Переработка обезвреживание и утилизация твердых отходов

Утилизация отходов включает в себя несколько этапов – вывод, сортирование, переработка. Предварительной процедурой должно быть обезвреживание. Оно помогает исключить или снизить опасность некоторых видов отходов до разрешенного уровня. Существует несколько методов обезвреживания, выбор подходящего способа определяется материалом, характеристиками и уровнем отрицательного влияния на природу и человека.

Утилизация и обезвреживание – в чем разница

Росприродназдор объяснил, в чем разница между утилизацией и обезвреживанием отходов. Под утилизацией понимают повторное использование. Используются следующие виды повторного применения:

• рециклизация – это переработка вторсырья, в результате которого материал на 100% возвращается в производство;
• регенерация – повторное использование;
• рекуперация – извлечение полезных элементов из мусора с целью их дальнейшего применения.

Под определением «обезвреживание отходов» понимают удаление или уменьшение вредного влияния на человека. Обезвреженные останки можно использовать в дальнейшем производстве. Это позволяет сэкономить финансовые ресурсы и очистить мусорные свалки.

Существуют различные методы обезвреживания отходов. Выбор способа зависит от физических и химических свойств, состава, уровня негативного влияния на экологическую систему.

Сжигание

Самый используемый и эффективный метод — сжигание. Это термический способ обезвреживания отходов, происходящий в специально оборудованных печах на мусоросжигательных заводах. Если процесс происходит без огня, его называют термальным разложением. Температуры горения могут достигать 1200 градусов Цельсия.

Преимущества обезвреживания отходов термическим способом:

• подходит практически для любого вида бытовых и промышленных отходов;
• в процессе горения происходит нейтрализация токсичных веществ;
• появляется тепловая энергия, которую можно использовать для получения электроэнергии, теплоснабжения и в других процессах;
• выделяющиеся газы очищаются и перестают быть опасными для экологии;
• уменьшение объема до 97%.

Важнейший недостаток сжигания отходов – это загрязнение атмосферы продуктами горения. Для решения проблемы используется многоступенчатая очистка.

Нейтрализация

Процесс нейтрализации применяется к отходам, содержащим токсичные вещества (кислоты, щелочные растворы). При нейтрализации происходит химическая реакция, в результате которой выделяется теплота и образуются соли.

Повторно вещества не используются. Осветленная жидкость, которую проверяют индикаторами на отсутствие загрязнения, сливается в канализацию. Соли просушиваются и помещаются в места хранения.

Захоронение

Захоронением называется изоляция опасных отходов, не подлежащих дальнейшему использованию тбо в хранилищах или на полигонах. Метод захоронения относится к токсичным материалам и отходам, которые нельзя утилизировать или использовать повторно. Осуществляется захоронение на специальных полигонах, которые должны соответствовать обязательным условиям:

• располагаться полигоны должны на удалении от населенных пунктов, сельских хозяйств, мест отдыха граждан;
• должны находиться с подветренной стороны по отношению к местам жительства населения;
• по периметру должно находиться ограждение, кольцевой канал или обвал;
• подъем грунтовых вод должен быть ограничен глубиной 2 метра от нижнего уровня захоронений.

Ядовитые отходы разрешено захоранивать только на специальных полигонах. Также захоронению не подвергаются отходы 1 и 2 класса опасности (ртутные градусники, аккумуляторы, лампы накаливания). Они утилизируются специальными способами.

Пиролиз

Разложение под воздействием высокой температуры на безопасные вещества – это пиролиз. В результате пиролиза образуются:

• пирогаз – вещество в газообразной фазе, которое может использоваться в промышленности;
• пиролизное масло, вода – используются в качестве печного топлива;
• пирокарбон – используется в металлургии в качестве заменителя угля.

Пиролиз – это один из самых экономичных и безопасных способов обезвреживания мусора.

Очистка электрическим током

Обезвреживание твердых бытовых отходов осуществляется физико-химическими способами. Электрический ток помогает обезвредить загрязненные ТБО с большим содержанием воды.

