Промышленные методы обработки ТБО

2. Промышленные методы обработки ТБО

В мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы обращения с ТБО: 1) строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки; 2) компостирование с получением азотного удобрения или биотоплива; 3) сжигание отходов на мусоросжигательных заводах; 4) ферментация (получение биогаза); 5) предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных веществ из отходов; 6) пиролиз ТБО — высокотемпературный (около 1700°С) нагрев без доступа воздуха.

2.1 Компостирование ТБО

Компостирование ТБО. На многих мусороперерабатывающих заводах (МПЗ) осуществляется промышленная переработка ТБО в органическое удобрение — компост.

Компостами называют органические удобрения, получаемые в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и др. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ (азота, фосфора) в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ; удобрения становятся сыпучими, что облегчает их внесение в почву. Разные по составу и способу приготовления компосты применяют под многие культуры, выращиваемые на различных почвах, кроме, торфяно-болотных. Компосты часто используют вместо остродефицитных органических удобрений (навоз, торф).

В специальных компостных установках процесс разложения целенаправленно регулируется: создается температура до 70°С, при которой погибают микробы и семена сорных растений. 9. Порядок обращения с крупнотоннажными отходами 389

Рис. 9.6. Технологическая схема компостирования мусороперерабатывающего завода:

1 — мостовой грейферный кран; 2 — пластичный питатель; 3 — барабанный грохот; 4 — ленточный конвейер; 5 — сепаратор электрический подвесной; 6 — конвейер для металлических банок; 7 — пакетировочный пресс; 8 — молотковая дробилка; 9 — элеваторный подъемник; 10 — система реверсивных ленточных конвейеров; 11 — биотермические башни со шнековы-ми механизмами; 12 — резонансный виброгрохот; 13 — конвейер компоста; 14 — воздуходувка; 15 — аспирационная установка; 16 — склад компоста; 17 — бункер металлических

ТБО перегружаются в бункер-накопитель, откуда грейферным краном 1 подаются в загрузочные воронки, затем во вращающиеся барабанные грохоты — 3, где разделяются на две фракции — мелкую и крупную. Мелкая фракция ТБО проходит через дробилку — 8 и поступаете биотермические башни — 11, где за 3—4 суток в результате аэробного процесса мусор превращается в компост, который после просеивания на виброгрохотах — 12 отправляется на склад готовой продукции -16. Крупная фракция поступает в котлоагрегаты и сжигается при температуре 800— 1000°С. Дымовые газы обеспыливаются в электрофильтрах на 96—98% и выбрасываются в атмосферу.

В котлоагрегатах образуется пар с давлением 13 атм. и температурой до 250°С, который отчасти используется для нужд завода.

Предварительно магнитными сепараторами —5 из поступающих отходов извлекается черный и цветной металлолом; он пакетируется и реализуется как вторичное сырье.

Компостирование — вполне рациональный способ ликвидации определенных отходов, однако при переработке отходов, содержащих металлы, последние могут накапливаться в компосте в больших количествах. Во избежание загрязнения компоста тяжелыми металлами последние стараются заблаговременно удалить.

Признается целесообразным осуществлять совместное обезвреживание и переработку ТБО и осадка сточных вод. Такая технология способствует насыщению компоста разнообразной полезной для почвы микрофлорой и микроэлементами и позволяет поддерживать биотермический процесс в оптимальном режиме. При этом гибнет большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух.

2.2 Сжигание твердых отходов: диоксиновая опасность

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни тем более с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях (заводах), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000°С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси.

Б. Небел приводит в качестве примера электростанцию в Балтиморе (штат Мериленд, США). Она сжигает в день 2000 т мусора; получаемый пар приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию для 60 тыс. жилых домов.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно как способ использования ТБО должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных продуктов, содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, сильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами.

Диоксины – общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ. Хлор может быть замещен бромом, полученные вещества будут также относиться к диоксинам.

Диоксины признаны наиболее опасными веществами – супертоксикантами. Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом – Стокгольмской Конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.

Диоксины являются концерогенами (провоцируют раковые заболевания) и тератогенами (поражают генофонд человека). Воздействуя на белковый обмен, диоксины способствуют биоактивации мутагенов и разрушению витаминов, лекарств, гормонов. Особенно чувствительны к диоксинам молодые особи и эмбрионы.

По этой причине в России в 1994 г. были приняты очень жесткие нормативы по диоксинам: для воздуха ПДК равна 0,5*10- мг/м3, воды – 2*10- мг/л, для почвы – 0,06 мг/кг.

Одним из основных источников диоксинов являются свалки и сжигание твердых отходов. Так, в золе мусоросжигательных заводов №2 и 3 г. Москвы обнаружено от 0,1 до 0,2 мкг диоксинов на 1 кг золы. При не полном сгорании 1 кг несортированных ТБО, содержащих 5-10% пластиков, в атмосферу, по данным ученых США, поступает 40 мкг диоксинов. Этого достаточно для доведения до ПДК по существующим нормам 80 млн м3 воздуха. Содержатся диоксины в любых видах сажи, в том числе и пепле сигарет 0,5- * 10- г на 1 кг сажи (пепла).

Диоксиновая опасность вынудила Правительство РФ принять в 1995 г. специальную долгосрочную программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматривались не только мероприятия по контрольному мониторингу, но и предложения по предотвращению загрязнения природной среды диоксинами. Последнее является наиболее важным. Следует избегать применения хлоросодержащих материалов в быту, сжигания несортированного мусора, горения уличных свалок и опавших листьев.

Из-за диоксиновой опасности были закрыты многие мусоросжига-тельные заводы в США, Нидерландах и других странах; оставшиеся, _в связи с резким ужесточением требований к их работе, подвергаются модернизации. Согласно имеющимся данным, на переоборудование оставшихся 8 МСЗ в Нидерландах было затрачено более I млрд додд США. На них была введена многоступенчатая система очистки: 1) электрофильтр грубой очистки; 2) испаритель загрязненной воды (разбрызгиватель); 3) электрофильтр тонкой очистки; 4) скруббер водный (1-я ступень); 5) скруббер щелочной (2-я ступень); 6) очиститель сточных вод скрубберов; 7) теплообменник; 8) реактор на активированном угле-9) пылевые фильтры; 10) подогреватель газов перед дожиганием; 11) реактор-дожигатель для подавления образования оксидов азота и дожигания диоксинов.