
• сточные воды после осушения (наиболее эффективная переработка сточных вод достигается при использовании биотермической технологии);
• сухая биомасса, такая как отходы деревообработки, опилки, кора и т. д.

Процесс газификации является модульной технологией. Ценным продуктом переработки является горючий газ, производимый в объеме от 85 до 100 м 3 в минуту. Газ может быть использован для производства тепло-/электроэнергии для сопутствующих производств или на продажу.

Переработка гниющих отходов. Органическая фракция ТБО, полученная в результате сортировки, а также отходы ферм и очистных сооружений могут быть подвергнуты анаэробной переработке с получением метана и компоста, пригодного для сельскохозяйственных и садоводческих работ.

Переработка органики происходит в реакторах, где бактерии, производящие метан, перерабатывают органическую субстанцию в биогаз и гумус.

Переработка использованных шин. Для переработки шин используется технология низкотемпературного пиролиза с получением электроэнергии, сорбента для очистки воды или высококачественной сажи, пригодной для производства автопокрышек.

Линии демонтажа старых автомобилей. Для переработки старых автомобилей используется технология промышленного демонтажа, позволяющая вторично использовать отдельные детали. Экономическая эффективность предприятия обеспечивается продажей автомобильных деталей и отсортированных материалов. Для эффективной эксплуатации завода в зависимости от транспортных тарифов в радиусе 25-30 км от завода должно быть в наличии 25 000 остовов старых автомобилей. В общем случае для завода требуется площадка, по крайней мере, 20 000 м 2 . Поставка линии промышленного демонтажа включает обучение рабочего персонала на площадке заказчика и в Западной Европе, обучение управлению предприятием и тренинг по организации сбора старых автомобилей и продаже запчастей и материалов.

Утилизация медицинских отходов. Предлагаемая технология очистки медицинских отходов стерилизует такие виды медицинских отходов как иглы, ланцеты, медицинские контейнеры, металлические зонды, стекло, биологические культуры, физиологические вещества, медикаменты, шприцы, фильтры, пузырьки, подгузники, катетеры, лабораторные отходы и т.д. Технология очистки медицинских отходов измельчает и стерилизует отходы, так что они превращаются в сухую, однородную пыль без запаха (гранулы диаметром 1-2 мм). Этот остаток является целиком инертным продуктом, не содержит микроорганизмов и не обладает бактерицидными свойствами. Остаток может быть утилизирован как обычные городские отходы или использован при ландшафтных работах.

Предлагаемые современные технологии позволяют одновременно решить проблему утилизации мусора и создать местные источники энергии. Таким образом, мусор вернется к нам не в виде разрастающихся свалок и загрязненной воды, а в виде электричества по проводам, тепла в батареях отопления или выращенных в теплицах овощей и фруктов.

Создание и развитие безотходного производства

Какие же существуют пути решения глобальной экологической проблемы загрязнения окружающей среды отходами прозводства? Создание даже самых совершенных очистных сооружений не может решить проблему охраны среды. Интенсивный путь решения глобальной экологической проблемы - это снижение ресурсоемкого производства и переход к малоотходным технологиям.

Безотходным производством, является такое производство, в котором все исходное сырье в конечном итоге превращается в ту или иную продукцию и которое при этом одновременно оптимизировано по технологическим,

экономическим и социально-экологическим критериям. Принципиальная новизна подобного подхода к дальнейшему развитию промышленного производства обусловлена невозможностью эффективно решать проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов только путем совершенствования методов обезвреживания, утилизации, переработки или захоронения отходов. Концепция безотходного производства предусматривает необходимость включения в цикл использования сырьевых ресурсов сферу потребления. Другими словами, продукция после физического или морального износа должна возвращаться в сферу производства. Таким образом, безотходное производство представляет собой практически замкнутую систему, организованную по аналогии с природными экологическими системами, в основе функционирования которых лежит биогеохимический круговорот вещества.

Безотходное производство предполагает кооперирование производств с большим количеством отходов (производство фосфорных удобрений, тепловые электростанции, металлургические, горнодобывающие и обогатительные производства) с производством - потребителем этих отходов, например предприятиями строительных материалов. В этом случае отходы в полной мере отвечают определению Д. И. Менделеева, назвавшего их «пренебрегаемыми продуктами химических превращений, которые со временем становятся исходной точкой нового производства».

Вторичные ресурсы производства в России

Образование отходов в экономике России составляет 3,4 млрд тонн в год, в том числе 2,6 млрд тонн/год - промышленные отходы, 700 млн тонн/год - жидкие отходы птицеводства и животноводства, 35-40 млн тонн/год - ТБО, 30 млн т /год - осадки очистных сооружений. Средний уровень их использования составляет около 26 %, в том числе промотходы перерабатываются на 35 %, ТБО - на 3-4 %, остальные отходы практически не перерабатываются.

Низкий уровень использования отходов (за исключением их отдельных видов - лома черных и цветных металлов, а также достаточно качественных в сырьевом отношении видов макулатуры, текстильных и полимерных отходов) объясняется, главным образом, не отсутствием технологий, а тем, что переработка большей части отходов в качестве вторичного сырья характеризуется низкой рентабельностью или вообще нерентабельна.

По данным МПР России учтено 2,4 тыс. объектов размещения опасных отходов. Условия размещения таких отходов во многих случаях не соответствует действующим в России экологическим требованиям и принятым в мире стандартам. В итоге воздействие мест накопления и захоронения отходов на окружающую среду часто превышает установленные ПДК . Имеется немало примеров, когда такое превышение составляет десятки и сотни раз.

Множество различных отходов может быть использовано вторично. Для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки. Для разделения отходов на различные материалы используются различные виды сепарации , например, для извлечения металла - магнитная.

Большинство металлов целесообразно перерабатывать вторично. Ненужные либо же испорченные предметы, так называемый металлолом, сдаются на пункты приема вторсырья для последующей переплавки. Особо выгодна переработка цветных металлов (меди, алюминия, олова), распространённых технических сплавов (победит) и некоторых черных металлов (чугун). значительным количеством образования отходов в России;

Возможна вторичная переработка бумаги: старые бумаги вымачиваются, чистятся и измельчаются для получения волокон - целлюлозы . Дальше процесс идентичен процессу производства бумаги из лесоматериалов.

