Страница 21 из 45

Твердые отходы и методы их утилизации.

Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 тонне твердых отходов, причем этот показатель ежегодно растет. Рассмотрим основные методы охраны окружающей среды от твердых бытовых и промышленных отходов, но прежде познакомимся с такими  основными понятиями, как:

утилизация отходов (от лат. utilis — полезный) – вовлече­ние отходов в новые технологические циклы и дальнейшее их хозяйственное использование, утилизация промышленных отходов – их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобре­ний и т. п.;

реутилизация – повторная, иногда многократно-последо­вательная переработка образовавшихся ранее отходов;

захоронение отходов – помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др. в целях исключения возможности их дальнейшего использова­ния и предотвращения попадания загрязняющих веществ в ок­ружающую среду;

детоксикация (обезвреживание) отходов – освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализирован­ных установках.

В настоящее время и по масштабам накопления, и по степе­ни негативного воздействия на окружающую среду экологиче­ской проблемой века стали твердые отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация – од­на из главнейших задач инженерной защиты окружающей при­родной среды. Важна защита среды обитания и от обычных, т.е. нетоксичных отходов. На урбани­зированных территориях размещение отходов уже сейчас имеет первостепенное значение среди экологических проблем. Решение этого вопроса регламентируется Законом Рос­сийской Федерации об охране окружающей природной среды и находит отражение в Федеральной целевой комплексной про­грамме “Экологическая безопасность России (1993–1995)”.

Рассмотрим, как в современный период осуществляют за­щиту окружающей среды от твердых бытовых и промышлен­ных отходов, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. В отечественной и мировой практике наибольшее распро­странение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

– строительство полигонов для захоронения и их частичной переработки;

– уничтожение на мусоросжигающих заводах;

– компостирование (с получением ценного азотного удоб­рения или биотоплива);

– ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.);

– предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

– пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воз­духа) ТБО при температуре 1700 °С.

По оценке ряда специалистов, на данной стадии разви­тия производства, которое в целом характеризуется преоблада­нием ресурсопотребляющих технологий и огромным накопле­нием отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкциониро­ванного хранения отходов и частичной их переработки (в ос­новном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту таких полигонов до 60 м и послойное его заполнение с помощью бульдозеров, для чего устраивают по­логий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с ТБО могут складироваться и промышленные отходы. Особое вни­мание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исклю­чить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов – 50 –100 лет.

Один из перспективных методов переработки твердых бы­товых пищевых отходов – их компостирование с аэроб­ным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые быто­вые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты.

Другой метод переработки ТБО – уничтожение их на мусоросжигаю­щих заводах. На сегодняшний день в России работает лишь неболь­шое число таких заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). Спекание отходов в них происходит при температуре 800 – 850°С. Вторая стадия газо­вой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингреди­ентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы.

На зарубежных мусоросжигающих заводах реализует­ся более экологичная двустадийная очистка отходящих газов; регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксин и дибензофураны (на отечественных заводах – четыре компонента). Режим сжига­ния предусматривает разложение отходов, в том числе обра­зующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900 – 1000°С. До сжигания в обязательном порядке (в США, напри­мер, это устанавливается законом) проводится предвари­тельная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и шлаках.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700°С прак­тически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей сре­ды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу – это доменная печь.

К новейшим отечественным разработкам относится техно­логия комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Она предусматривает предваритель­ную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов – стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др. для последующего их использования или ликвидации).

Термообработка обогащенной и подсушенной фракции му­сора осуществляется при температуре до 1000°С, обогащен­ные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строитель­ного назначения, предусматривается двустадийная современ­ная газоочистка.

Мусороперерабатывающий завод нового типа, функционирующий по данной комбинированной технологии, дает всего 15 % отхо­дов.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране, и за рубежом основная масса ТБО из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и вы­брасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто заго­раются и отравляют воздух токсичными веществами, а дожде­вые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Законом Российской Федерации об охране окружающей при­родной среды предусмотрено, чтобы складирование и за­хоронение отходов производить в местах, определяемых решением органов местного самоуправления по согласованию (а потенциально опасных и особо токсичных отходов по разреше­нию) специально уполномоченных на то государственных ор­ганов в области охраны окружающей природной среды.

Основное направление ликвидации и переработки твер­дых промышленных отходов – захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза и скла­дирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.).

Токсичные твердые промышленные отходы обезврежива­ют на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвра­щения загрязнения почв и подземных вод  их отверждают цементом, жидким стеклом, битумом, обрабатывают полимерными вяжущими веществами и т. д.

Земельные участки для захоронения выбирают с соблюдением “Санитарных правил о порядке накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов” и СНиП 2.01.28-85 “Полигоны по обез­вреживанию и захоронению токсичных промышленных отхо­дов”. Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитар­ной охраны курортов, питания подземных источников питьевой воды, активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.

В случае особо токсичных промышленных отходов их за­хоронение производят на предназначенных для этого полигонах в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и спе­циалистов, проблема отходов должна решаться на месте их об­разования путем внедрения ресурсовозобновляющих техноло­гий, обеспечивающих минимизацию промышленных выбросов и вы­хода отходов. Концепция ресурсовозобновляющих технологий впервые была предложена еще в 60-х гг. Планируется создать экозащитные системы нового поколения – многопрофильные комбинаты (“Экополигон”), способные совме­стно перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80% отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавлива­ется качество окружающей природной среды путем санирова­ния (оздоровления) старых свалок и других мер.

