Proces recyklingu odpadów stałych. Wszystko o przetwarzaniu stałych odpadów komunalnych. Metody i technologie przetwarzania
Obecny system postępowania z nimi w naszym kraju ukształtował się ponownie w r Czasy sowieckie. Główną metodą unieszkodliwiania odpadów stałych jest obecnie odpady domowe- zakopanie na wysypisku śmieci. Na pierwszy rzut oka jest najtaniej, jednak przy kalkulacjach często zapominają wziąć pod uwagę, że oprócz kosztów utrzymania obiektu dochodzą jeszcze koszty likwidacji, odszkodowania za szkody w przyrodzie i nieodwracalne straty w zasobach.
Alternatywnie, w niektórych megamiastach odpady stałe są unieszkodliwiane poprzez spalanie ich w wyspecjalizowanych zakładach unieszkodliwiania odpadów. Jednak metoda ta ma wiele wad, a jedną z nich jest to, że zakład utylizacji odpadów jest również źródłem dla otaczającego obszaru. To prawda, żeby być uczciwym, warto zauważyć, że istnieją technologie spalania, które minimalizują powstawanie dioksyn. Dodatkowo w wyniku zastosowania tej metody dziesięciokrotnie zmniejsza się objętość odpadów oraz możliwa jest produkcja ciepła lub energii elektrycznej, a powstały żużel jest zawracany do przemysłu.
Unieszkodliwiać również w drodze tlenowego kompostowania biotermicznego. Wcześniej są sortowane. Wszystko, co powstaje w wyniku konsumpcji, można podzielić na trzy główne grupy. Pierwsza to (odpady stałe), które można przetworzyć na materiały użyteczne i dzięki ich sprzedaży można uzyskać określony dochód, który pozwala zrekompensować poniesione koszty. Drugie to odpady biodegradowalne, które można przekształcić w kompost, choć koszty z tym związane są trudne do zrekompensowania. Trzecia to odpady stałe nienadające się do recyklingu; odpady stałe z tej grupy są utylizowane na różne sposoby, w zależności od ich konkretnego składu.
Aerobowe kompostowanie biotermiczne uważane jest obecnie za najbardziej obiecującą technologię. Za jego pomocą odpady stałe przekształcane są w stan nieszkodliwy i stają się kompostem, czyli nawozem zawierającym mikroelementy, fosfor, azot i potas. Taka utylizacja odpadów stałych pozwala na ich powrót do naturalnych odpadów w przyrodzie.
Stosowanie masowego przetwarzania odpadów stałych tą drugą metodą jest dziś trudne z kilku powodów: niedoskonałego ustawodawstwa, braku jednolitej bazy informacji o wszystkich rodzajach odpadów stałych, słabej kontroli przestrzegania przepisów oraz niewystarczającego finansowania. Jeśli spojrzymy na doświadczenia krajów rozwiniętych, stanie się jasne, że prawidłowe ich ustalenie możliwe będzie tylko wtedy, gdy będziemy systematycznie podchodzić do tego zagadnienia. Należy skonfigurować i debugować wszystkie procesy związane z utylizacją odpadów. Należy uwzględnić wszystko w całości, łącznie ze źródłami wytwarzania odpadów (organizacje i ludzie), transportem, magazynowaniem, sortowaniem, przetwarzaniem i ostateczną utylizacją. W rozwiązywaniu tego problemu powinno aktywnie angażować się społeczeństwo i każdy obywatel. A co najważniejsze, potrzebujemy skutecznego mechanizmu ekonomicznej stymulacji racjonalnego i ostrożna postawa tego, co dała nam natura.
Aleksiej 16.11.2014 Szamba
Wzrost liczby ludności oraz szybkie tempo rozwoju postępu naukowo-technicznego przyczyniają się do wzrostu wykorzystania konsumenckiego, a co za tym idzie, stale rosnącej ilości odpadów powstałych w wyniku działalności człowieka. Utylizacja odpadów komunalnych jest dziś jednym z globalnych problemów.
Absolutnie wszystkie kraje stoją przed tym problemem i jest to szczególnie istotne w przypadku dużych miast. Jak rozwiązuje się ten problem w naszym kraju i co robi się w tym kierunku, napisano wiele artykułów i prace naukowe. Nie będziemy wchodzić we wszystkie niuanse tego problemu, ale rozważymy tylko to, z czym się spotykamy życie codzienne. W końcu na każdym podwórku znajduje się pojemnik na odpady stałe i każdego dnia musimy decydować, gdzie wylewać pomyj.
Jakie są rodzaje odpadów domowych?
Jakikolwiek rodzaj działalność gospodarcza prowadzi do powstania jakichkolwiek odpadów. Jeśli jednak problem utylizacji odpadów przemysłowych został mniej więcej rozwiązany, to w przypadku odpadów domowych, które lądują w pojemniku na śmieci, sprawa jest dopiero na etapie rozwiązania. Zwykłe usuwanie wszystkiego, co niepotrzebne, na wysypisko, niewiele pomaga. Ponadto stan tych składowisk jest taki, że dalsza ich rozbudowa może doprowadzić do katastrofy ekologicznej.
Wszystkie odpady z gospodarstw domowych dzielą się na dwie duże grupy:
- Solidny;
- Płyn.
Każdy gatunek wymaga własnej metody zbierania, niszczenia lub przetwarzania.
Utylizacja odpadów stałych
Większość z nich to przedmioty gospodarstwa domowego, które popadły w ruinę – są to stare buty, podarte ubrania, zużyte opakowania, połamane zabawki dziecięce i wiele innych. Wystarczy spojrzeć na rozmieszczone wszędzie pojemniki na odpady stałe, aby przekonać się o ich ogromnej różnorodności.