Под действием высокочастотных токов начинаются физические и химические реакции, в результате которых происходит расщепление либо переход в невредную стадию токсичных веществ. Для усиления реакции могут использоваться реагенты.

Химические методы

Для группы отходов в жидкой и газообразной форме применяются химические методы. К ним относятся ионный обмен, окислительно-восстановительные процессы, реакции замещения. В результате ядовитые элементы преобразуются в другие простые соединения и приобретают новые качества, становясь менее опасными. Для ограничения негативного воздействия может использоваться технология иммобилизации с применением составов, образующих гели.

Рециркуляция

Некоторые из видов мусора можно повторно использовать. Примеры:

• органические растворители – потребуются при производстве лакокрасочных изделий;
• получение свинца из аккумуляторов и повторное использование;
• измельчение автомобильных покрышек и использование полученной крошки в строительстве и дорожно-ремонтных работах;
• вторичное применение пластика;
• шламы после прохождения центрифуги разделяются на нефть, грунт и воду, которые можно использовать;
• переработка биоорганических отходов питания, добавление в корм для животных.

Повторное использование отходов благополучно влияет на окружающую среду.

Размещение

Процесс размещения отходов – это один из важнейших этапов, направленных на обезвреживание. Объекты, занимающиеся обезвреживанием и утилизацией, должны проходить экологическую государственную экспертизу и получать разрешающую лицензию.

Ежегодно увеличивается рост промышленного производства. Деятельность предприятий приносит пользу экономике многих стран. Но не экологии. Негативное влияние на окружающую среду оказывают вредные вещества, которые образуются в ходе технологического процесса.

Чтобы защитить планету были разработаны способы утилизации сырья. О том, что они включают и как проводится борьба с отходами, будет подробно изложено ниже.

Этапы утилизации отходов

В основе государственной системы прописаны нормативные требования по уничтожению бытового мусора. Однако на местном уровне, без жесткого контроля они не выполняются. Несоблюдение четких норм и правил обращения с ТБО ведет к административному наказанию в виде штрафа.

Согласно правовым актам утилизация отходов проводится поэтапно.

Порядок проведения работ:

1. Сортировка.
   Перед тем как выбросить мусор его рассортировывают. Пищевые остатки, стекло, бумага, текстиль и полимеры укладываются в отдельные пакеты.
2. Сбор.
   Возле жилых массивов стоят контейнеры. Они предназначены для сбора ненужного сырья. У каждой емкости есть название, соответствующее виду мусора.
3. Вывоз.
   К контейнерам привязана отдельная машина. Техника производит погрузку и транспортировку сырья за черту города.
4. Складирование.
   В отведенных местах происходит накопление и хранение отходов. Там они находятся определенное время, установленное согласно городским нормам.
5. Вывоз с полигона.
   Мусор транспортом доставляется к месту ликвидации.
6. Последним этапом утилизации является переработка ненужного сырья, либо полное его уничтожение.

Способы утилизации бытовых отходов

Популярными способами утилизации отходов считаются.

Захоронение

Данный метод подразумевает закапывание ТБО в землю. Работы проводятся на отведенных полигонах, вдали от населенных пунктов, водоемов, лечебных учреждений и мест отдыха. Чтобы защитить окружающую среду, к участкам для захоронения применяют особые требования, которые оговорены в нормативных актах.

Захоронение отходов на полигонах негативно сказывается на экологии

Термическая обработка

Современные способы термообработки считаются экологически чистыми методами утилизации бытовых отходов. Проводится она несколькими способами.

Простое сжигание мусора

Этот способ уничтожает большое количество отходов. При этом образующаяся зола не поддается гниению и является нетоксичной. Поэтому нет надобности в поисках специальных мест, для захоронения.

Во время сжигания отходов выделяется большой объем тепловой энергии. Ее направляют на автономную работу утилизирующих предприятий. Что является плюсом метода.

