Государственный Доклад о состоянии окружающей среды Чеченской Республики в 2010 году Грозный
| Вид материала | Доклад |
- V. состояние, использование и охрана земельных ресурсов и почв, 391.17kb.
- Vii. Рекреационные ресурсы и природные объекты, находящиеся под особой охраной, 498.16kb.
- Программа утверждена на заседании Учёного совета эколого-биологического факультета, 46.97kb.
- Кировской области Осостоянии окружающей среды Кировской области в 2009 году Региональный, 6429.32kb.
- Государственный, 3886.21kb.
- О состоянии окружающей среды, 4742.78kb.
- Доклад о состоянии окружающей природной среды и результатах работы Управления в 2008, 81.64kb.
- «О состоянии окружающей среды Брянской области в 2010 году», 6208.78kb.
- Реализуя Послание Президента страны Федеральному Собранию РФ в 2010 году, в целях обеспечения, 147.32kb.
- «О состоянии окружающей природной среды на территории городского округа город Уфа Республики, 124.13kb.
Режим особой охраны памятников природы
Установлен специальный режим особой охраны и территорий памятников природы. Так, на территориях ботанических памятников природы запрещается любая деятельность, противоречащая целям и задачам их создания (приложение № 4 к постановлению Правительства ЧР от 14.11.2006г. № 125), в том числе:
- возведение объектов капитального строительства;
- проведение работ, которые могут привести к нарушению гидрогеологического режима местности, почвенного покрова;
- использование земель для садоводства и огородничества;
- сжигание сухих листьев и травы;
- повреждение или самовольные порубки деревьев и кустарников;
- самовольные посадки деревьев и кустарников, а также другие самовольные действия граждан и юридических лиц, направленные на обустройство отдельных участков особо охраняемой природной территории;
- изменение функционального назначения земельного участка или его части, если оно может привести к увеличению антропогенных нагрузок на памятник природы;
- загрязнение почв, замусоривание территории, захоронение мусора;
- применение химических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками;
- сенокошение, выпас скота, заготовка и сбор грибов, ягод, плодов, орехов, семян, лекарственных растений, другие виды пользования растительным миром;
- промысловая, спортивная, любительская охота и другие виды пользования животным миром;
- сбор зоологических, ботанических и минералогических коллекций, а также палеонтологических объектов;
- проезд и стоянка автомототранспорта;
- любые иные виды хозяйственной деятельности рекреационного и другого природопользования, препятствующие сохранению, восстановлению и воспроизводству природных комплексов и объектов.
В пределах водоохранных зон гидрологических памятников природы запрещается (приложение №5 к постановлению Правительства ЧР от 14 ноября 2006 г. №125):
- применение химических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками;
- размещение складов ядохимикатов, минеральных удобрений и горюче-смазочных материалов, площадок для заправки аппаратуры ядохимикатами, животноводческих комплексов и ферм, мест складирования и захоронения промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, кладбищ и скотомогильников, накопителей сточных вод;
- складирование навоза и мусора;
- заправка топливом, мойка и ремонт автомобилей и других машин и механизмов;
- размещение стоянок транспортных средств, в том числе на территориях дачных и садово-огородных участков;
- проведение без согласования с уполномоченным органом Чеченской Республики в области охраны окружающей среды строительства и реконструкции зданий, сооружений, коммуникаций и других объектов, а также работ по добыче полезных ископаемых, землеройных и других работ.
На расположенных в пределах водоохранных зон приусадебных, дачных, садово-огородных участках должны соблюдаться правила их использования, исключающие загрязнение, засорение и истощение водных объектов. В пределах прибрежных защитных полос запрещается:
- распашка земель;
- применение удобрений;
- складирование отвалов размываемых грунтов;
- сенокошение, выпас и организация летних лагерей скота (в том числе мест водопоя), устройство купочных ванн;
- выжигание травянистой растительности;
- установка сезонных стационарных палаточных городков, размещение дачных и садово-огородных участков и выделение участков под индивидуальное строительство;
- движение автомобилей и тракторов, кроме автомобилей специального назначения.
Прибрежные защитные полосы, как правило, должны быть заняты древесно-кустарниковой растительностью или залужены.
Раздел 8. Обращение с отходами производства и потребления
8.1. Система управления в области обращения с отходами потребления
Ежегодно в республике образуется от населения более 280 тыс. тонн твёрдых бытовых отходов (при норме - 1 куб. м/год на одного человека). Вся образующаяся масса отходов накапливается в виде стихийных свалок вокруг населенных пунктов и в местах, не предусмотренных для размещения.
Ситуация, сложившаяся в области обращения с твердыми бытовыми отходами на территории Чеченской Республики, ведёт к реальной опасности загрязнения токсичными компонентами почвенного и растительного покрова, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, и в конечном итоге, создает угрозу здоровья населения.