Odpady stałe, które mogą wpaść do kompaktora odpadów domowych, obejmują różnorodne materiały:
- Papier;
- Drewno;
- Syntetyki;
- Skóra;
- Guma;
- Metale nieżelazne i żelazne.
Ze względu na szeroką gamę surowców różne typy Utylizacja odpadów stałych wymaga oddzielnej zbiórki i różnych metod przetwarzania. Naturalny rozkład odpadów pod wpływem mikroorganizmów jest możliwy tylko wtedy, gdy są one pochodzenia organicznego. Polimery i tworzywa sztuczne są z natury praktycznie niezniszczalne i mogą leżeć na tym samym wysypisku przez dziesięciolecia.
Utylizacja i recykling odpadów stałych jest dość trudny. Ich zróżnicowany skład całkowicie wyklucza możliwość bezpośredniej utylizacji; należy przeprowadzić wstępną separację.
Obecnie utylizacja odpadów stałych odbywa się na kilka sposobów:
- Pochówek (w specjalnych miejscach)
- Separacja (obejmuje wstępną osobna kolekcjaśmieci)
- Spalanie (uważane za metodę nieskuteczną)
- Piroliza (rozkład odpadów w wysokich temperaturach)
Każda z tych metod ma zarówno zalety, jak i pewne wady.
Eksport i technologia przetwarzania
W końcu usuwanie ścieków odchodowych musi odbywać się zgodnie z określonymi normami sanitarnymi.
Obecnie istnieją trzy sposoby usuwania różnych płynnych odpadów domowych:
- W zbiornikach magazynowych;
- W lokalnych systemach czyszczenia napowietrzania;
- Leczenie biologiczne.
W pierwszym przypadku utylizacja płynnych odpadów domowych jest dość prosta. Po napełnieniu zbiornika magazynowego jego zawartość jest wypompowywana specjalnym pojazdem do wywozu śmieci i wywożona do przetworzenia lub utylizacji. Chociaż metoda ta jest powszechnie stosowana, jest dość droga. Utylizacja różnego rodzaju płynnych odpadów domowych wymaga w tym przypadku obecności specjalnych pojemników i użycia drogiego sprzętu. Usługi czyszczenia szamb muszą być regularne i trzeba za nie stale płacić.
Utylizacja z LZO
Oczyszczanie ścieków w nowoczesnych, lokalnych systemach oczyszczania jest bardzo efektywne. Może osiągnąć 98 proc. Oznacza to, że woda poddana takiemu przetwarzaniu nie stanowi już zagrożenia dla środowiska i może być swobodnie odprowadzana do zbiorników wodnych lub przedostawać się do gruntu.
Ten rodzaj unieszkodliwiania odpadów płynnych odbywa się za pomocą pasywnego napowietrzania. Miejscowy system oczyszczania składa się z szamba i wyposażonych pól filtracyjnych. Urządzenie składa się zazwyczaj z kilku komór, w których następuje bierne napowietrzanie i sedymentacja.
Główną zaletą takich szamba jest ich niezależność energetyczna, ponieważ usuwanie dostających się do nich płynnych odpadów następuje w sposób naturalny. Biorąc pod uwagę fakt, że poza miastem jest ciągły problem z dostawą prądu, jest to duży plus.
Ale takie usuwanie różnych substancji ciekłych ma również szereg wad. Tworzenie tego typu oczyszczalni wymaga dużych inwestycji i konieczności rygorystycznego przestrzegania licznych norm sanitarnych i bezpieczeństwa.
Oczyszczanie biologiczne z aktywnym napowietrzaniem
Utylizacja odpadów płynnych w LZO w ten sposób jest najbardziej efektywna i praktycznie nie ma wad. Jedyną wadę można uznać za zależność energetyczną oczyszczalni. Faktem jest, że w procesie rozkładu odpadów wykorzystuje się powietrze pompowane przez sprężarkę. Wydajność układu zależy od aktywności mikroorganizmów, a ich aktywność w rozkładaniu materii organicznej wymaga dużej ilości tlenu.
Coraz częściej stosuje się utylizację odpadów płynnych metodą aktywnego napowietrzania, gdyż koszty jej realizacji są minimalne. Jednocześnie poziom oczyszczenia sięga 98 procent.
Finansowa strona problemu
Dla wszystkich właścicieli domów ważne jest, ile będzie kosztować utylizacja płynnych odpadów zgromadzonych w szambie. Porównując wymienione powyżej metody ich czyszczenia, możemy dojść do następującego wniosku. Najdroższe jest usuwanie nieczystości ciekłych za pomocą zbiorników magazynowych i późniejsze wykorzystanie maszyn do usuwania ścieków. Pozostałe dwa systemy praktycznie nie różnią się kosztami.
W związku ze wzrostem liczby ludności kraju wzrasta również zapotrzebowanie na zasoby konsumpcyjne. W rezultacie wzrost zużycia zasobów zwiększa również ilość odpadów z gospodarstw domowych.
Składowiska śmieci z roku na rok powiększają się i zajmują coraz większą powierzchnię. Zbiorniki wodne są zanieczyszczane ściekami, które niosą ze sobą wiele infekcji i elementów niebezpiecznych dla przyrody. Dlatego unieszkodliwianie odpadów bytowych w naszych czasach powinno być rozwinięte nie mniej niż przemysł, aby powstałe odpady stałe (odpady) nie gromadziły się i nie zanieczyszczały gleby, atmosfery i wody.
Logicznym faktem jest, że bez wprowadzenia na czas innowacyjnych technologii przetwarzania odpadów planeta wkrótce zamieni się w ogromne wysypisko śmieci i stanie się nieodpowiednia do istnienia nie tylko ludzi, ale także wszystkich żywych istot.
Aby uniknąć takiego rezultatu, naukowcy w wielu krajach od dawna szukają optymalnych sposobów postępowania z odpadami, dzięki którym możliwe byłoby niszczenie lub przetwarzanie odpadów stałych bez szkody dla ludzi. środowisko, a także uwolnić przestrzeń terytorialną od ogromnych ilości śmieci.