Но при горении образуется дым, который пропитан токсинами и вредными веществами. Поэтому при использовании простого сжигания отбросов увеличивается риск загрязнения озонового слоя атмосферы и образования в нем дыр.

Плазменная обработка

Этот способ переработки предусматривает газификацию мусора, при высокой температуре плавления.

Есть два вида пиролиза, это:

1. Высокотемпературный.
   При данном технологическом процессе температура плавления отходов составляет свыше +900 градусов.
2. Низкотемпературный.
   Этот вид переработки мусора проводится при температуре от +400 до +900 градусов.

После плазменной обработки, на выходе образуется экологически чистый остекленевший продукт. Он не нуждается в захоронении. И может использоваться в качестве вторичного сырья на производстве.

Компостирование

Компостирование применяется для разложения органической части бытовых отбросов. В процессе утилизации участвуют бактерии, которые употребляют мусор для жизнедеятельности.

Домашний вермикомпостер легок в использовании и может стать элементом декора в саду

В природе существуют два вида микроорганизмов:

1. Аэробные.
   Эти бактерии живут и размножаются только при свободном доступе к кислороду.
2. Анаэробные.
   Жизнедеятельность микроорганизмов происходит при малом количестве кислорода или полном его отсутствии.

Каждый тип бактерий способен уничтожить 30% отходов. Однако качество компостирования зависит от места его проведения. Участок для разложения непригодного сырья должен быть затененным и влажным. При этом необходимо организовать дренаж для отведения лишней влаги.

Брикетирование

Брикетирование новый способ утилизации. Но, несмотря на это он широко используется в технологической цепочке уничтожения мусора.

Проводится брикетирование в несколько этапов, это:

1. Сортировка непригодного сырья.
2. Упаковывание отходов в брикеты.

Прессованные ТБО значительно уменьшаются в объеме. Благодаря этому упрощается их транспортировка.

Сначала брикетированный мусор вывозится для хранения на специально отведенный полигон. А затем перерабатывается в промышленных целей, либо ликвидируется путем захоронения или термическим способом.

Среди достоинств данного метода выделяют:

• удобство проведения работ;
• снижение вероятности возгорания отходов.

Но изменение структуры некоторых видов ТБО затрудняет брикетирования. А абразивность природного камня, стекла или песка создает сложность процесса прессования. Что и является недостатками этого метода.

Утилизация промышленных отходов

Утилизация отходов считается общемировой проблемой. В процессе изготовления продукции остается большое количество мусора, а вместе с тем отрасль уничтожения и переработки ТБО до сих пор плохо развита.

В основном методы утилизации промышленных отходов на большинстве предприятий включают:

• сброс сточных вод;
• вывоз на свалку.

И только 35% мусора перерабатывается с целью получения вторичного сырья.

Чтобы спасти планету государственные органы власти ежегодно вносят поправки в сфере природопользования и ужесточают наказание, при несоблюдении установленных правил утилизации.

Методы утилизации медицинских отходов

Без исключения все медицинские отходы, без надлежащих мер предосторожности, несут угрозу для здоровья людей, животных и окружающей среды. Поэтому утилизацией таких отходов занимаются только лицензированные предприятия, под строгим надзором законодательных органов.

Сбор медикаментов осуществляется в зависимости от их вида и степени опасности. Всего существует 4 типа медицинских отходов, которые обозначаются буквами А, Б, В, и Г.

Рассмотрим опасность каждого вида и способы их сбора:

1. Класс А – не представляет опасности.
   Сбор отходов этого класса проводится в одноразовые или многоразовые пакеты, разной цветовой гаммы, за исключением желтого и красного цвета. Пакеты располагаются в многоразовых белых баках, которые прикреплены к тележкам.
2. Класс Б – потенциально опасные.
   Утилизация отходов Б класса проводится только после предварительного обезвреживания медикаментов. Сбор осуществляется в водонепроницаемые контейнеры желтого цвета с плотно закрывающейся крышкой или желтые пакеты.
3. Класс В – опасные.
   Для сбора таких медицинских отходов используются мягкие пакеты и твердые баки красного цвета.
4. Класс Г – токсичные вещества.
   Ртутьсодержащие приборы и другие токсичные отходы собираются в пакеты любой расцветки, кроме желтого и красного оттенка. Емкость хранится в специально отведенном помещении, вдали от нагревательного оборудования.