На территории Чеченской Республики нет ни одного полигона твёрдых бытовых отходов, внесённого в государственный реестр объектов размещения отходов (ГРОРО) и соответствующего требованиям санитарных правил и строительных норм. Со временем, если не принять экстренных мер в области обращения с отходами, вся территория республики может превратиться в громадную свалку мусора и стать очагом многочисленных инфекционных заболеваний и химического загрязнения земель.
^ В первую очередь надо решить проблему захоронения (изоляции) отходов, путём строительства нескольких полигонов (3-4 полигона) и их оптимальным размещением. При создании сети полигонов ТБО, каждый полигон должен иметь свою зону обслуживания, т.е. полигон должен обслуживать населенные пункты нескольких районов. Основная деятельность названных полигонов – прием и захоронение твердых бытовых отходов от муниципальных образований. Годовая мощность и ресурс этих полигонов должны быть рассчитаны с учетом численности населения зоны обслуживания. Для эксплуатации названных полигонов необходимо учреждение управляющей компании с полным или частичным правительственным капиталом.
После ввода полигонов в эксплуатацию, все муниципальные образования Чеченской Республики (436 населенных пунктов) получат возможность передачи бытовых отходов, собранных на их территориях, конкретной специализированной организации, осуществляющей деятельность по захоронению бытовых отходов.
Строительство нескольких республиканских полигонов решает проблему стихийных свалок и предотвращает загрязнение земель (почв). Общая площадь земель, занятых (загрязненных) стихийными свалками по 15 муниципальным сельским районам республики, включая города Грозный, Аргун и Гудермес составляет -120,78 га.
^ Во вторую очередь, необходима организация переработки твердых бытовых отходов путем строительства на территории Чеченской Республики мусоросортировочных комплексов (МСК) для извлечения полезных компонентов из всей массы образующихся бытовых отходов.
Твердые бытовые отходы по своему составу могут быть разделены на три составные части:
а) утильная часть – эта часть ТБО может быть извлечена и реализована как вторичный материальный ресурс (ВМР) с получением прибыли, или, как минимум, с компенсацией затрат на сепарацию (доля в составе ТБО составляет около 35%);
б) биоразлагаемая часть – эта часть ТБО может быть переработана в компост, биогаз, технический спирт, но прибыль от их реализации не может быть гарантирована (доля в составе ТБО составляет около 35%);
в) неутильная часть («хвосты») – эта часть ТБО в настоящее время либо не может быть переработана в полезную продукцию, либо затраты на такую переработку слишком велики. В лучшем случае, эту часть отходов можно безопасно «спрятать», подмешивая в качестве наполнителей в различные изделия и виды топлива (возможность реализации при наличии потребителей), либо после прессования до возможной плотности, осуществлять его захоронение на полигоне ТБО (доля в составе ТБО составляет около 30%).
Для организации переработки твердых бытовых отходов необходимо строительство трех МСК с суммарной мощностью до 300 тыс. тонн в год с разбивкой всей территории ЧР на три зоны обслуживания. Необходимо, также, учитывать наличие на территории республики большого количества ранее накопленных отходов.
После ввода в эксплуатацию МСК на территории ЧР, в перспективе, будет достаточно одного полигона ТБО на всю республику, так как полигон будет принимать только неутильные фракции («хвосты») от действующих МСК. Таким образом, исключается прямое захоронение ТБО и как следствие, сокращается число полигонов и площадь земель, занятых под объекты размещения отходов.
Для завершения предлагаемой схемы управления отходами ТБО, необходимо также создание при каждом населенном пункте мусороперегрузочной станции или санкционированной (разрешенной) свалки, где осуществляется накопление отходов ТБО для последующего вывоза с целью захоронения на полигоне или для переработки на МСК. Каждый населенный пункт, при этом, должен иметь хозяйственную структуру с собственным имуществом для сбора, транспортировки и вывоза накопленного ТБО от жителей конкретного населенного пункта.
Эти мероприятия должны осуществляться в соответствии с требованиями градостроительного и санитарного законодательства по очистке территории населенных пунктов.
На территории Чеченской Республики, с учетом большой концентрации населенных пунктов в равниной части, развитой гидрографической сети, наличия земель сельскохозяйственного назначения с плодородными почвами, наличия земельных участков, являющихся поверхностями питания подземных вод питьевого назначения, строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ) как один из методов ликвидации ТБО недопустимо.
Фактически, единственное «достоинство» МСЗ заключается в увеличении ресурсов полигонов захоронения отходов по сравнению с прямым захоронением. При этом, зола от сжигания смешанных ТБО, обладает высокой токсичностью и может быть захоронена только на полигонах, предназначенных для утилизации токсичных отходов, что потребует дополнительных расходов.
Технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов (тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны и др.) и является самой дорогостоящей среди альтернативных технологий переработки отходов. К примеру, при сжигании 1 куб. м ТБО образуются 3 кг вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу и 23 кг золы. Содержание диоксинов в золе составляет 1 мкг/кг. Можно представить возрастание объемов выбросов диоксинов при сжигании 1,4 млн. куб. м бытовых отходов (ежегодный объем образования бытовых отходов в ЧР).
МСЗ относятся к «грязным технологиям». Кроме всего, надо учитывать неудовлетворительную ситуацию по состоянию общей и инфекционной заболеваемости населения ЧР, вызванной негативным воздействием факторов внешней среды. В частности, в общей структуре причины смерти населения злокачественные новообразования занимают 3 место после органов кровообращения и травм.
Создание и функционирование системы управления потоками ТБО, включая их сортировку на МСК, возможно и должно осуществляться на республиканском уровне.
В 2009 году, проектной организацией ООО «Северокавказский институт экологического проектирования» начата разработка градостроительной документации - Региональная комплексная система управления отходами и вторичными материальными ресурсами Чеченской Республики, по заказу ГУП МЖКХ «Чечжилкомтранс» (договор №5/07/09 от 14.07.2009г) при содействии ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами»(единая специализированная организация Министерства регионального развития РФ в области благоустройства и обращения с отходами потребления).
Генеральной схемой санитарной очистки муниципальных образований, являющейся составной частью указанной программы, предусматривается создание:
- мусоросортировочного комплекса, рассчитанного на сортировку всего объема ТБО, образующихся на территории населенных пунктов муниципального образования;
- полигона для захоронения неутильной части отходов;
- районного (городского) склада по временному хранению и первичной переработке вторичного сырья;
- сети передвижных и стационарных пунктов по приему вторичного сырья;
- оснащения специализированных предприятий современной техникой;
- обеспечение населенных пунктов необходимых количеством контейнерных и бункеров, обустройства контейнерных и бункерных площадок.
Разработка и практическая реализация мероприятий указанной комплексной системы может существенно решить проблемы санитарного состояния участков земель всех категорий на территории ЧР.
^ 8.2. Система управления в области обращения с отходами производства
Наряду с ТБО продолжается также процесс накопления и опасных промышленных отходов на промплощадках предприятий, осуществляющих хозяйственную деятельность на территории Чеченской Республики.
Учтенная годовая масса образующихся отходов производства по 1088 предприятиям, внесенных в региональный реестр составляет – 1557652,303 тонн/год. Из них 1 класса опасности – 6,402 тонн, II класса – 171,739 тонн, III класса – 1436,438 тонн, IV класса - 1516925,729 тонн, V класса - 40438,010 тонн.
В республике отсутствуют предприятия по приему промышленных отходов, которые могут рассматриваться как вторичные материальные ресурсы, а также предприятия по приему опасных промышленных отходов и передаче их для последующего обезвреживания и захоронения на специальных полигонах. Перечисленные проблемы, конечно, является общими и для других субъектов Российской Федерации.
Согласно официальным данным, на территории Российской Федерации в отвалах и хранилищах уже накоплено более 80 млрд. тонн твердых промышленных и бытовых отходов, при этом количество таких отходов ежегодно увеличивается на 7 млрд. тонн, что создает реальную угрозу здоровью населения и наносит значительный вред окружающей среде. Из общего количества образующихся отходов производства и потребления утилизируется только 3% отходов потребления и 30% отходов производства, остальное количество отходов сжигается или захоранивается на полигонах.
В настоящее время в России отсутствует централизованная государственная система учета, сбора и использования вторичных ресурсов. С 1991 года ликвидирована государственная система вторичных ресурсов, функционировавшая под эгидой Госснаба СССР. В рамках этой системы работало более 500 предприятий по переработке вторичного сырья и около 6000 пунктов по заготовке вторичного сырья от населения.
Захоронение не отсортированных отходов ведет к безвозвратной потере до 90 % полезной продукции, имеющей реальный спрос на рынке вторичного сырья. При захоронении утильных фракций ежегодно безвозвратно теряется 9 млн. тонн макулатуры, 1,5 млн. тонн черных и цветных металлов, 2 млн. тонн полимерных материалов, 20 млн. тонн пищевых отходов, 0,5 млн. тонн стекла. Кроме этого, из хозяйственного использования под полигоны отходов изымаются значительные территории.
До сих пор не решена проблема законодательного и технологического обеспечения утилизации потоков отходов, требующих, в соответствии с международными нормами, специального регулирования: отработавшим электрическим и электронным оборудованием; отработавшими нефтепродуктами; отработавшими автомобильными шинами, резинотехническими изделиями и отходами резинотехнического производства; упаковочными отходами; отработавшими автотранспортными средствами; отработавшими химическими источниками тока; брошенным и разукомплектованным автотранспортом; сельскохозяйственными отходами; биологическими отходами; медицинскими отходами; лекарственными препаратами с просроченными сроками реализации и др.