Obecnie usuwanie odpadów stałych odbywa się za pomocą następujących dobrze znanych metod, które pozwalają pozbyć się śmieci:
- Zakopywanie lub tymczasowe składowanie odpadów na specjalnych składowiskach. Tutaj materiały nie nadające się do użytku są sortowane i zasypywane ziemią.
- Kompostowanie. Naturalny rozkład substancji biologicznych, ich przetwarzanie na nawozy mineralne do gleby i sadzenia roślin.
- Termiczne przekształcanie odpadów stałych. Metoda ta pozwala spalić niemal każdy rodzaj odpadów, co maksymalnie minimalizuje ich objętość, a także zapewnia korzyści ekonomiczne w postaci energii cieplnej.
- Piroliza niskotemperaturowa i wysokotemperaturowa.
Metody recyklingu odpadów stałych
Utylizacja odpadów stałych
Utylizacja odpadów stałych poprzez ich zakopywanie jest obecnie jedną z najpowszechniejszych metod pozbywania się śmieci. Ale ta metoda jest powszechna tylko w przypadku odpadów niepalnych, a także wśród substancji, które podczas spalania mogą uwalniać toksyczne pierwiastki.
Składowisko odpadów stałych jest składowiskiem nietypowym, wyposażonym we wszystkie nowoczesne obiekty inżynieryjne, które umożliwiają systemom kontroli wód gruntowych izolowanie wszelkich substancji szkodliwych. Dotyczy to również atmosfery, czyli praktycznie nie ma wycieków jakichkolwiek pierwiastków chemicznych lub toksycznych, co jest głównym celem zapewnienia bezpieczeństwa ekologii kraju.
Ale takie metody mają również wady, na przykład tworzenie się gazu podczas rozkładu śmieci. Niektóre wyposażone są w specjalny sprzęt do wypompowywania gazu, który, co warto dodać, służy później do wytwarzania energii elektrycznej. Umożliwia także niemal autonomiczną pracę urządzeń znajdujących się na wysypiskach śmieci. Niestety, jak dotąd w Rosji tylko niewielka część takich składowisk jest wyposażona w taki sprzęt, podczas gdy wszystkie inne składowiska nie mają możliwości zwalczania emisji gazów.
Ale nawet biorąc pod uwagę obecność takich instalacji, ekologia pozostaje niezabezpieczona przed skutkami rozkładu śmieci w glebie i wszelkimi emisjami podczas procesu gnicia i fermentacji. Ponieważ zakopany materiał zniknie całkowicie dopiero po dziesiątkach, a nawet setkach lat. Dlatego pomimo względnej taniości tej metody zagospodarowania odpadów, dla środowiska najlepsza opcja Pozostaje całkowita utylizacja odpadów poprzez ich recykling i wykorzystanie do wytworzenia dowolnego produktu. W takim przypadku ryzyko zanieczyszczenia środowiska zostanie zminimalizowane.
Kompostowanie odpadów stałych
Utylizacja odpadów komunalnych poprzez kompostowanie to technologia, która pozwala na przetworzenie odpadów stałych w drodze naturalnego rozkładu biologicznego. Głównym źródłem kompostowania są substancje i materiały organiczne; metoda ta jest w nich bardzo aktywnie wykorzystywana. Kompostowanie pozwala nie tylko pozbyć się substancji objętościowych zanieczyszczających środowisko, ale także zaopatruje gospodarstwa rolne w korzystne dla gleby nawozy, umożliwiając normalizację bilansu minerałów w glebie oraz uprawę różnych warzyw i roślin.
Ponieważ jednak metoda ta nie pozwala na przetwarzanie większości rodzajów odpadów, wymaga starannego procesu sortowania i zajmuje sporo czasu, nie zyskała popularności w kraju i nie jest rozwinięta na odpowiednim poziomie. W Rosji nie ma ani jednego przedsiębiorstwa przemysłowego, które przeprowadziłoby kompostowanie w takich ilościach i umożliwiło oczyszczenie przynajmniej jednego miasta z odpadów organicznych.
- w małych gospodarstwach;
- na działkach ogrodowych;
- w domach prywatnych;
- w organizacjach rolniczych;
- w gospodarstwach hodowlanych itp.
Metoda ta nie wymaga jednak dużych wydatków, choć nie obejmuje wszystkich rodzajów i klas odpadów, ale pozwala całkowicie pozbyć się ogromnej części odpadów wytwarzanych przez kraj, która zajmuje jedną trzecią wszystkich śmieci w kraju. Ustanów scentralizowany proces i prowadź kompostowanie w specjalnych miejscach wyposażonych we wszystkie niezbędne budynki i urządzenia. Budować, najpierw w dużych miastach kraju, oryginalne fabryki do przetwarzania odpadów stałych i innych odpadów organicznych. Produkt końcowy, kompost, będzie bardzo przydatny na wiele sposobów. gospodarstwa wiejskie, a co najważniejsze, jego koszt obniży koszty uprawy wielu roślin i zapewni środki na funkcjonowanie takich fabryk.
Termiczne przetwarzanie odpadów stałych
Dzięki obróbce cieplnej recykling odpadów komunalnych pozwala na pozbycie się frakcji organicznych; metoda ta jest dość często stosowana przy wytwarzaniu odpadów na dużą skalę. Termiczne, oznacza kilka procesów, które razem umożliwiają pozbycie się wszelkich nietoksycznych odpadów lub zminimalizowanie ich objętości i wagi w jak największym stopniu. Obróbkę cieplną przeprowadza się także w celu unieszkodliwienia urządzeń, sprzętu i innych rzeczy skażonych bakteriami zakaźnymi lub epidemiologicznymi, które mogą mieć następujące pochodzenie:
- instytucje medyczne;
- laboratoria;
- kliniki weterynaryjne;
- zakłady chemiczne;
- przemysł rafinacji ropy naftowej;
które później po uzyskaniu stanu obojętnego można zakopać na specjalnych składowiskach lub umieścić w czasowym składowaniu, w celu dalszego przetworzenia i recyklingu, jako surowiec.