На сегодняшний день в правительстве рассматриваются предложения по созданию Российской системы вторичных ресурсов.

«Вторавторесурсы» - обеспечивающие сбор и прием выведенных из эксплуатации автомобилей, их дезагрегацию, первичную обработку и сбыт полученного в результате этого вторичного сырья, а также сбор и первичную переработку отходов, образующихся в результате эксплуатации автомобилей - автошин, аккумуляторов и аккумуляторных электролитов, промасленных фильтров, пластмассовых деталей;

«Втортехресурсы» - обеспечивающие сбор и прием вышедших из употребления сложной бытовой техники и радиоэлектронной аппаратуры (компьютерной техники, ксероксов, факсов, телевизоров, стиральных машин

и т. п.), их дегазагрегацию, первичную обработку и сбыт полученного при этом вторичного сырья;

«Вторресурсы» - обеспечивающие заготовку макулатуры, отходов упаковки из ламинированной бумаги, полимерной пленки и других полимерных отходов, ПЭТ-бутылок, текстильных отходов, стеклобоя и др. видов традиционного вторичного сырья.

Помимо этого, должны быть установлены производственные связи или партнерские отношения с уже функционирующими на рынке вторичного сырья системами «Ртутьсервис» (люминесцентные лампы и другие ртутьсодержащие отходы), «Вторнефтепродукт», «Вторчермет» и «Вторцветмет».

Реализация предложения по созданию Российской системы вторичных ресурсов позволит принципиальным образом изменить организационные, нормативно-правовые и экономические условия для заготовки и переработки вторичного сырья в России. Уровень использования основных видов вторичного сырья повысится через 5 лет после ввода в действие системы не менее чем на 30 %, по ряду позиций в 1,5-2 раза, снизятся потери природного сырья, содержащегося в отходах. Заметно снизится уровень загрязнения отходами окружающей природной среды.

Будут созданы новые рабочие места, что благоприятно скажется на социально-экономических показателях большинства регионов России.

Будет выполнено одно из условий для вступления России в ВТО (в части ратификации Директивы ЕС 1994 года № 62 «Об упаковке и отходах упаковки»).

Перспективные технологии вторичных пластмасс

Основным механическим способом переработки отходов ПЭТ является измельчение, которому подвергаются некондиционная лента, литьевые отходы, частично вытянутые или невытянутые волокна. Такая переработка позволяет получить порошкообразные материалы и крошку для последующего литья под давлением. Характерно, что при измельчении физико-химические свойства полимера практически не изменяются.

Предложенные технологии позволяют перерабатывать только незагрязнённые технологические отходы, оставляя незатронутой пищевую тару, как правило, сильно загрязненную белковыми и минеральными примесями, удаление которых сопряжено со значительными капитальными

затратами, что не всегда экономически целесообразно при переработке в среднем и малом масштабе.

Технология литья изделий из смесей вторичных полимеров. Измельченные полимерные отходы смешиваются для усреднения состава смеси. На стадии смешения добавляются необходимые (свето и термостабилизаторы, красители и т.п.). Подготовленная смесь подается в экструдер. Технология основана на заполнении специальной литьевой формы за счет давления создаваемого экструдером. На таком оборудовании сегодня изготавливают элементы декоративного ограждения (столбики, детали декоративного ограждения и т.п.), которые начинают использоваться в программе благоустройства городов. Например, столбики из полимерных отходов, отформованные «под чугунное литье» на порядок дешевле чугунных. Ассортимент изделий может быть самым разнообразным.

Технология прессования. Эта технология предполагает расплав полимера, его дозирование в пресс-форму, установленную на вертикальном гидравлическом прессе, прессование изделия и его охлаждение в форме . Достоинством данной технологии является использование относительно недорогого оборудования и пресс-форм. Однако эта технология предъявляет более высокие требования к исходному вторичному сырью, а именно, к его сортировке. По такой технологии из вторичного сырья изготавливают плиты напольного покрытия и транспортные поддоны.

Нетканые материалы. По оценкам западных экспертов от 60 до 70% вторичного ПЭТФ используют для производства волокна и нетканых материалов. В России сегодня перерабатывается в изделия не более 15% собираемого вторичного ПЭТФ, основная масса которого в виде «флексов» продается за пределы страны, большей частью в Китай. Низкий уровень переработки связан с высокой стоимостью импортного оборудования для производства волокна и нетканых материалов.
Сегодня производится оборудование для изготовления нетканых объемных материалов из термопластичных волокнообразующих полимеров (в том числе, вторичного ПЭТФ) по технологии аэродинамического распыления расплава. Воздушный поток формирует из расплава волокно и распыляет его на вращающийся коллектор-собиратель, на котором волокна термически скрепляются, и формируется нетканый объемный материал.

Материалы, полученные по такой технологии могут использоваться для изготовления сорбентов нефтепродуктов, различных фильтров для жидкостей, газов и аэрозолей, а также в качестве утеплителей для одежды, наполнителей для мебели и мягких игрушек.
Таким образом, все вышесказанное свидетельствует о том, что сегодня

существуют и уже используются в производстве отечественные технологии и оборудование, позволяющие производить высокорентабельную продукцию из полимерных отходов.

Мировой опыт вторичных ресурсов производства

В экономически развитых странах все меньше бытовых отходов вывозится на свалки и все больше перерабатывается промышленными способами. Самый эффективный из них - термический. Он позволяет почти в 10 раз снизить объем отходов, вывозимых на свалки, причем несгоревший остаток уже не содержит органических веществ, вызывающих гниение, самопроизвольное возгорание и опасность эпидемий.