В федеральном законе «Об отходах производства и потребления» практически отсутствуют правовые нормы по ВМР. Остро назрела необходимость определить одно из федеральных министерств или ведомств с полномочиями по осуществлению государственной политики в области ресурсосбережения, формирования и развития специальной организационно-производственной инфраструктуры по приему и использованию отходов производства и утильных фракций ТБО в качестве вторичных материальных ресурсов. В субъектах Российской Федерации работу с ВМР могли бы вести региональные компании с условным названием «Вторресурсы».
Из федерального классификационного каталога отходов (ФККО) следовало бы исключить отходы, имеющие гарантированный устойчивый спрос как вторичное сырье и ввести общероссийский классификатор вторичных материальных ресурсов, согласованный с общероссийским классификатором продукции. Кроме того, в ФККО следует разумно пересмотреть дифференцирование отходов по группам и перераспределить их в соответствии с задачами возможной дальнейшей переработки.
Учитывая, что на землях всех категорий, токсичными отходами загрязняются главным образом почвы (компонент окружающей среды), целесообразно было бы передать полномочия по осуществлению государственного земельного контроля и мониторинга загрязнения земель уполномоченным органам в области охраны окружающей среды.
Необходимо, четко определить состав экологических и санитарно-гигиенических требований, которые должны соблюдаться субъектами хозяйственной деятельности при осуществлении деятельности по обращению с отходами производства и потребления.
Вопросы улучшения экологической ситуации могут быть решены созданием или строительством инженерной природоохранной инфраструктуры при финансовой поддержке государства.
^ 8.3. Основные направления и технологические схемы переработки отходов
С точки зрения любой переработки, отходы – это сырье, которому необходимо придать свойства, делающие переработку удобной. К ним следует применять стандартные операции, отработанные в обогащении. Это сочетание дезинтеграции (дробления) и сепарации (разделения по различным свойствам – крупности, плотности, форме, магнитным свойствам и т.п.).
Сепарация может иметь своей целью извлечение ряда ценных компонентов, удаление балластных и опасных компонентов, выделения фракций, оптимальных для переработки тем или иным методом.
Для различных способов переработки сепарация отходов преследует разные цели, и соответственно, осуществляется разными технологическими схемами. Например, с помощью ручной сортировки можно извлекать значительный процент ценных компонентов, представленных крупными фракциями.
При сжигании используется механизированная сортировка, которая преследует цель повышения теплотворной способности, и удаления нежелательных к сжиганию компонентов: металлов, аккумуляторов, некоторых синтетических материалов. По опубликованным данным, сортировка перед сжиганием позволяет снизить выбросы ртути и мышьяка на 70-75%, свинца – на 40 %.
Удельное образование коммунальных отходов в крупных городах составляет от 300 до 500 кг на каждого жителя ежегодно. Типичная схема обращения с отходами в населенных пунктах – это сбор неразделенных (крупногабаритных) отходов и захоронение на полигонах или на несанкционированных свалках. Захоронение ТБО на полигонах потому является самым распространенным способом их переработки, что кажется самым дешевым.
Однако полигон является мощнейшим источником загрязнения окружающей среды. Воздействие полигона сопровождается смещением экологического равновесия в сторону преобладания эксплеорентных организмов, размножением синантропных животных, обсемененностью патогенными микроорганизмами. Даже построенный по всем правилам полигон представляет санитарно-эпидемиологическую опасность.
При этом следует помнить, что контроль за соблюдением требований природоохранного законодательства ужесточается, а «правильное» захоронение отходов требует значительных затрат. Полигон должен иметь качественную гидроизоляцию, а также систему сбора и обезвреживания выделяющегося из отходов фильтрата, основные химические и органолептические показатели которого превышают предельно допустимые от десятков до тысяч раз. Попадание в природные воды такого фильтрата может обернуться экологической катастрофой.
^ Типичный состав фильтрата полигонов ТБО
| Показатели | Содержание в фильтрате, мг/л | ПДК, мг/л | Степень превышения ПДК |
| 1. Мутность | 330 | 23 | 14,3 |
| 2. ХПК (мг О2/л) | 1694 | 30 | 56,5 |
| 3. БПК (мг О2/л) | 1450 | 6,0 | 241,6 |
| 4. Хлориды | 1278 | 350 | 3,6 |
| 5. Сульфаты | 956 | 500 | 1,9 |
| 6. Фенолы | 4,2 | 0,001 | 4200 |
| 7. Нефтепродукты | 256 | 0,3 | 853,3 |
| 8. Азот аммония | 625 | 1,0 | 625,0 |
| 9. Железо | 10 | 0,3 | 30,3 |
| 10. Свинец | 0,17 | 0,01 | 17,0 |
| 11. Хром VI | 0,21 | 0,05 | 4,2 |
| 12. Никель | 1,16 | 0,02 | 58,0 |
| 13. Бор | 22,0 | 0,5 | 44,0 |
Основные затраты на содержание полигона начинаются тогда, когда складирование отходов завершено. Свалка «живет» долгие годы. Выделение газов из толщи отходов начинается вскоре после ее создания и достигает максимума спустя 25-30 лет, после чего газ идет еще около полувека, т.е. разложение отходов с выделением газов длится не менее 75 лет.