Ważnymi zaletami obróbki cieplnej lub recyklingu są nowoczesne metody pozwalający otrzymać:
- skuteczna dezynfekcja lub unieszkodliwienie wszelkich odpadów;
- całkowite zniszczenie jakiejkolwiek mikroflory, a nawet patogennej;
- redukcja objętości odpadów nawet 10-krotna;
- wykorzystać potencjał energetyczny odpadów organicznych.
Spalanie ma wiele zalet w porównaniu z innymi metodami, z których najważniejsze to:
- wysoki poziom technologii testowania;
- Stabilnie wyprodukowany sprzęt i jego długa żywotność;
- wysoki proces wykonywane automatycznie;
ale najważniejsze jest to, że ostatnio otrzymały fabryki lub organizacje zajmujące się spalaniem odpadów energia cieplna lub energię elektryczną, którą można wykorzystać do samodzielnego funkcjonowania przedsiębiorstwa. W niektórych przypadkach nadwyżka tej energii kierowana jest do stacji miejskich, co docelowo umożliwia zaopatrzenie w energię elektryczną lub ciepło całych obszarów.
Przetwarzanie plazmowe odpadów stałych
Nie tak rozwinięty jak powyższe metody i metody pozbywania się złomu, ale bardzo obiecujący proces technologiczny, który pozwala rozwiązać wszystko problemy środowiskowe, wykorzystywać i ostatecznie dostarczać energię użyteczną i niezbędną dla społeczeństwa.
Technologia obróbki plazmowej wykorzystuje temperaturę topnienia znacznie wyższą niż jakikolwiek piec do topienia żużla. W ten sposób uzyskuje się produkt zeszklony, który jest całkowicie nieszkodliwy i, co najważniejsze, nie wymaga dalszych kosztów neutralizacji lub specjalnej utylizacji.
Przetwarzanie plazmowe jest technologią zgazowania odpadów, schemat tej metody pozwala na uzyskanie gazu z biologicznych składników odpadów. Powstały gaz jest następnie wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej lub pary. Głównym materiałem do obróbki plazmowej są odpady stałe w postaci żużla lub zneutralizowanych pozostałości.
Główną zaletą pirolizy wysokotemperaturowej jest możliwość utylizacji odpadów w sposób przyjazny dla środowiska, bez dodatkowych kosztów:
- do wstępnego przygotowania;
- do sortowania;
- do suszenia itp.
Te cechy pozwalają słusznie uznać obróbkę termiczną za najbardziej korzystną dla środowiska i ekonomicznie technologię unieszkodliwiania odpadów stałych.
Wszystkie te metody mają na celu rozwiązanie.
Obejrzyj także film - jak działa instalacja do recyklingu odpadów stałych
W związku ze wzrostem liczby ludności kraju wzrasta również zapotrzebowanie na zasoby konsumpcyjne. W rezultacie wzrost zużycia zasobów zwiększa również ilość odpadów z gospodarstw domowych.
Składowiska śmieci z roku na rok powiększają się i zajmują coraz większą powierzchnię. Zbiorniki wodne są zanieczyszczane ściekami, które niosą ze sobą wiele infekcji i elementów niebezpiecznych dla przyrody. Dlatego unieszkodliwianie odpadów bytowych w naszych czasach powinno być rozwinięte nie mniej niż przemysł, aby powstałe odpady stałe (odpady) nie gromadziły się i nie zanieczyszczały gleby, atmosfery i wody.
Logicznym faktem jest, że bez wprowadzenia na czas innowacyjnych technologii przetwarzania odpadów planeta wkrótce zamieni się w ogromne wysypisko śmieci i stanie się nieodpowiednia do istnienia nie tylko ludzi, ale także wszystkich żywych istot.
Aby uniknąć takiego rezultatu, naukowcy w wielu krajach od dawna szukają optymalnych sposobów postępowania z odpadami, dzięki którym możliwe byłoby niszczenie lub przetwarzanie odpadów stałych bez szkody dla środowiska, a także oczyszczenie przestrzeni terytorialnej z ogromnych ilości śmieci.
Obecnie usuwanie odpadów stałych odbywa się za pomocą następujących dobrze znanych metod, które pozwalają pozbyć się śmieci:
- Zakopywanie lub tymczasowe składowanie odpadów na specjalnych składowiskach. Tutaj materiały nie nadające się do użytku są sortowane i zasypywane ziemią.
- Kompostowanie. Naturalny rozkład substancji biologicznych, ich przetwarzanie na nawozy mineralne do gleby i sadzenia roślin.
- Termiczne przekształcanie odpadów stałych. Metoda ta pozwala spalić niemal każdy rodzaj odpadów, co maksymalnie minimalizuje ich objętość, a także zapewnia korzyści ekonomiczne w postaci energii cieplnej.
- Piroliza niskotemperaturowa i wysokotemperaturowa.
Metody recyklingu odpadów stałych
Utylizacja odpadów stałych
Utylizacja odpadów stałych poprzez ich zakopywanie jest obecnie jedną z najpowszechniejszych metod pozbywania się śmieci. Ale ta metoda jest powszechna tylko w przypadku odpadów niepalnych, a także wśród substancji, które podczas spalania mogą uwalniać toksyczne pierwiastki.