На фоне снижения в последние 10 лет роли государства в управлении переработкой отходов в России в развитых странах мира, наоборот, наращивалась степень государственного воздействия в этой области. С целью снижения себестоимости продукции с использованием отходов введены налоговые льготы. Для привлечения инвестиций в создание производств по переработке отходов создана система льготных кредитов, в том числе частично возмещаемых и безвозмездных в случае неудачных решений. В целях стимулирования спроса на продукцию с использованием отходов в ряде стран накладываются ограничения на потребление продукции, изготавливаемой без использования отходов, наращиваются масштабы использования системы городского и муниципальных заказов на продукцию из отходов.

В Европе существует фирма, перерабатывающая вторично процессоры и извлекающая из них золото. Делается это примерно так: процессоры извлекаются из компьютеров и прочей техники и погружаются в химический раствор (в котором присутствует азот) в результате чего появляется осадок который в последствии переплавляется и становится золотыми слитками.

Ученые из Нидерландов представили последние разработки в сфере переработки отходов - улучшенную технологию, которая без предварительной сортировки, в рамках одной системы, разделяет и очищает все отходы, которые туда поступают, до первоначального сырья. Система полностью перерабатывает все виды отходов (медицинские, бытовые, технические) в закрытом цикле, без остатка. Сырье полностью очищается от примесей (вредных веществ, красителей и т. д.), пакуется и может быть использовано вторично. При этом система экологически нейтральна.

В Германии построен и протестирован TUV завод, который успешно работает по данной технологии 10 лет в тестовом режиме. На данный момент

правительство Нидерландов рассматривает вопрос о строительстве аналогичного завода на территории своей страны.

Аккумуляторы и батареи. На настоящий день все типы батарей, выпускаемые в Европе, могут быть переработаны независимо от того, перезаряжаемы они или нет. Для переработки не имеет значения, заряжена ли батарея, частично разряжена или разряжена целиком. После сбора батарей они подлежат сортировке и далее в зависимости от того, к какому типу они принадлежат, батареи отсылаются на соответствующий завод по переработке. К примеру, щелочные батареи перерабатываются в Великобритании, а никель-кадмиевые - во Франции. Переработкой батарей в Европе занимается около 40 предприятий.

Текстиль и обувь. Во многих странах Европы на мусоросборных площадках спальных районов, помимо контейнеров для сбора металла, пластика, бумаги и стекла, появились контейнеры для сбора использованной одежды, обуви и тряпи. Вся тряпь поступает в сортировочный центр. Здесь происходит отбор одежды, которая ещё может быть пригодна для использования, она впоследствии поступает в благотворительные ассоциации для малоимущих, церкви и красный крест. Непригодная одежда проходит тщательный отбор: отделяются все металлические и пластмассовые детали (пуговицы, змейки, кнопки и пр.), затем разделяют по типу ткани (хлопок, лен, полиэстер и т. д.). Например джинсовая ткань поступает на заводы по производству бумаги, где ткань измельчается и отмачивается, после этого процесс производства идентичен целлюлозному. Метод производства бумаги из ткани сохранился неизменным уже многие столетия и был завезен в Европу Марко Поло, когда он в первый раз посетил Китай. В результате получается два типа бумаги: 1. «Артистический» для акварели или гравюры со своей текстурой, прочностью и долговечностью. 2. Бумага для производства банкнот.

Обувь подвергается похожему процессу сортировки: подошва отделяется от верха, компоненты сортируются по типу материала, после чего поступают на предприятия по переработке резины, пластмассы и т. д. В этом своего успеха достигла инновационная компания спортивной одежды NIKE, в магазинах которой в США можно получить скидку, оставив свои сношенные кроссовки.

Заключение

Подлинная перспектива выхода из экологического кризиса – в изменении производственной деятельности человека, его образа жизни, его сознания. Научно-технический прогресс создаёт не только перегрузки для природы; в наиболее прогрессивных технологиях он даёт средства предотвращения негативных воздействий, создаёт возможности экологически чистого производства. Возникла не только острая необходимость, но и возможность изменить суть технологической цивилизации, придать ей природоохранительный характер. Одно из направлений такого развития – создание безопасных производств. Используя достижения науки, технологический прогресс может быть организован таким образом, чтобы отходы производства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали в производственный цикл как вторичное сырье. Пример дает сама природа: углекислый газ, выделяемый животными, поглощается растениями, которые выделяют кислород, необходимый для дыхания животных. Если учесть, что 98% исходного сырья современная промышленность переводит в отходы, то станет понятной необходимость задачи создания безотходного производства.

Экологически чистыми являются и некоторые альтернативные (по отношению к тепловым, атомным и гидроэлектростанциям) источники энергии. Необходим быстрейший поиск способов практического использования энергии солнца, ветра, приливов, геотермальных источников.

Экологическая ситуация вызывает необходимость оценивать последствия любой деятельности, связанной вмешательством в природную среду.

Еще Ф. Жолио-Кюри предупреждал: «Нельзя допустить, чтобы люди направляли на своё собственное уничтожение те силы природы, которые они сумели открыть и покорить».

Время не ждёт. Наша задача всеми доступными методами стимулировать всякую инициативу и предприимчивость, направленную на создание и внедрение новейших технологий, способствующих решению любых экологических проблем. Способствовать созданию большого числа контрольных органов, состоящих из высококвалифицированных специалистов, на основе чётко разработанного законодательства согласно международным соглашениям по экологическим проблемам. Постоянно доносить информацию до всех государств и народов по экологии посредством радио, телевидения и прессы, тем самым поднимать экологическое сознание людей и способствовать их духовно-нравственному возрождению согласно требованиям эпохи.

Человечество пришло к пониманию, что дальнейшее развитие технического прогресса невозможно без оценки влияния новых технологий на экологическую ситуацию. Новые связи, создаваемые человеком, должны быть замкнуты, чтобы обеспечить неизменность тех основных параметров планеты Земля, которые влияют на ее экологическую стабильность.

В заключении мне хочется напомнить высказывание Сен-Симона: «Счастливой будет та эпоха, в которой честолюбие начнёт видеть величие и славу только в приобретении новых знаний и покинет нечистые источники, которыми оно пыталось утолить свою жажду». То были источники бедствий и тщеславия, утолявшие жажду только невежд, героев завоевателей и истребителей человеческого рода.