Среди выделяющихся газов многие имеют сильный неприятный запах (сероводород, меркаптаны, аммиак, летучие амины). Наиболее значительно выделение не имеющего запаха метана, концентрация которого достигает промышленных значений, а «парниковое» влияние в 30 раз выше, чем углекислого газа.
В некоторых европейских странах на полигонах монтируют системы сбора метана, который затем сжигают в факеле или на энергетической установке в качестве топлива, в зависимости от концентрации метана. Однако подобные системы стоят недешево как при сооружении, так и при эксплуатации. В связи с выделением метана и других горючих газов свалки представляют значительную пожарную опасность.
Выведенный из эксплуатации полигон ТБО продолжает представлять не меньшую опасность для природы и человека, чем действующий. Его водосборные и водоотводные системы должны поддерживаться в рабочем состоянии. Территорию полигона подлежит рекультивации.
Однако строить на этой территории массивные сооружения, в т.ч. жилые дома, нельзя. Таким образом, земельные угодья, занятые под полигоны ТБО, выпадают из хозяйственного оборота как минимум на полвека.
Итак, стоимость земель, отведенных под свалки и таким образом надолго выведенных из хозяйственного использования, стоимость противопожарных мероприятий, стоимость обустройства свалок после их закрытия, стоимость контроля за состоянием этих объектов, негативное влияние свалочных масс на природу и человека – все это должно учитываться при определении стоимости захоронения ТБО на свалках. С учетом упомянутых факторов использование свалок оказывается далеко не самым дешевым способом избавляться от отходов.
Таким образом, с одной стороны, очевидно, что увеличение объемов переработки коммунальных отходов является насущной необходимостью для населенных пунктов. С другой стороны, организация переработки отходов осложняется целым рядом особенностей. Особо значимы здесь отсутствие раздельного сбора и наличие свободных территорий для захоронения отходов.
Типичный фракционно-морфологический состав ТБО, собираемых в населенных пунктах выглядит следующим образом.
^ Фракционно-морфологический состав ТБО
| № п/п | Наименование компонентов | Фракции, мм | Итого | |||||
| ≥ 250 | 250-150 | 150-100 | 100-50 | 50-25 | ≤ 25 | |||
| 1 | Бумага и картон | 8% | 4% | 3% | 2% | 0% | 0% | 18% |
| 2 | Пищевые и растительные отходы | 3% | 2% | 4% | - | 7% | 3% | 25% |
| 3 | Стекло | - | 1% | 3% | 5% | 1% | 0,2% | 10% |
| 4 | Камень и керамика | - | 0,2% | 0,2% | - | 0,2% | 0,1% | 1,6% |
| 5 | Металл цветной | 0,01% | 0,3% | 0,03% | 0,1% | 0,01% | - | 0,4% |
| 6 | Металл черный | 1,2% | 0,7% | 1,2% | 0,7% | 0,2% | 0,03% | 4% |
| 7 | Полимеры | 3% | 3% | 2% | 2% | 1% | - | 10% |
| 8 | Элементы питания и радиодетали | 0,1% | 0,2% | - | - | - | - | 0,3% |
| 9 | Кожа, резина | - | 1% | 1% | - | - | - | 2% |
| 10 | Текстиль | 3% | 1% | 1% | - | - | - | 5% |
| 11 | Дерево | 1% | 1% | - | - | - | - | 2% |
| 12 | Мед. отходы | - | - | - | - | 0,02% | - | 0,02% |
| 13 | Крупногабарит. отходы | 0,3% | - | - | - | - | - | 0,3% |
| 14 | Прочее | 1% | 2% | 2% | - | 3% | 1% | 11% |
| 15 | Отсев (менее 16 мм) | - | - | - | - | - | 10% | 10% |
| | Итого | 21% | 15% | 18% | 20% | 12% | 14% | 100% |
Переработка твердых бытовых отходов, в зависимости от технологического метода классифицируется на:
а)механическая переработка;
б)термическая переработка;
в)механобиологическая переработка;
Механическая переработка (механическая и ручная сортировка с выделением «деловой» и неутилизируемой части, прессование «хвостов» сортировки с захоронением их на полигоне) – часто является подготовительным или вспомогательным этапом.