После обезвреживания, собранные медицинские отходы вывозятся для захоронения или утилизации.

Утилизация и переработка отходов в России

Поэтому проблема утилизации отходов в России остается до сих пор на высоком уровне.

Оборудование для утилизации мусора

Чтобы уничтожить отходы, которые не пригодны для вторичного сырья, применяются современные устройства. Подбираются они в зависимости от видов мусора и способов утилизации.

Оборудование для сжигания мусора

Уничтожение отходов методом сжигания проводится в специальных печах. Они бывают нескольких видов:

1. Котел-утилизатор.
   Он применяется для сжигания твердых бытовых отходов.
2. Электросжигатель.
   Этот препарат используется в медицине для утилизации шприцов и игл.
3. Установки-утилизаторы.
   Они уничтожают мусор в крупных промышленных предприятиях.

В России для сжигания отходов используют отечественные печи. Такой выбор обоснован тем, что они по качеству не уступают западным аналогам. А стоят в несколько раз дешевле.

Оборудование для захоронения отходов

Полигоны для захоронения отходов выбираются тщательным образом. Их места должны находиться на ровной поверхности, без затопления. Иначе будет трудно проводить инженерные работы.

Для утилизации мусора используется спецтехника:

1. Катки-уплотнители.
   Они предназначены для прессования мусора.
2. Бульдозеры.
   Техника выравнивает отходы на поверхности земли и производит их захоронение.

При соблюдении правил проведения работ, машины рационально экономят пространство полигонов.

Утилизация ТБО требует должного внимания. Соблюдая последовательность работ, упрощается процесс уничтожения и переработки мусора. К тому же снижается использование природных ресурсов и риск загрязнения окружающей среды

В настоящее время используются методы обезвреживания и утилизации отходов жизнедеятельности человека, приводимые ниже.

Эти методы наиболее распространены, эффективны и надежны. Простейший вариант реализации данного метода – компостирование, предполагающее устройство штабелей (компостов) из отходов, главным образом из выгребов, дворовых уборных, хлевов и т. д., которые покрываются слоем чистой почвы. В компостах за счет реализации механизмов самоочищения почвы происходит интенсивное превращение органики в гумус, неорганику, в том числе за счет действия термофильных микроорганизмов, повышающих температуру субстрата компоста иногда до 80С. Образующийся гумус – прекрасное органическое, экологически чистое и безопасное удобрение, используемое человеком с незапамятных времен.

Таким образом, как следует из названия данной группы методов, обезвреживание отходов происходит за счет повышения температуры субстрата отходов и сложных биологических процессов, о которых речь шла выше, при обсуждении механизмов самоочищения почвы.

Реализация биотермического метода осуществляется на полигонах для твердых бытовых отходов (ТБО), на которых отходы посещаются в почву в соответствующие карты (чеки) и сверху засыпаются плотным грунтовым инертным материалом. В значительно больших масштабах на чеках происходят процессы, сходные с теми, которые имеют место в компостах. О требованиях к полигонам для ТБО речь пойдет в следующем вопросе.

На свалках, отличающихся от полигонов тем, что отходы на них размещаются на поверхности, происходят идентичные процессы.

В последние годы достаточно широко используются так называемые биотермические камеры, впервые сконструированные и использованные во Франции в 1912 году. В этих камерах производится утепление или разогревание отходов, их аэрация, перемешивание, что позволяет свести сроки образования гумуса с 1-1,5 лет до 20-60 дней, в новейших модификациях камер – до 3-15 дней.

Биотермические камеры устанавливаются на мусороперерабатывающих и мусороутилизационных заводах, где последовательно осуществляется дробление, перемешивание, аэрация, утепление отходов.