Список литературы:

1. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. – М.: Недра, 1999.

2. Григорьев А.А. Города и окружающая среда. Космические исследования. – Мысль, 2002.

3. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – 2007.

4. Одум Ю. Основы экологии. – Мир, 2004.

5. Радзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. – Просвещение, 2005.

6. Самсонов А. Л. журнал «Экология и жизнь» – Г. Д. Сюнькова, 2000.

7. Миркин Б. М, Наумова Л. Г. Экология России, 2006.

Утилизация и переработка бытовых отходов - актуальная проблема современного мира. Свалок на земле становится все больше, обширное захламление грозит экологической катастрофой. Решение проблемы – переработка ТБО на специализированных мусороперерабатывающих заводах. Следуя условиям объективной реальности, человечеству нужно совершенствовать способы утилизации отходов, чтобы добиться наиболее эффективной переработки ТБО с минимальными затратами.

3 причины, почему необходима грамотная переработка ТБО

Отходы можно условно подразделить на следующие виды :

• Бытовые отходы. В эту группу мы отнесем отходы жизнедеятельности людей. Тот мусор, который выбрасывается из жилых домов и административных зданий. Пластиковые изделия, остатки еды, бумажные, стеклянные и другие предметы. Многие отходы отнесены к IV и V классам опасности.

Вопрос по пластиковым отходам должен решаться следующим образом: мусор подлежит механическому измельчению, далее следует химическая обработка растворами, в результате таких манипуляций образуется масса, из которой можно вновь изготавливать полимерную продукцию. Бумага и пищевые остатки могут превратиться в компост, перегнить и принести пользу для аграрного сектора экономики.

• Биологические отходы. Этот вид отходов производится биологическими видами (человеком и животными). Большое количество таких материалов производят ветклиники, больницы, организации санитарно-гигиенического профиля, предприятия общепита и другие подобные учреждения. Биологические отходы уничтожаются сжиганием. Все материалы органического происхождения можно ликвидировать этим способом.
• Промышленные отходы. Такие отходы являются результатом производственных процессов. Строительство, функционирование промышленного оборудования, монтажные и отделочные работы – все это оставляет после себя огромное количество древесины, лакокрасочных веществ, теплоизоляционных материалов, часть из которых также можно сжигать. К примеру, древесина в процессе горения выделяет энергию, что также можно использовать в полезных для общества целях.
• Радиоактивный мусор. Нередко биоматериалы и другие отходы содержат радиоактивные вещества, которые представляют собой опасность. В эту же группу входят газы и растворы – то есть те отходы, которые в дальнейшем нельзя использовать. Часть такого мусора можно уничтожать сжиганием, но остальное можно только захоронить.
• Медицинские отходы. Это мусор медицинских учреждений, 80 % которого – неопасные бытовые отходы, а оставшиеся 20 % представляют риск для организма человека. Как и переработка радиоактивных отходов, уничтожение данного вида мусора имеет множество ограничений и запретов в российском законодательстве. Подробно описаны способы его сжигания и захоронения. Для медицинских отходов, как и для радиоактивных, создаются специальные могильники. Некоторые уничтожают медицинские отходы так: складывают в пакеты и сжигают. Но множество препаратов относятся к I и II классам опасности, поэтому данный метод утилизации явно не для них.

Все отходы имеют классификацию по степени своей опасности для окружающей среды. Всего существует четыре класса опасности. Первый класс – мусор, который несет самую серьезную угрозу планете и всем живущим на ней организмам. Если не перерабатывать ТБО первого класса в порядке, установленном законом, вред экологической системе может быть непоправимым. Отходы первого класса опасности: ртуть, соли свинца, плутоний, полоний и т.д.

Отходы второго класса опасности также способны сильно навредить экологии. Последствия такого ущерба продолжат воздействие на протяжении длительного времени. Планета будет восстанавливаться в течение 30 лет после загрязнения такими отходами. К ним относят мышьяк, селен, хлор, фосфаты и т. д.

После отходов третьего класса опасности экосистема способна восстановиться за десятилетие. Разумеется, восстановление возможно только после переработки ТБО, иначе отходы не прекратят наносить вред экологии. К третьему классу принадлежат цинк, этиловый спирт, хром и т. д.

Четвертый класс опасности – это отходы малоопасные (симазин, сульфаты, хлориды). После их устранения из зараженного объекта экосистеме нужно восстанавливаться три года.

А вот отходы пятого класса совершенно безопасны.

Рассмотрим, почему необходима правильная переработка ТБО:

1. Отходы загрязняют окружающую среду, которая и так перенасыщена выбросами заводов и выхлопами транспорта.
2. Ресурсы, которые добыты из природы или созданы промышленным путем, серьезно ограничены, поэтому целесообразно подвергать их переработке и вторичному использованию.
3. Применять переработанное сырье оказывается дешевле, поэтому переработка ТБО выгодна в экономическом плане.

Наиболее распространенные методы переработки ТБО

Метод 1. Захоронение мусора.

Полигоны создаются специально для того, чтобы на их территории осуществлять переработку ТБО. Поток мусора поступает на эти площади (до 95 %), а затем органическая часть разлагается самопроизвольно. В зоне полигона образуются специальные условия для интенсивного биохимического процесса диссоциации. Формирующаяся анаэробная среда способствует утилизации, усиливающейся метаногенными микроорганизмами, которые образуют биогаз (иначе называемый «свалочный газ»). В чем минус таких полигонов? Токсины свалочного газа поступают в атмосферный воздух и распространяются по направлению ветра на огромные расстояния. А если к ним примешиваются производственные выбросы, то экология подвергается еще большей опасности.