Термическая переработка
Сжигание. Термин применяется для уничтожения отходов методом организованного горения. Это регулируемая реакция окисления с образованием пламени. Для достижения полного сжигания и предотвращения образования смол и других нежелательных продуктов необходим избыток воздуха, содержащего кислород, необходимый для протекания реакции превращения углерода в двуокись углерода и водорода в воду. Процесс сжигания сопровождается выделением тепла, а неорганические компоненты превращаются в зольный остаток. Химическая энергия органических компонентов необратимо превращается в тепловую энергию, а тепловая энергия может быть превращена в электрическую.
Большинство реакций сжигания требует излишка воздуха (т.е. большего количество, чем стехиометрическое) для компенсации неэффективности процесса. Некоторые системы используют суб-стехиометрическое количество кислорода (бедную смесь) для достижения специфических целей.
Практически, организованный процесс сжигания – это многоступенчатый процесс, происходящий в едином реакторе или печи.
Он включает комбинацию процессов: сжигание = пиролиз + газификация + термическое окисление органических веществ в газовой и твердой фазе (непосредственно горение).
Комплексное сжигание ТБО осуществляется в основном в печах-котлах с колосниковой решеткой, совершающей возвратно-поступательные движения. Разработано несколько конструкций таких печей. Все печи имеют три основных секции, выполняющих разные функции:
- сушка и предварительный нагрев материала,
- поджигание и сжигание,
- удаление продуктов сгорания.
Ключевым аспектом экологической безопасности технологии является оснащение барабанных печей камерами дожигания отходящих газов при температуре не менее 1000оС, а также правильная организация очистки отходящих газов. Сжигание в барабанных печах и на колосниковой решетке может осуществляться по двум схемам: прямотока и противотока.
Пиролиз - это термическое разрушение углеродсодержащего материала при полном отсутствии кислорода или при его незначительном количестве, когда газификация не имеет значимого места. При этом горения не происходит. Продуктами пиролиза являются газ, углеподобный остаток и жидкие продукты. Их относительные количества зависят от изменения температуры, времени выдержки, давления и других параметров реакции.
При низких температурах (400-600оС) образуется больше жидких продуктов, при высоких (700-900оС) – больше газообразных.
Медленный пиролиз с целью получения максимального количества углеподобного остатка (кокса, пирокарбона) - требует медленно текущей реакции при низких температурах.
Быстрый пиролиз используется для получения газа или жидкого продукта. Газ обладает средней теплотворной способностью (13-21 МДж/Нм3), а жидкий продукт – пиролизное масло (синтетическая нефть) представляет собой сложную смесь углеводородов, которую следует очищать для использования в качестве топлива.
Пиролиз отличается от газификации и сжигания, которые являются автотермическими реакциями, тем, что это эндотермическая реакция, требующая затрат энергии, сообщаемой через стенки реактора.
^ Различные способы пиролиза
| Процесс пиролиза | Продолжит. реакции | Скорость нагрева | Температура 0С | Основные продукты |
| Сухая перегонка | Часы-дни | Очень низкая | 300-500 | Уголь |
| Сухая перегонка под давлением | 15 мин - 2 часа | Средняя | 450 | Уголь |
| Обычный пиролиз | Часы | Низкая | 400-600 | Уголь, жидк., газ |
| 5-3- мин | Средняя | 700-900 | Уголь, газ | |
| Вакуумный пиролиз | 2-30 сек | Средняя | 350-450 | Жидкости |
| Мгновенный «flash» пиролиз | 0,1-2 сек | Высокая | 400-650 | Жидкости |
| менее 1 сек | Высокая | 650-900 | Жидкость, газ | |
| менее 1 сек | Очень высокая | 1000-3000 | Газовая смесь |
Продукты пиролиза – жидкие, газообразные и твердые - могут быть использованы после дополнительной переработки.
Синтезированный газ, полученный в результате пиролиза, обычно средней теплотворной способности, порядка 14-18 МДж/Нм3 в зависимости от материала. Он содержит много различных углеводородов в виде неконденсированной жидкости, насыщенных и ненасыщенных углеводородов, главным образом, метана, полученных в результате газификационного расщепления.
Жидкие продукты пиролиза нельзя использовать сразу в качестве топлива, они нуждаются в переработке. Химическая каталитическая переработка эффективна, но дорога. Большое внимание уделяется паровой обработке, применяющейся в нефтегазовой промышленности для получения углеводородов парафиновой группы, а также цеолитовому крегингу для получения ароматических углеводородов и олефинов.
При быстром пиролизе образуется относительно мало твердых обугленных продуктов. Из всех способов пиролиза лишь один – способ Эддита (Eddith process) основан на получении твердого продукта. Остальные способы получают углеподобный остаток как побочный продукт, либо используемый для получения дополнительной энергии, либо выбрасываемый на свалки.
Газификация - это процесс частичного (избирательного) окисления, при котором органические вещества превращаются в смесь газов, главным образом, двуокиси углерода, водорода и метана. Углерод, кроме того, образует углеподобный остаток, который вновь подвергается окислению (газификации) с получением дополнительных газов, зольного остатка и тепловой энергии, необходимой для проведения реакции. В процессе требуется газифицирующий агент, в качестве которого обычно служит воздух или кислород.