Składowisko odpadów stałych jest składowiskiem nietypowym, wyposażonym we wszystkie nowoczesne obiekty inżynieryjne, które umożliwiają systemom kontroli wód gruntowych izolowanie wszelkich substancji szkodliwych. Dotyczy to również atmosfery, czyli praktycznie nie ma wycieków jakichkolwiek pierwiastków chemicznych lub toksycznych, co jest głównym celem zapewnienia bezpieczeństwa ekologii kraju.
Ale takie metody mają również wady, na przykład tworzenie się gazu podczas rozkładu śmieci. Niektóre wyposażone są w specjalny sprzęt do wypompowywania gazu, który, co warto dodać, służy później do wytwarzania energii elektrycznej. Umożliwia także niemal autonomiczną pracę urządzeń znajdujących się na wysypiskach śmieci. Niestety, jak dotąd w Rosji tylko niewielka część takich składowisk jest wyposażona w taki sprzęt, podczas gdy wszystkie inne składowiska nie mają możliwości zwalczania emisji gazów.
Ale nawet biorąc pod uwagę obecność takich instalacji, ekologia pozostaje niezabezpieczona przed skutkami rozkładu odpadów w glebie i wszelkimi emisjami podczas procesu gnicia i fermentacji. Ponieważ zakopany materiał zniknie całkowicie dopiero po dziesiątkach, a nawet setkach lat. Dlatego pomimo względnej taniości tej metody zagospodarowania odpadów, najlepszą dla środowiska opcją pozostaje całkowita utylizacja odpadów poprzez ich recykling i wykorzystanie do wytworzenia dowolnego produktu. W takim przypadku ryzyko zanieczyszczenia środowiska zostanie zminimalizowane.
Kompostowanie odpadów stałych
Utylizacja odpadów komunalnych poprzez kompostowanie to technologia, która pozwala na przetworzenie odpadów stałych w drodze naturalnego rozkładu biologicznego. Głównym źródłem kompostowania są substancje i materiały organiczne; metoda ta jest w nich bardzo aktywnie wykorzystywana. Kompostowanie pozwala nie tylko pozbyć się substancji objętościowych zanieczyszczających środowisko, ale także zaopatruje gospodarstwa rolne w korzystne dla gleby nawozy, umożliwiając normalizację bilansu minerałów w glebie oraz uprawę różnych warzyw i roślin.
Ponieważ jednak metoda ta nie pozwala na przetwarzanie większości rodzajów odpadów, wymaga starannego procesu sortowania i zajmuje sporo czasu, nie zyskała popularności w kraju i nie jest rozwinięta na odpowiednim poziomie. W Rosji nie ma ani jednego przedsiębiorstwa przemysłowego, które przeprowadziłoby kompostowanie w takich ilościach i umożliwiło oczyszczenie przynajmniej jednego miasta z odpadów organicznych.
- w małych gospodarstwach;
- na działkach ogrodowych;
- w domach prywatnych;
- w organizacjach rolniczych;
- w gospodarstwach hodowlanych itp.
Metoda ta nie wymaga jednak dużych wydatków, choć nie obejmuje wszystkich rodzajów i klas odpadów, ale pozwala całkowicie pozbyć się ogromnej części odpadów wytwarzanych przez kraj, która zajmuje jedną trzecią wszystkich śmieci w kraju. Ustanów scentralizowany proces i prowadź kompostowanie w specjalnych miejscach wyposażonych we wszystkie niezbędne budynki i urządzenia. Budować, najpierw w dużych miastach kraju, oryginalne fabryki do przetwarzania odpadów stałych i innych odpadów organicznych. Produkt końcowy, kompost, będzie bardzo przydatny w wielu gospodarstwach wiejskich, a co najważniejsze, jego koszt obniży koszty uprawy wielu roślin i zapewni środki na funkcjonowanie takich zakładów.
Termiczne przetwarzanie odpadów stałych
Dzięki obróbce cieplnej recykling odpadów komunalnych pozwala na pozbycie się frakcji organicznych; metoda ta jest dość często stosowana przy wytwarzaniu odpadów na dużą skalę. Termiczne, oznacza kilka procesów, które razem umożliwiają pozbycie się wszelkich nietoksycznych odpadów lub zminimalizowanie ich objętości i wagi w jak największym stopniu. Obróbkę cieplną przeprowadza się także w celu unieszkodliwienia urządzeń, sprzętu i innych rzeczy skażonych bakteriami zakaźnymi lub epidemiologicznymi, które mogą mieć następujące pochodzenie:
- instytucje medyczne;
- laboratoria;
- kliniki weterynaryjne;
- zakłady chemiczne;
- przemysł rafinacji ropy naftowej;
które później po uzyskaniu stanu obojętnego można zakopać na specjalnych składowiskach lub umieścić w czasowym składowaniu, w celu dalszego przetworzenia i recyklingu, jako surowiec.
Istotnymi zaletami obróbki cieplnej lub przetwarzania są nowoczesne metody, które pozwalają uzyskać:
- skuteczna dezynfekcja lub unieszkodliwienie wszelkich odpadów;
- całkowite zniszczenie jakiejkolwiek mikroflory, a nawet patogennej;
- redukcja objętości odpadów nawet 10-krotna;
- wykorzystać potencjał energetyczny odpadów organicznych.
Spalanie ma wiele zalet w porównaniu z innymi metodami, z których najważniejsze to:
- wysoki poziom technologii testowania;
- Stabilnie wyprodukowany sprzęt i jego długa żywotność;
- zaawansowany technologicznie proces odbywa się automatycznie;
ale najważniejsze jest to, że ostatnio fabryki lub organizacje zajmujące się spalaniem odpadów otrzymują energię cieplną lub energię elektryczną, którą można wykorzystać do autonomicznego działania przedsiębiorstwa. W niektórych przypadkach nadwyżka tej energii kierowana jest do stacji miejskich, co docelowo umożliwia zaopatrzenie w energię elektryczną lub ciepło całych obszarów.