Учитывая скопление микроорганизмов, которые усиливают протекание химических реакций, локально могут возникать возгорания из-за чрезмерного перегрева. При этом в окружающую среду выделяются полиароматические углеводороды, вызывающие онкологические заболевания. Такие выбросы в тысячи раз превышают допустимые концентрации подобных веществ в воздухе. Образующиеся в воздухе водные растворы выпадают в виде осадков, при испарении которых, как и при горении полимерных веществ, выделяются диоксины. Так через атмосферные осадки вредные химические элементы попадают в грунтовые и поверхностные воды.

Поскольку устраивать такие полигоны в черте города нельзя, для них отводятся участки за пределами крупных населенных пунктов. Если подсчитать стоимость выделения территорий, их обустройства по всем правилам, транспортные расходы на перевозку мусора к такому полигону переработки ТБО, получится довольно внушительная цифра. Прибавьте к этому загрязнение атмосферного воздуха, связанное с выделением продуктов сгорания моторного топлива, износ пригородных дорог. Картина складывается не радужная.

Из-за того, что квалифицированное обустройство полигонов переработки ТБО связано с большими расходами, некоторые предпочитают организовывать несанкционированные свалки. В таких местах неразрешенного складирования отсутствует всякая герметизация, жидкие отходы напрямую поступают в окружающую среду, не проходя этап обезвреживания, создавая высокую опасность для населения. А эти свалки только множатся и разрастаются.

Таким образом, складывать непереработанные отходы на полигонах весьма опасно, и потому такой способ их утилизации должен быть запрещен на законодательном уровне. И тому есть масса причин:

• отсутствие бактериологической и эпидемиологической безопасности;
• быстрое распространение опасных для человеческого организма веществ на большие территории (проникновение в воздух, воду, почву);
• выделение диоксинов при возгорании;
• высокая стоимость земли и обустройства полигона, а также необходимость последующей рекультивации участка;
• противоречие «Основам государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года».

Метод 2. Компостирование мусора.

Этот способ переработки ТБО основан на том факте, что часть мусора может утилизироваться самостоятельно – путем биоразложения. Так, органические отходы в состоянии компостироваться. В наши дни существуют специальные технологии компостирования пищевых отходов и неразделенного мусора.

Массовое компостирование у нас в стране не распространено, но применяется той частью населения, которая имеет частные дома или дачные участки. Однако в целом организовать процесс компостирования мусора можно и централизованно, выделив для этого специальные площадки. Образовавшийся компост в дальнейшем можно с успехом использовать в сельскохозяйственной отрасли.

Метод 3. Термическая переработка мусора (ТБО).

Органику также легко можно уничтожить термическим путем. Термическая переработка ТБО – последовательная процедура воздействия тепла на отходы в целях уменьшения их массы и объема, а также обезвреживания. Такая переработка ТБО может сопровождаться получением инертных материалов и энергоносителей.

Преимущества термической переработки:

• Эффективность в плане обезвреживания (уничтожает болезнетворную микрофлору).
• Значительно уменьшает объем мусора (до десяти раз).
• Использование энергетического потенциала отходов органического происхождения.

Наиболее распространенный метод термической переработки ТБО – сжигание. У этого простого способа есть много достоинств:

• Он многократно проверен.
• Оборудование для сжигания доступно и выпускается серийно, имеет длительный срок эксплуатации.
• Автоматизированный процесс, не требует вовлечения трудовых ресурсов.

Если раньше мусор просто сжигали, то современные технологии позволяют более эффективно использовать этот процесс, попутно извлекая из него топливную фракцию. В результате подобных методик процедура сжигания превращается не просто в ликвидацию мусора, но и в получение дополнительной энергии – электрической или тепловой. Самой перспективной на данный момент является технология плазменного сжигания, которая обеспечивает более высокую температуру горения. В результате выделяется полезная энергия, а в остатке получается совершенно безвредный остеклованный продукт.

Метод 4. Плазменная переработка мусора (ТБО).

Переработка ТБО плазменным методом представляет собой процесс превращения мусора в газ. Этот газ впоследствии используют для получения пара и электроэнергии. Непиролизуемые остатки твердых отходов выступают одним из элементов плазменной переработки.

Достоинство высокотемпературного пиролиза в том, что этот процесс уничтожает без всякой предварительной подготовки самые разные отходы, не нанося вреда окружающей среде. С экономической точки зрения это очень выгодная технология, т. к. не нужно дополнительных затрат на сушку, сортировку и другие процедуры подготовки мусора к утилизации.

На выходе остается шлак, который не несет вреда экологии и даже может найти повторное применение.

Какое используется оборудование для переработки ТБО

Промышленный мир не стоит на месте, все больше становится оборудования и заводов по утилизации мусора. Самые распространенные виды техники для таких предприятий включают в себя:

1. Прессы.

Без прессования отходов невозможно представить ни один завод по утилизации и переработке ТБО. После прессования отходы удобнее хранить и перевозить. Прессы могут иметь разные габариты: от самых гигантских до сравнительно небольших, способных уместиться на территории обычного магазина. В России используют два вида прессов:

• Пакетировочные прессы.
• Брикетировочные прессы.

По способу загрузки прессы бывают:

• Вертикальные (с фронтальной загрузкой).
• Горизонтальные (способны сжимать мусор более плотно).

Если размеры вертикальных прессов достаточно компактные, то горизонтальные обычно устанавливают только на больших заводах, т. к. их трудно уместить в обычном помещении.

По назначению прессы бывают универсальные (для всех типов отходов) и специализированные (только для одного вида).

2. Компакторы.

Очень близкими к прессам считаются компакторы. Из названия понятно, что они также делают мусор более сжатым. В основном на данном виде оборудования уплотняют ПЭТ бутылки, полиэтиленовые пленки, алюминиевые банки, а также бумагу и картон. Для торговых комплексов такой вид оборудования незаменим, потому что там всегда есть необходимость в сжатии большого количества мусора.

Компании по транспортировке отходов единогласно заявляют, что расходы на перевозку и хранение значительно снижаются благодаря уплотнению мусора с помощью компакторов. При этом совершенно не имеет значения, будет ли это компактор мобильный или стационарный.