Получаемая при газификации смесь газов может сжигаться для получения тепловой энергии непосредственно без очистки, или образовывать после очистки достаточно качественное газовое топливо, которое затем переводится в электрическую энергию посредством газовых турбин или двигателей внутреннего сгорания.
Газификация в воздухе происходит при температуре 900-10000С, в кислороде – 1000-14000С. Газификация с воздушным дутьем дешевле, чем с кислородным, но теплотворная способность полученного газа ниже: 4-6 МДж/Нм3, поскольку в газе содержится до 60% азота, тогда как при сжигании в кислороде полученный газ содержит 10-18 МДж/Нм3.
Газификацию и пиролиз не следует рассматривать как альтернативы сжиганию, поскольку каждая из этих технологий имеет свои преимущества и недостатки. Следует подчеркнуть, что газификация и пиролиз предоставляют возможность выделения компонентов, которые могут быть использованы вторично. Важно определить, какая технология обеспечит наиболее экономичный способ утилизации отходов.
Многочисленные попытки организовать промышленный пиролиз отходов показывают, что технический и экономический смысл пиролиз имеет только при получении самостоятельных продуктов - сырья. В ином случае мы получаем сжигание, но усложненное массой дополнительных стадий и оборудованием, что только удорожает процесс.
В связи с нестабильным составом коммунальных отходов, высокой влажностью и низким содержанием углерода, при их пиролизе не могут быть получены ценные продукты. Поэтому, руководствуясь приведенным выше тезисом, приходится признать, что пиролиз ТБО не является рациональным способом их переработки. Те же свойства ТБО делают их малоподходящими и для переработки газификацией.
^ Другими термическими способами являются:
а) плазменный пиролиз высокотемпературный;
б) сжигание совместно с традиционным топливом в энергетических установках (ТЭС);
в) сжигание совместно с традиционным топливом в металлургии и цементных печах.
^ Механобиологическая переработка
Механобиологическая переработка – это обезвреживание ТБО, основанное на процессе биохимического разложения органической части отходов микроорганизмами, присутствующими в ТБО. Процесс разложения может быть как аэробным, так и анаэробным.
^ Аэробная ферментация, или аэробное компостирование – это процесс разложения органической части отходов сапрофитными аэробными микроорганизмами, присутствующими в ТБО в достаточных количествах.
В процессе жизнедеятельности бактерий выделяется тепловая энергия, способствующая нагреву компостируемой массы до 50ºС. При этом резко ускоряются процессы разложения органического вещества. Температура материала поднимается до 60ºС, на этой стадии происходит размножение термофильных культур и уничтожение патогенных мезофильных бактерий.
В зависимости от внешних условий, первая фаза протекает от одного до нескольких дней, а вторая до двух – трех месяцев. Завершается эта фаза на площадке дозревания компоста. С химической точки зрения в процессе компостирования ТБО происходит окисление основных элементов органического вещества с помощью кислорода, входящего в состав ТБО или подаваемого принудительно.
При компостировании происходит не только распад органических веществ, но и их синтез – образование гуминовых соединений, улучшающих микробиологические свойства компоста. По физико-химическим свойствам и теплотворной способности компост из ТБО равноценен навозу. В нем содержатся все элементы, необходимые для роста и развития растений, полезная микрофлора и вещества, повышающие плодородие почвы.
Компостирование осуществляется в биобарабанах, тоннелях, бассейне выдержки, буртах, холле или на открытом воздухе. Все эти технологии предусматривают дозревание 6-12 недель, обычно в буртах. На всех российских заводах аэробное компостирование осуществляется в биобарабанах в течение 48 часов при температуре 50-60оС и влажности 45-60%. Вышедший из биобарабанов компост направляется на очистку, затем на дозревание.
^ Анаэробной ферментацией с получением биогаза перерабатывают отходы с высоким содержанием органики: пищевые, садовые и прочие биологически разлагаемые отходы от организаций. Из 8,5 тыс.т отходов получается 1 млн.м3 биогаза. Биогаз является топливом достаточно высокого качества (содержание метана 99%). Технологический процесс включает в себя – смешивание; обработка паром (1 час при 70оС); анаэробное сбраживание в реакторе с перемешиванием (30 дней при 38оС в присутствии 70-80% воды, подвода тепла извне нет); отделение газовой фазы – готового биотоплива; компостирование оставшейся массы с получением удобрения.
Отходы лечебно-профилактических учреждений
В соответствии с СанПиН № 2.1.7.728-99 все отходы здравоохранения делятся на 5 классов:
Класс А – неопасные отходы, близкие по составу к бытовым (отходы, не имеющие контакта с биологическими жидкостями пациентов, инфекционными больными, нетоксичные отходы – пищевые отходы всех отделений, кроме инфекционных).