Przetwarzanie plazmowe odpadów stałych
Nie tak rozwinięty jak wymienione powyżej metody i metody unieszkodliwiania odpadów, ale bardzo obiecujący proces technologiczny, który pozwala rozwiązać wszystkie problemy środowiskowe, poddać recyklingowi i ostatecznie dostarczyć energię użyteczną i niezbędną dla społeczeństwa.
Technologia obróbki plazmowej wykorzystuje temperaturę topnienia znacznie wyższą niż jakikolwiek piec do topienia żużla. W ten sposób uzyskuje się produkt zeszklony, który jest całkowicie nieszkodliwy i, co najważniejsze, nie wymaga dalszych kosztów neutralizacji lub specjalnej utylizacji.
Przetwarzanie plazmowe jest technologią zgazowania odpadów, schemat tej metody pozwala na uzyskanie gazu z biologicznych składników odpadów. Powstały gaz jest następnie wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej lub pary. Głównym materiałem do obróbki plazmowej są odpady stałe w postaci żużla lub zneutralizowanych pozostałości.
Główną zaletą pirolizy wysokotemperaturowej jest możliwość utylizacji odpadów w sposób przyjazny dla środowiska, bez dodatkowych kosztów:
- do wstępnego przygotowania;
- do sortowania;
- do suszenia itp.
Te cechy pozwalają słusznie uznać obróbkę termiczną za najbardziej korzystną dla środowiska i ekonomicznie technologię unieszkodliwiania odpadów stałych.
Wszystkie te metody mają na celu rozwiązanie.
Obejrzyj także film - jak działa instalacja do recyklingu odpadów stałych
Najpopularniejszą metodą unieszkodliwiania odpadów stałych jest spalenie, a następnie wywóz powstałego popiołu na specjalne składowisko. Technologii spalania odpadów jest sporo – komorowa, warstwowa, ze złożem fluidalnym. Śmieci można spalać zmieszane z paliwem naturalnym.
Obróbka termiczna: proces, zalety i wady
Metoda spalania(lub w ogóle termiczne metody unieszkodliwiania odpadów stałych) ma zarówno niewątpliwe zalety (ciepło spalania odpadów stałych można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w budynkach, niezawodne usuwanie odpadów), jak i istotne wady. Niezbędny jest dobry system oczyszczania spalin, gdyż przy spalaniu odpadów stałych powstają chlorowodór i fluor, dwutlenek siarki, tlenki azotu, a także metale i ich związki (Zn, Cd, Pb, Hg itp., głównie w postaci aerozole) przedostają się do atmosfery) oraz, co szczególnie ważne, podczas spalania odpadów powstają dioksyny i bifenyle, których obecność w spalinach znacząco utrudnia ich oczyszczanie ze względu na niskie stężenie tych wysoce toksycznych związków.
Rodzajem procesu spalania jest piroliza – termiczny rozkład odpadów stałych bez dostępu powietrza. Zastosowanie pirolizy pozwala na ograniczenie wpływu odpadów stałych na środowisko i uzyskanie takich odpadów zdrowe produkty, jako łatwopalny gaz, olej, żywice i pozostałości stałe (pirokarbon).
Proces wysokotemperaturowego recyklingu artykułów gospodarstwa domowego i odpady przemysłowe w barbotowanym roztopionym żużlu (ryc. 1). Główną jednostką schematu technologicznego jest piec bąbelkowy, którego konstrukcja została opracowana we współpracy ze specjalistami z Instytutu Stalproekt (Moskwa).
Piec jest prosty i charakteryzuje się małymi wymiarami, dużą wydajnością i dużą niezawodnością działania.
Proces przeprowadza się w następujący sposób. Do urządzenia załadowczego podawane są okresowo odpady z gospodarstw domowych. Popychacz wrzuca je do kąpieli żużlowej przedmuchanej powietrzem wzbogaconym w tlen. W kąpieli odpady szybko zanurzane są w intensywnie wymieszanej roztopionej pianie. Temperatura żużla wynosi 1400 – 1500°C. Ze względu na intensywną wymianę ciepła odpady ulegają szybkiej pirolizie i zgazowaniu. Ich część mineralna rozpuszcza się w żużlu, przedmioty metalowe topią się, a ciekły metal spada na palenisko. Gdy kaloryczność odpadów jest niska, węgiel energetyczny dostarczany jest w małych ilościach do pieca w celu ustabilizowania reżimu cieplnego jako paliwo dodatkowe. Można stosować zamiast węgla gaz ziemny. Aby otrzymać żużel o danym składzie, ładowany jest topnik.
Żużel odprowadzany jest z pieca poprzez syfon w sposób ciągły lub okresowy i kierowany do przerobu. Skład chemicznyżużel można regulować w szerokim zakresie, uzyskując kompozycje odpowiednie do produkcji różnych materiałów budowlanych - odlewów kamiennych, tłucznia kamiennego, wypełniaczy do betonu, włókien mineralnych, cementu.
Metal wchodzi do syfonu przez przelew i jest w sposób ciągły lub porcjami wsypywany do kadzi, a następnie przekazywany do przerobu lub wsypywany do tłoków bezpośrednio w piecu lub granulowany. Gazy palne – produkty pirolizy i zgazowania odpadów i węgla, uwalniane z kąpieli – spalane są nad kąpielą poprzez dostarczenie powietrza wzbogaconego w tlen lub czystego tlenu.
Wysokotemperaturowe (1400 – 1600°C) gazy paleniskowe są zasysane przez odciąg dymu do kotła parowego w celu ochłodzenia i korzystne wykorzystanie ich energię. Kocioł dokonuje całkowitego spalania gazów. Ochłodzone gazy przesyłane są następnie do systemu oczyszczania. Zanim zostaną wypuszczone do atmosfery, są oczyszczane z pyłu i szkodliwych zanieczyszczeń. Wysokie temperatury Proces spalania, racjonalny schemat spalania, polegający na połączeniu potencjału redoks fazy gazowej i warunków temperaturowych, determinuje niską zawartość tlenków azotu (NOx) i innych zanieczyszczeń w spalinach.