У стационарного и мобильного оборудования есть свои плюсы и минусы. Если мобильные компакторы – это моноблоки, то стационарные компакторы содержат в себе пресс и сменный контейнер, что позволяет загружать намного больше отходов, чем в единый моноблок. Непрерывный цикл работы также значительно выделяет стационарный компактор среди другого утилизирующего оборудования. Только успевайте менять контейнеры.

Зато мобильный компактор можно использовать в разных местах, при этом его не нужно каждый раз монтировать и демонтировать вновь. Это герметично выполненная конструкция, что позволяет ей работать даже с влажными отходами.

3. Шредеры.

Шредеры имеют совершенно иной тип работы, нежели прессы и компакторы. Они помогают в утилизации мусора тем, что измельчают его или дробят. Именно поэтому русскоязычные пользователи называют шредеры дробилками. Без них не обходится ни один завод по переработке ТБО. Шредеры предназначены для измельчения:

• стекла;
• дерева;
• пластмасс;
• бумаги;
• резины;
• металла;
• органических и смешанных отходов;
• опасных веществ.

Некоторые шредеры работают только с одним видом отходов, например, со стеклом. Но существует и немало моделей, которые предназначены для измельчения самого разнообразного мусора.

4. Контейнеры.

С этим видом оборудования мы сталкиваемся ежедневно. Это привычные для нас емкости для мусора, которыми мы регулярно пользуемся. Материал, из которого изготавливаются контейнеры, – это обычно пластик, хотя иногда встречается и металл. Контейнеры могут служить для раздельного хранения мусора либо для смешанных отходов. Не так давно контейнеры были стационарными, теперь все чаще мы встречаем емкости на колесах. Из контейнеров, оборудованных колесами, удобнее переваливать мусор в мусоровозы.

5. Сортировочные линии.

Гораздо проще и эффективнее производить переработку ТБО в отсортированном виде. Как мы уже говорили, для разного вида мусора существуют свои способы утилизации, и потому так важно предварительно отделить один тип отходов от других. С этой целью на мусороперерабатывающих заводах в наши дни в обязательном порядке устанавливаются линии для сортировки отходов. Сортировочные линии созданы для того, чтобы отделять твердые бытовые отходы по фракциям с целью их последующего прессования, уплотнения и превращения во вторичное сырье, которое затем может быть реализовано. Сортировочные линии стали неотъемлемой частью процесса переработки мусора.

Как комплектуется завод по переработке ТБО

Набор оборудования для любого завода подбирается с учетом его специализации. Есть предприятия широкого профиля, которые выполняют переработку ТБО разного вида. Но небольшие заводы обычно занимаются только каким-то конкретным видом отходов. Это могут быть строительные отходы, покрышки и другие резиновые изделия, бытовой мусор и проч.

Надежнее всего вложить деньги в функциональное и мощное оборудование, которое сможет обслужить большую площадь, работая без перебоев и поломок.

Примером такого комплекса является мусоросжигательный мини-завод МПЗ-5000 (производства компании Sifania (Россия)). Он предназначен для переработки огромного количества твердых бытовых отходов, к примеру, прекрасно справится с пятью тысячами тонн мусора в год. Мини-завод подразумевает комплекс оборудования для сжигания мусора. Рассматриваемый нами пример пригоден для обслуживания небольшого района с численностью населения около 25 тысяч человек. В комплект оборудования входит не только машина для сжигания мусора, но также и агрегаты для:

• сортирования отходов;
• измельчения пластиковых бутылок;
• уплотнения макулатуры;
• пиролизации неразлагаемых материалов.

Стоимость оборудования достаточно высока. Его простейшая стандартная комплектация обойдется предприятию в десять миллионов рублей.

Но этот пример подходит для организации небольшого масштаба. Для более крупного производства можно приобрести сортировочную станцию, способную пропускать через себя до десяти тонн в час. Производительность такого оборудования куда выше, чем у мини-завода. Эта станция способна выделять 16 видов ТБО из смешанного потока. Обслуживание станции требует не менее 40 человек. Неплохим вариантом подобного оборудования является комплекс компании JSSORT. Он имеет внушительные габариты. Чтобы установить всю станцию целиком, потребуется площадь шириной 40 метров и длиной 80 метров. Такое оборудование способно за один восьмичасовой рабочий день обслужить около 15 мусоровозов.

Подобный комплекс оснащения обойдется в три раза дороже мини-завода. Стоимость его – около 30 млн рублей. Сюда входит цена постройки подходящего помещения под станцию.

Очень прибыльный вариант заработка на утилизации отходов – завод по переработке резиновых изделий (автомобильных шин) в мелкую крошку. После функционирования специализированного оборудования остается только резиновый порошок, измельченный в гранулы, который прекрасно подходит для вторичного использования.

Он востребован при производстве:

• асфальта;
• дорожных ограничителей скорости;
• материалов для звукоизоляции;
• мастик с антикоррозийными свойствами и другой продукции строительной индустрии.

Комплект оборудования для переработки резины способен обработать до трех тонн отходов в час. Импортный мини-завод подобного типа стоит около 25 млн рублей.

Следует отметить, что все перерабатывающие предприятия имеют примерно схожий набор составных частей. Отличия состоят в основном в степени их мощности и уровне автоматизации процесса. Завод по переработке ТБО включает следующее оборудование:

• приемный конвейер;
• ленточный конвейер наклонного типа;
• сортировочную линию;
• пресс-машину для упаковки;
• пиролизную установку;
• шредер для пластика;
• стеклобойный контейнер.

Иногда этот набор дополняется приемным цехом с магнитным оснащением для отделения металлолома.

Рассмотрим схему работы мини-завода по переработке ТБО:

• в первую очередь поток отходов идет через магнитный приемник, чтобы отсортировать металл;
• вертикальный конвейер транспортирует сырье к сортировочной линии;
• сортировочные комплексы могут быть автоматизированными и разделять мусор с помощью оптических устройств или полуавтоматизированными и использовать ручной труд;
• отсортировывается вся макулатура и поступает на упаковку;
• изделия из пластика попадают в измельчающее устройство;
• стеклянные отходы отправляются в сборочный контейнер;
• все остальные отходы идут в приемный бункер, откуда впоследствии поступают на пресс для уплотнения. Дальнейшая участь такого мусора – захоронение.