Класс Б – потенциально инфицированные (опасные) отходы – (материалы и инструменты, загрязненные биологическими жидкостями, органические операционные отходы, отходы инфекционных отделений).
Класс В – чрезвычайно опасные инфицированные отходы (все материалы, контактирующие с больными особо опасными инфекциями, отходы потенциально инфицированные микроорганизмами 1-2 классами патогенности).
Класс Г – химически опасные (отходы, по составу близкие к промышленным), лекарственные средства, цитостатики и другие химпрепараты, ртутьсодержащие предметы и оборудование.
Класс Д – радиоактивные отходы.
Потенциально опасные отходы ЛПУ (классы Б, В, Г, Д) образуются в инфекционных, хирургических, акушерских отделениях и операционных, отделениях патологической анатомии и трансплантации, пунктах переливания крови и т.д.
При этом особое внимание уделяется трем следующим категориям отходов: иглам, шприцам, скальпелям и другим, режущим и колющим инструментам; крови и материалам, содержащим выделения больных, транспортировка которых должна осуществляться по герметичным каналам (с обеспечением комплекса мер предосторожности) или с оперативной предварительной обработкой; и, наконец, анатомическим отходам, которые также могут сжигаться, однако, лучшим путем их обработки все-таки остается погребение.
Такие отходы, как радиоактивные и ртутьсодержащие, соли металлов и фармацевтические препараты на основе токсичных элементов, химические вещества с высокой окислительной способностью и ряд им подобных, относят к категории особо рискованных; несмотря на то, что их накопление невелико, нельзя исключить их потенциального вредного воздействия на здоровье людей. Таким образом, среди факторов потенциальной опасности медицинских отходов для персонала ЛПУ, населения и окружающей среды можно выделить следующие:
- риск инфекционного заражения, очевидный при контакте с инфицированным материалом, оказавшимся в составе отходов, особенно при нарушении целостности кожных покровов (ранения острыми инфицированными предметами). Вероятность инфекционного заражения через места повреждения кожного покрова или слизистой в результате манипуляций с острыми предметами особенно значима для инфекций с гемо-контактным путем передачи. В процентном отношении риск заражения в зависимости от фактора травматизации распределяется следующим образом: иглы - 79 %, порезы - 24 %, разбрызгивание -4,3 %.
- риск физического поражения, связанный с повреждениями кожных покровов и слизистых оболочек острыми предметами, имеет значение не столько сам по себе (как травма), сколько в связи с возможным инфицированием организма через рану, царапину, прокол. В связи с высокой опасностью попадающих в отходы инъекционных игл может быть рекомендован сбор игл и других колющих и острых предметов в специальные жесткие контейнеры или подручные средства (типа пластиковых банок из-под дезинфектантов, жестяных банок из-под напитков, которые после заполнения, естественно, обеззараживаются растворами дезинфектантов, а затем заклеиваются скотчем).
- риск токсического поражения может быть связан с выполнением операций по химической дезинфекции больничных отходов, а также определяться контактом с удаляемыми из ЛПУ токсичными отходами.
- риск радиоактивного поражения вследствие контакта с радиоактивными отходами минимизируется выполнением требований СанПиН №3938-857 “Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами” и “Норм радиационной безопасности” НРБ-99, СП 2.6.1.758-99.
- экологический риск, связанный с поступлением больничных отходов в окружающую среду и их дальнейшей диссеминацией в воздушной, водной среде и почве, будет тем меньше, чем полнее будут обеспечены меры профилактики четырех предыдущих видов риска.
^ Основные технологические операции уничтожения отходов ЛПУ
- Подготовка отходов к сжиганию (измельчение, смешение в герметично закрытых аппаратах). Специализированная загрузка для супертоксикантов, цитостатиков, исключающая их попадание во внешнюю среду.
- Контролируемое сжигание отходов в барабанном инсинераторе при температуре 850-900°C. Использование толкателей-ворошителей для перемещения, подламывания и разрушения отходов.
- Интенсивное насыщение отходящих дымовых газов кислородом и их дожигание при температуре 1100-1200°С не менее двух секунд с предварительным прохождением газов через факел горелки с температурой 1500°С.
- Резкое охлаждение отходящих газов до температуры 250°С, исключающее повторное образование диоксинов.
- Трехступенчатая газоочистка (сухая очистка отходящих газов от пыли в циклоне; мокрая химическая очистка в абсорбере; адсорбция диоксинов, дибензофуранов, тяжелых металлов и других загрязнителей активированным углем). Задача предотвращения выбросов в атмосферу поэтапно решается и на других стадиях процесса.
- Система контроля выбросов в атмосферу.
- Система автоматического контроля процесса сжигания.
В результате процесса сжигания образуется нетоксичный зольный остаток (не более 10% от массы отходов). Прочие отходы установки – шлам скруббера и отработанный сорбент.