Ze względu na spalanie w wysokiej temperaturze spaliny zawierają znacznie mniej związków organicznych, w szczególności dioksyn.
Przeniesienie metali alkalicznych i ziem alkalicznych do fazy gazowo-parowej w warunkach procesowych sprzyja wiązaniu tlenków chloru, fluoru i siarki w bezpieczne związki, które podczas oczyszczania gazu są wychwytywane w postaci stałych cząstek pyłu. Zastąpienie powietrza tlenem pozwala 2–4-krotnie zmniejszyć objętość gazów spalinowych, ułatwić ich oczyszczanie i ograniczyć emisję substancji toksycznych do atmosfery. Zamiast duża ilość popiół paleniskowy (do 25% podczas spalania konwencjonalnego), zawierający ciężkie metale nieżelazne i dioksyny, tworzy obojętny żużel, będący surowcem do produkcji materiałów budowlanych. Pył wynoszony z pieca wraz ze spalinami jest selektywnie wychwytywany na różnych etapach oczyszczania. Ilość kurzu jest 2–4 razy mniejsza niż w przypadku korzystania z tradycyjnych piekarników. Pył gruby (do 60%) zawracany jest do pieca, pył drobny będący koncentratem ciężkich metali nieżelaznych (Zn, Pb, Cd, Sn itp.) nadaje się do dalszego wykorzystania.
Nowoczesne metody termicznego przekształcania odpadów stałych
Instytut „Gintsvetmet” wraz z innymi Organizacje rosyjskie opracowano technologię termicznego przekształcania odpadów stałych w stopionym żużlu barbotażowym. Jego główną zaletą jest rozwiązanie aktualnego, światowego problemu dioksyn: już na wylocie instalacji barbotującej praktycznie nie ma związków silnie toksycznych (dioksyny, furany, węglowodory poliaromatyczne). Jednocześnie istnieje obecnie szereg krajowych i zagranicznych metod termicznego przekształcania odpadów stałych, które znajdują się na różnym etapie rozwoju. W tabeli przedstawiono główne wskaźniki termicznych metod przetwarzania odpadów stałych, najbardziej znane ekologom i specjalistom w zakresie unieszkodliwiania takich odpadów. Metody te albo zostały już wdrożone na skalę przemysłową, albo przeszły testy na dużą skalę. Istota stosowanych procesów:
- Proces płyty– spalanie odpadów stałych w piecu z rusztami (KR) lub w zespole kotłowym na rusztach o różnej konstrukcji;
- Proces CS– spalanie odpadów w złożu fluidalnym (FB) z materiału obojętnego (zwykle piasku o określonej wielkości);
- Proces pirokselowy– elektrometalurgiczne, obejmujące suszenie, pirolizę (spalanie) odpadów, przeróbkę mineralnych pozostałości po spalaniu w stopionym żużlu, a także oczyszczanie pyłowo-gazowe gazów spalinowych;
- proces w jednostce takiej jak piec Wanyukova (PV)– topienie w bąbelkującym stopie;
- proces opracowany w Instytucie Fizyki Chemicznej Rosyjskiej Akademii Nauk – spalanie– zgazowanie odpadów w gęsta warstwa materiał bryłowy bez wymuszonego mieszania i przemieszczania;
- Proces termoselectu– łączone, obejmujące etapy zagęszczania odpadów, pirolizy i zgazowania wysokotemperaturowego (w celu wytworzenia gazu syntezowego, produktów obojętnych i niektórych produktów mineralnych oraz metali);
- Proces Siemensa - piroliza– spalanie pirogazu i oddzielonych pozostałości węglowych za pomocą dmuchu niewzbogaconego w tlen.
Spalanie odpadów stałych w zespołach piecowo-kotłowych (proces KR) ze względu na stosunkowo niskie temperatury(600 – 900°C) praktycznie nie rozwiązuje problemu dioksyn. Ponadto powstają wtórne (stałe, niespalone) żużle i pyły, które wymagają osobnej obróbki lub są kierowane do utylizacji, co wiąże się z negatywnymi konsekwencjami dla środowiska. Te niedociągnięcia są w pewnym stopniu nieodłącznym elementem procesu QE. Do tego dodajemy konieczność przygotowania surowców do przerobu w celu zachowania rozkładu wielkości cząstek.
Wady procesu opracowanego przez Instytut Fizyki Chemicznej Rosyjskiej Akademii Nauk obejmują:
- konieczność sortowania i kruszenia odpadów do określonych rozmiarów; dodanie i późniejsze oddzielenie chłodziwa o danym składzie granulometrycznym;
- konieczność opracowania drogiego systemu oczyszczania gazów spalinowych – gazu syntezowego, będącego mieszaniną tlenku węgla i wodoru.
W procesie topienia odpadów stałych w stopie barbotażowym (w piecu PV) należy zwrócić uwagę (oprócz bezpieczeństwa dioksynowego) na jeszcze dwie zalety: stosunkowo wysoką wydajność właściwą i niskie usuwanie pyłu. Wskaźniki te wynikają z efektu bulgotania (intensywne przedmuchanie kąpieli gazowej stopu i nasycenie rozbryzgowe przestrzeni roboczej pieca nad kąpielą). Ważnym pozytywnym czynnikiem jest obecność doświadczenia przemysłowego w ich działaniu w przedsiębiorstwach metalurgii metali nieżelaznych w Rosji i Kazachstanie. Ogólnie można stwierdzić, że najnowsze osiągnięcia krajowe przewyższają pod względem kluczowych wskaźników inne krajowe i zagraniczne technologie przetwarzania odpadów stałych i stanowią wyraźny przełom naukowo-techniczny w rozwiązaniu globalnego problemu ochrony środowiska.