По мнению авторов, данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория трофоэнергетического функционирования экосистем и круговорота веществ, позво­ляет:

– использовать экологически безопасные технологические процессы;

– исключить прямое сжигание органических веществ;

– обеспечить совместимость конечных продуктов с биосфе­рой и включение их в круговорот веществ в природе;

– перекрыть затраты и издержки производства за счет реа­лизации вторичных ресурсов, отдельных видов промыш­ленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба окружающей природной среде.

Очень сложной и пока еще не решенной проблемой являет­ся обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. Общепризнанно: избавление челове­чества от них – один из самых острых экологических моментов.

Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с дея­тельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, явля­ются цементирование, остекловывание, битуминирование, сжи­гание в керамических камерах и последующее перемещение про­дуктов переработки в особые  хранилища (“могильники”).

На специальных комбинатах и пунктах захоронения радио­активные отходы сжимают до минимальных размеров в прес­совочной камере. Полученные брикеты помещают в пластико­вые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хра­нилища (“могильники”), врытые в землю на глубину 5 – 10 м. По дру­гой технологии их сжигают, превращают в пепел (золу), упа­ковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Всего в России действуют около 20 спецкомбинатов и пунк­тов захоронения муниципальных отходов. Один из них – НПО “Радон”, расположенный в 100 км от Москвы, перерабатывает ежегодно 3000 м3 твердых и 350 м3 жидких радиоактивных от­ходов.

Тем не менее практически все существующие способы ути­лизации и захоронения радиоактивных отходов кардинально не решают про­блему, и не видно приемлемых путей их исхода. Особенно это касается отходов АЭС и ядер­ных военных производств и в первую очередь тех из них, кото­рые относят к категории особо опасных (высокоактивных). По некоторым сведениям, их накопилось в мире более 1200 тонн и объем ежегодно увеличивается. Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различ­ных геологических формаций (массивы каменной соли, скаль­ных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако он не является экологически безопасным, и ученые ищут другие, более надежные способы.

Особое место в охране литосферы занимает утилизация опасных диоксинсодержащих отходов. Запрещено ис­пользование нескольких десятков диоксинсодержащих веществ, а также низкотемпературное сжигание мусора. Для этого меняются тех­нологии, например, производства бумаги, внедряется повсеме­стный строжайший контроль за содержанием диоксинов в про­мышленной продукции, отходах и продуктах.

Для борьбы с диоксинсодержащими отходами в нашей стра­не важное значение имело принятие летом 1993 г. проекта пер­вого этапа федеральной программы “Защита окружающей при­родной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов”. В настоящее время в Российской Федерации ут­верждена норма предельно допустимых концентраций для ди­оксинов – 0,5 пг/м3. Разра­ботаны и внедрены (на водопроводах Уфы и Москвы) техноло­гии очистки воды от диоксинов сорбцией на гранулированных активных углях. Борьба с диоксинами осложняется отсутствием в достаточном количестве современной аналитической аппара­туры, малым числом специальных лабораторий, недостаточ­ной квалификацией персонала, высокой стоимостью приборов зарубежных фирм и т.д.


<< Предыдущая - Следующая >>
Оглавление
Глобальные проблемы окружающей среды и природопользования
ВВЕДЕНИЕ
“Парниковый эффект” и глобальные изменения климата
“Озоновые дыры” и пути их предотвращения
Кислотные дожди, их причины и методы устранения
Истощение природных ресурсов и проблема отходов
Энергетическая проблема и альтернативные источники энергии
Деградация наземных экосистем и проблема нехватки пищевых ресурсов, современные пути решения проблем
Загрязнение Мирового океана
Проблема сохранения биоразнообразия
“Демографический взрыв” как ведущий фактор возникновения глобальных проблем человечества
Опасность ядерной войны и ее глобальные экологические последствия
Охрана окружающей среды. Охрана гидросферы
Характеристика гидроресурсов и сточных вод
Замкнутые водооборотные системы
Методы очистки сточных вод
Охрана атмосферы
Основные загрязнители атмосферы
Физико-химические методы очистки воздуха
Охрана литосферы
Твердые отходы и методы их утилизации
Восстановление земель после техногенных нарушений
Особо охраняемые природные территории
Экологическое воспитание
Основы рационального природопользования. Основные понятия
Безотходные и малоотходные производства
Основные принципы организации безотходных производств
Безотходное потребление
Мониторинг окружающей среды. Понятие экологического мониторинга
Организация и классификация системы мониторинга окружающей среды
Эколого-аналитический мониторинг окружающей среды
Эколого-биохимический мониторинг
Геоинформационные системы
Экотоксикология. Загрязнение окружающей среды токсикантами и количественные критерии оценки его фактического уровня
Токсиканты и их биогеохимические особенности
Понятие токсичности и канцерогенности элементов и соединений
Основы экономики природопользования. Оценка экономической эффективности природоохранных мероприятий
Расчет экономического ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения атмосферы
Укрупненная оценка экономического ущерба, наносимого окружающей среде от загрязнения водоемов
Расчет ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения поверхности Земли
Применение нормативов платы за загрязнение природной среды на территории Российской Федерации
Расчет платы за загрязнение земель химическими веществами и несанкционированными свалками отходов
Международное сотрудничество в решении глобальных экологических проблем
Принципы устойчивого развития общества
Международные организации
Все страницы