Если вторсырье упаковано, его можно реализовывать или перерабатывать, смотря какое направление предусмотрено самим заводом. К примеру, одним из подразделений предприятия может быть цех по производству туалетной бумаги.

Главные проблемы переработки ТБО

Проблема 1. Отсутствие средств.

В настоящее время отходы вывозятся в основном за счет населения. Но установленные нормативными актами тарифы на обезвреживание бытовых отходов непомерно низкие. Настолько, что они не способны компенсировать расходы даже на транспортировку мусора, не говоря уже о его переработке и захоронении.

Безусловно, собранных с населения средств не хватает, поэтому остальные ресурсы выделяет государство. Но по непонятным причинам у ЖКХ никогда не остается возможностей, чтобы развивать и модернизировать систему утилизации отходов. У нас до сих пор не ведется раздельного сбора, как принято во всей Европе. Да и на материальном уровне нет никакой стимуляции к сортировке. Если вы вываливаете весь мусор в один контейнер или разделяете отходы по видам, все равно вы платите один и тот же тариф за переработку ТБО.

Проблема 2. Второстепенное значение.

Переработкой ТБО в настоящий момент занимаются организации, основным направлением деятельности которых выступает оказание различных коммунальных услуг.

Только в том случае, если сбором и переработкой отходов займутся специализированные предприятия, они смогут осуществлять планирование в целях более эффективного сбора отходов, усовершенствовать используемое оборудование, оптимизировать доходы и расходы на переработку ТБО.

Проблема 3. Отсутствие ответственных лиц.

Вся деятельность, связанная с утилизацией бытовых отходов, рассредоточена по различным ведомствам. Единая структура иерархии и ответственности в данном вопросе не выстроена. В странах Европы все иначе. Там вопрос обращения с бытовыми отходами контролируют Агентства по охране окружающей среды. В нашей стране есть подобное учреждение власти – Минприроды, однако, в ведение данного органа вопрос переработки ТБО не передан.

В итоге существующие министерства и ведомства в разной степени касаются данной сферы, но перекладывают ответственность друг на друга, а процесс издания законопроектов в этой области затягивается из-за длительной процедуры согласований.

Проблема 4. Концентрация в руках государственных органов.

Госорганы ревностно держатся за переработку ТБО, хотя, как мы убедились, не имеют достаточно средств, желания и понимания, чтобы организовать процесс на должном уровне. Европейские государства показывают эффективность подключения к этому вопросу частных компаний. В Европе уже давно организации сотрудничают с муниципалитетами в вопросах сбора и утилизации мусора. Возможно, когда-нибудь в будущем и наши органы власти выйдут на подобный уровень сотрудничества, но пока свалки копятся и продолжают отравлять окружающую среду.

Зарубежный опыт показывает, что частные компании с большим энтузиазмом подходят к решению данной проблемы, так как это напрямую связано с коммерческой выгодой. Так, они ищут наиболее эффективные и экономичные способы переработки ТБО. Возводя большие заводы и привлекая иностранные инвестиции, коммерческие организации работают с большой отдачей, и результат их деятельности на лицо.

Проблема 5. Нет работы с населением.

Тот факт, что население практически не понимает преимуществ раздельного сбора мусора, – печальная недоработка отечественного управления данным вопросом. Ведь если информировать граждан о проблемах переработки ТБО, у них может возрасти сознательность и желание исправить ситуацию, в том числе своими силами. В конце концов, эта планета – наш дом, в котором мы живем и планируем населять его еще долгое время.

Проблема 6. Отсутствие приспособлений.

Обилие данных в открытом доступе позволяет многим сознательным гражданам, несмотря на отсутствие централизованного информирования, приходить к пониманию проблемы утилизации отходов. Но даже если у людей возникнет желание выбрасывать мусор в раздельные контейнеры, такой возможности им не предоставлено. Единственное оборудование для сбора отходов – это обыкновенный мусоропровод. Выход из ситуации один: заварить все существующие мусоропроводы и наладить систему сортировки отходов.

Новые дома целесообразнее проектировать без мусоропроводов, так как в целом это не только обеспечит возможность раздельного сбора мусора, но и повысит чистоту в подъездах.

Проблема 7. Не налажена утилизация вторсырья.

В России существуют организации, которые занимаются переработкой ТБО. Их не так много, как хотелось бы, но даже эти единицы зачастую испытывают проблемы с утилизацией вторичного сырья. И это печально, ведь на самом деле использование утиля позволяет получить значительные экономические выгоды.

Мотивировать на применение вторсырья в производстве – это опять-таки государственная задача. Причем речь идет не только об установлении обязательств для предприятий, но и о разработке системы поощрений, льгот, стимулирования, которая могла бы подвигнуть представителей бизнеса на налаживание рынков сбыта утиля и его использование.

Так, при осуществлении государственных закупок в европейских странах нередко предусматриваются преимущества для организаций, производящих продукцию из вторичного сырья.

Проблема 8. Отсутствие планирования.

Чтобы переработка ТБО и использование вторсырья не стали локальными и эпизодическими явлениями, необходимо составлять подробные планы, направленные на достижение желательных результатов. Так, в настоящем плане по применению отходов должен охватываться длительный период, в течение которого предусматриваются необходимые мероприятия, а также сроки их выполнения, источники финансирования, цели и ответственные за реализацию таких действий лица.

Все вышеперечисленные проблемы на самом деле возникают из-за одного и того же фактора: задача грамотной переработки ТБО не стоит на государственном уровне в числе приоритетных. Кроме того, мы все еще не пришли к осознанию максимально рационального использования имеющихся ресурсов. Поэтому вопросы охраны экологии пока не решены, и эффективная система утилизации мусора не выстроена.