Obecnie jeden z autorów pod kierunkiem kierownika projektu pracy dyplomowej opracowuje projekt składowiska odpadów stałych dla stacji. Arkhonskaya Północna Osetia-Alania, gdzie problem niezadowalającej gospodarki stałymi odpadami z gospodarstw domowych jest poważny. Przy opracowywaniu tego projektu uwzględnione zostaną zarysowane rozwiązania w zakresie zagospodarowania odpadów stałych, a przede wszystkim wstępnej segregacji tych odpadów oraz ekstrakcji polimerów i innych odpadów do dalszego przetwarzania.
Biotermiczne przetwarzanie odpadów stałych: Fermentacja tlenowa
Spośród metod biotermicznych w praktyce najpowszechniej stosowaną jest fermentacja tlenowa, którą często nazywa się kompostowaniem (od nazwy końcowego produktu fermentacji - kompostu, stosowanego w rolnictwie).
Fermentacja to biochemiczny proces rozkładu organicznej części odpadów przez mikroorganizmy. W reakcjach biochemicznych dochodzi do interakcji materiału organicznego, tlenu i bakterii (saprofitycznych mikroorganizmów tlenowych występujących w MSW w wystarczającej ilości), wydziela się dwutlenek węgla, woda i ciepło (materiał samonagrzewa się do 60-70°C). Procesowi towarzyszy synteza próchnicy. Rozmnażanie się mikroorganizmów niszczących odpady jest możliwe przy pewnym stosunku węgla i azotu.
Najlepszy kontakt materii organicznej z mikroorganizmami zapewnia mieszanie materiału, w wyniku samonagrzewania, którego podczas procesu fermentacji ginie większość mikroorganizmów chorobotwórczych, jaj robaków i larw much.
Jak wynika z badań przeprowadzonych przez angielskich specjalistów, nt etap początkowy fermentacji następuje mineralizacja mieszaniny, o czym świadczy spadek całkowitej zawartości węgla materia organiczna i kwasy huminowe. Powstała biomasa charakteryzuje się wysokim stopniem polimeryzacji i charakteryzuje się znacznym (w porównaniu do gleby) stężeniem azotu. Podczas procesu fermentacji w biomasie zmniejsza się zawartość grup fenolowych, a wzrasta zawartość grup HOOC i C=0.
W wyniku zakończonego procesu fermentacji masa materiału biodegradowalnego zmniejsza się o połowę i otrzymuje się stały, ustabilizowany produkt.
Kompostowanie po usunięciu odpadów stałych rozwinęło się w praktyce światowej jako alternatywa dla spalania. Cel środowiskowy kompostowania można uznać za powrót części odpadów do naturalnego obiegu.
Kompostowanie odpadów stałych rozwijało się najintensywniej od końca lat 60. do początku lat 80., głównie w krajach Europa Zachodnia(Włochy, Francja, Holandia). W Niemczech szczyt budowy zakładów przypada na drugą połowę lat 80-tych (w 1985 r. na kompost przetworzono 3% odpadów stałych, w 1988 r. – około 5%). Zainteresowanie kompostowaniem wzrosło ponownie w połowie lat 90-tych, polegając na przetwarzaniu nie odpadów stałych, ale selektywnie zebranych odpadów spożywczych i roślinnych, a także odpadów z zespołów ogrodniczo-parkowych (termiczna obróbka tych odpadów jest utrudniona ze względu na duże wilgoć, a zasypanie wiąże się z niekontrolowanym powstawaniem filtratu i biogazu). W praktyce europejskiej do 2000 r. w ponad 100 zakładach (z czego 60 powstało w latach 1992-95) metodą fermentacji tlenowej przetwarzano rocznie około 4,5 mln ton odpadów rocznie.
W krajach WNP bezpośrednie kompostowanie wstępnych odpadów stałych prowadzi się w dziewięciu zakładach: w St. Petersburgu (pierwszy zakład w byłego ZSRR, zbudowany w 1971 r.; pod koniec 1994 roku oddano do użytku drugi zakład w Petersburgu), Niżny Nowogród, Mińsk i Mohylew, Taszkent, Ałma-Ata, Tbilisi i Baku (wszystkie zakłady zaprojektował Instytut Giprokomunstroy, Mohylew – Instytut Belkommunproekt). W 1998 roku uruchomiono zakład w Togliatti, w którym odbywała się wstępna, ale nieskuteczna sortowanie wdrożono Odpady stałe.
Należy zauważyć, że ze względu na niejednorodny skład odpadów bezpośrednie kompostowanie odpadów stałych jest niepraktyczne, ponieważ powstały kompost jest zanieczyszczony szkłem i metalami ciężkimi (te ostatnie, jak zauważono, znajdują się w niebezpiecznych odpadach z gospodarstw domowych - odpadach ogniw galwanicznych, świetlówki).
W pierwszych zmechanizowanych zakładach przemysłowych odpady stałe kompostowano najczęściej w pryzmach, okresowo poddając materiał przetrząsaniu.
Obecnie w przemyśle najczęściej spotykane są trzy metody fermentacji tlenowej:
- fermentacja (kompostowanie) w biodrach;
- kompostowanie tunelowe (fermentacja);
- fermentacja (kompostowanie) w zbiorniku.
W WNP od 1971 roku kompostowanie w biobębnach jest praktykowane wyłącznie (w trybie załadunku i rozładunku materiału prędkość obrotowa biobębna wynosi 1,5 min1, w pozostałym czasie 0,2 min1). W Rosji (zakład w Togliatti), w oparciu o piece cementowe, biodra produkowane są w dwóch rozmiarach - o długości 36 i 60 m; średnica bioder - 4 m.