Отдельные биотермические камеры могут устанавливаться для обезвреживания и утилизации отходов для групп зданий – санаториев, больничных комплексов и других, особенно в тех случаях, когда они удалены от мест возможного централизованного складирования отходов.

Следует подчеркнуть, что данный метод весьма экономичен, так как позволяет не только обезвреживать отходы, но и утилизировать их.

Мусоросжигание или на специальных полигонах, или на мусоропереработывающих предприятиях в специальных печах. Данный метод, применяемый для обезвреживания больших количеств отходов с гигиенических позиций является неприемлемым, так как загрязняется окружающая среда, образуются дурнопахнущие вещества, зачастую с очень низких порогом обонятельного ощущения (порогом запаха). Так, например, могут образовывать меркаптаны, серосодержащие органические соединения имеют порог запаха 0,0000022 мг/м 3 .

На сегодняшний день суммарно во всех странах мира сжигается около 12 % всех твердых отходов. Причем одним из важнейших элементов стратегии обращения с отходами по рекомендациям международных организаций является снижение доли сжигаемых отходов с постепенным полным отказом от использования данного метода.

Вместе с тем, использование термических методов для небольших количеств отходов, особенно опасных в эпидемическом отношении вполне оправдано. В частности, по типу кремации рекомендуется сжигать некоторые специфические отходы лечебно-профилактических учреждений, эпидемически опасных производств.

Запрещается сжигание домовых отходов, мусора на открытых площадках в черте населенного пункта.

К химическим методам относится гидролиз отходов в присутствии кислот (HCl, H₂SO₄) или щелочей (КОН, NaOH). Данный метод весьма эффективен, надежен, однако неэкономичен и не пригоден для обезвреживания больших количеств отходов. При его использовании необходимо решать весьма сложные вопросы охраны здоровья обслуживающего персонала, а также охраны окружающей среды, так как в процессе реализации данного метода в свою очередь образуются опасные кислото- или щелочесодержащие отходы. Этот метод в настоящее время практически не используется, однако в чрезвычайных эпидемических ситуациях может быть эффективно использован для быстрого и надежного обезвреживания эпидемически опасных отходов.

К химическим методам относится обеззараживание эпидемически опасных отходов дезинфицирующими веществами, как правило, соединениями хлора – хлорной известью, гипохлоридом кальция и т. д. Для больших объемов отходов использование химических дезинфектантов является неприемлемым, однако для малых объемов на этапах сбора и временного хранения опасных отходов оно показало высокую эффективность.

Эти методы расцениваются специалистами как наиболее перспективные для обеззараживания отходов. К ним относятся:

— обработка отходов ультразвуком;

— обработка отходов ультрафиолетовыми лучами (УФЛ);

— обработка отходов гамма-лучами;

— обработка отходов электрическим импульсным разрядом.

Указанные способы обработки отходов требуют специального технического обеспечения и технологического оборудования, дополнительных мер охраны здоровья персонала, достаточно высоких материальных затрат. При обработке отходов УФЛ необходимо постоянное перемешивание субстрата отходов, так как проникающая их способность невелика и без данного дополнительного элемента обработки отходов УФЛ будут недостаточно эффективны.

Данные методы предполагают искусственное привнесение в отходы или в загрязненную органикой почву специфических микроорганизмов, простейших, червей, как указывалось выше, активно перерабатывающих поступающие в почву органические загрязнения, превращая их в субстраты, в которых большей степени проявляют свою эффективность процессов самоочищения почвы.

Эти методы экономичны, позволяют не только способствовать обезвреживанию отходов, но и утилизировать их, то есть получать экологически чистые удобрения.

Эти методы предполагают дробление, перемешивание, измельчение отходов, а для конечных субстратов обезвреживания, могущих быть использованными в качестве удобрения или для выращивания парниковых культур – прессование и изготовление блоков. В процессе дробления, перемешивания отходов происходит их дополнительная аэрация, что позволяет значительно интенсифицировать процессы самоочищения. На практике для больших количеств отходов используется перепахивание складируемых отходов.