Какие перспективы имеет переработка ТБО в России

В России до настоящего момента не разработана идея рационального использовании отходов. В последнее время этому направлению уделяется немного больше внимания. Но только самую малость. В нашей стране создан ряд мусороперерабатывающих предприятий, но их функционирование пока не поставлено на широкую ногу. Процесс не налажен, отсутствует грамотное взаимодействие подобных организаций с государством. В целом, пока такие компании работают в основном в центральных регионах страны – Москве, Санкт-Петербурге. Но в идеале подобная деятельность должна осуществляться повсеместно.

Дело в том, что в крупных городах для мусороперерабатывающих предприятий существует куда больше возможностей заработка. Бизнес по утилизации мусора очень рентабелен там, где его в избытке, а территорий для складирования и медленного уничтожения отходов катастрофически не хватает. На периферии не так. Чаще всего мусор вывозят на земли, которые находятся на окраинах городов и населенных пунктов. Такой способ наносит вред экологии и к тому же является экономически невыгодным. В то время как переработка обычного бытового мусора – это прибыльный бизнес, и в данный промежуток времени в отечественной экономике эта ниша является свободной.

Отметим, что пока муниципалитеты не начнут воспринимать эту проблему как насущную, вряд ли что-то кардинально поменяется. Зарубежный опыт показывает, что значительная часть вопросов по утилизации отходов решается простым действием – установкой контейнеров для раздельного сбора мусора. Этот шаг значительно упростит переработку ТБО.

Критикой данного предположения является суждение об инертности и лени россиян, которые не захотят сортировать дома свои отходы. Но опросы общественного мнения эту мысль не подтверждают. К примеру, половина жителей Москвы уже сейчас готова к раздельному сбору мусора. И это без какой-либо пропаганды и работы с населением со стороны власть имущих. Нетрудно догадаться, что при условии действий государства в данном направлении в нашей стране возможен быстрый и эффективный переход к современным технологиям переработки мусора и использования вторичного сырья.

Мнение эксперта

Решение проблем переработки ТБО с помощью комплексного управления

Л.Я. Шубов ,

д.т.н., профессор, член сообщества экспертов России по рациональному природопользованию

О.Н. Борисова ,

к.т.н., доцент РГУТиС

И.Г. Доронкина ,

к.т.н., доцент РГУТиС

Управление переработкой ТБО состоит из следующих элементов:

• сбор мусора;
• вывоз;
• обработка (предварительная подготовка);
• собственно переработка;
• утилизация;
• захоронение.

Все эти компоненты соединены в единую систему и имеют связь между собой.

Чтобы обеспечить решение задач переработки ТБО, необходимо руководствоваться современными требованиями ресурсосбережения и природопользования:

• вторичное использование отходов в качестве источников сырья и энергии;
• снижение затрат на уборку поселений;
• переход от метода захоронения ТБО к промышленной утилизации;
• обеспечение экологической безопасности.

Преобразований добиться не так легко, ведь они связаны не только с налаживанием эффективной системы вывоза мусора и его переработки, но и с улучшением санитарно-гигиенического состояния города, а это уже вопрос реформирования ЖКХ. В настоящий момент имеется рад задач, среди которых не последнее место занимают создание рынка услуг и развитие конкуренции в сфере переработки ТБО. Внедрить все эти новшества не так легко.

В настоящий момент ощущается серьезная нехватка специалистов в вопросах переработки ТБО. ВУЗы ежегодно выдают дипломы экологам широкого профиля, которые еще не владеют технологиями эффективной переработки техногенного сырья, им сложно в одночасье найти решение проблемы с ТБО.

Некоторые зарубежные организации рвутся на российский рынок, предлагая выход из сложной ситуации с ТБО с помощью передовых технологий. Но зачастую речь идет только о сжигании мусора. Продуманной системы утилизации отходов все-таки не возникает. В лучшем случае промышленные объекты появляются хаотично, занимаясь только одной технологией в комплексе мер, необходимых для системного уничтожения отходов. Это путь в никуда.

Невозможно решить проблему переработки ТБО возведением мусоросжигательных заводов. Пока сооружается один, заканчивает свой жизненный цикл другой. Потому бессистемное строительство уже доказало свою неэффективность. В этом направлении нельзя опираться на один единственный метод переработки – сжигание.

Практика показывает, что такая политика не приводит к решению проблемы, а только способствует усилению загрязнения окружающей природной среды.

Необходимо брать пример с европейских государств. Вот чего они добились к настоящему моменту в вопросе управления ТБО:

• Разработали индустрию вторсырья на основе раздельного сбора мусора с выделением пригодных для использования элементов.
• Организовали и продолжают развивать систему специализированных сортировочных производств, предприятий по термической и биотермической переработке отходов.
• Разработали систему переработки вторсырья.

Сжигать весь мусор просто недопустимо. На термическую переработку идет та фракция отходов, которая уже освобождена равно как от опасных, так и от ресурсоценнных компонентов. Такое производство можно назвать экологически безопасным.

В нашей стране все пункты переработки ТБО строят бессистемно, вне связи друг с другом. Туда отправляют весь поток отходов без предварительной сортировки. Такие действия создают угрозу возникновения чрезвычайной ситуации.

Если решить вопрос ТБО, то частично будет решена и проблема экологической безопасности страны в целом.

Острая необходимость в построении системы переработки ТБО стоит для Московского региона и городов курортной зоны. До тех пор, пока государственная политика в этом вопросе не будет нормализована, криминал и коррупция будут процветать и дальше. Вот почему разработка научно обоснованной стратегии переработки ТБО – задача №1.

Стратегия оптимизации комплексного менеджмента ТБО нужна, прежде всего, для создания передовой эффективной системы управления отходами и использования вторичного сырья. Задача такой программы – разработать способы внедрения отходов в промышленную переработку, спланировать последовательность действий по масштабному сокращению потока мусора, который в данный момент идет на захоронение, снизить экологические риски и затраты не утилизацию отходов. Стратегия должна выглядеть как цельный документ с понятной и четкой терминологией, содержащий реальную модель оптимизации использования отходов.