Справочник строителя | Охрана окружающей среды
УДАЛЕНИЕ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
При решении вопроса термического обезвреживания бытового мусора возникает проблема. Его сжигают в таких же аппаратах, что и промышленные отходы, однако процесс протекает при более низких температурах, и отходящие дымовые газы не содержат агрессивных компонентов или их значительно меньше.
Котел-утилизатор с выработкой пара давлением 40 атм и температурой 390...400 °С позволяет использовать пар для выработки электроэнергии путем установки паровой турбины с противодавлением 6 атм, а также получить горячую воду для целей теплоснабжения близлежащей застройки.
Для термического обезвреживания жидких хлорорганических отходов предусматривается специальная установка, отличием которой является то, что вместо соляной товарной кислоты предусмотрено получение хлористого кальция.
Территория участка захоронения токсичных отходов делится на карты с учетом раздельного захоронения отходов различного класса опасности. Участок захоронения отходов, так же как и завод, должен быть расположен с учетом рельефа местности, исходя из возможности самотечного сбора дождевых, талых и дренажных вод. По периметру участка захоронения сооружают кольцевой канал для перехвата и отвода чистых дождевых и талых вод, поступающих с территории.
Все воды отводят в специально сооруженные контрольно-регулирующие емкости и в зависимости от их качества направляют в накопитель чистых вод (пруд сезонного регулирования), а в случае наличия загрязнений - на установку сжигания сточных вод.
Пруд сезонного регулирования, куда воды попадают после их отстоя, служит в качестве источника производственного водоснабжения.
Все карты должны иметь дренажные устройства, которые постоянно будут контролироваться через специальные колодцы, что позволит в случае обнаружения загрязнений в контрольно-регулирующих емкостях определить их конкретный источник.
На участке захоронения предусматриваются два вида карт:
железобетонные бункеры, предназначенные для захоронения особо опасных отходов (растворимые I и II классов опасности). Эти отходы должны захораниваться в металлических контейнерах;
емкости из асфальтополимербетонного экрана с покрытием битумно-латексной эмульсией для захоронения нерастворимых отходов II и III классов опасности и отходов других классов.
Принятые для полигона технические решения должны создать условия, полностью исключающие загрязнение водоемов. Фекальные сточные воды после их биологической очистки и специальной доочистки также должны сбрасываться в пруд сезонного регулирования.
Выполнение экрана карт из асфальтополимербетонного материала с покрытием битумно-латексной эмульсией с наличием дренажных систем и контролем за ними позволят надеяться на полное исключение загрязнения почвы и подземных вод.
Наиболее интересным в данном методе является простота оборудования, отсутствие выбросов, малые габариты установок, получение чистого стеклобоя.
Методы уничтожения и обезвреживания твердых бытовых отходов. Вредные свойства ТБО обусловлены содержанием в них органических веществ, в которых очень быстро возникают процессы разложения со всеми сопутствующими явлениями - развитием болезнетворных микроорганизмов, личинок мух и яиц гельминтов, что опасно для здоровья людей и животных. Поэтому ТБО необходимо в короткие нормативные сроки удалять и обезвреживать. В процессе переработки ТБО могут быть получены вещества с полезными свойствами. Из этого следует, что может быть налажена утилизация и повторное использование продуктов переработки ТБО.
Для обезвреживания и уничтожения ТБО используют следующие основные методы: биотермический метод (компостирование), сжигание и полигоны (свалки) для складирования, которые постепенно заменяются механическими методами обезвреживания.
Биотермический метод - метод ускоренного биологического получения компоста и биотоплива. Суть его состоит в том, что при достаточном доступе воздуха в компостируемой массе развиваются сапрофитные бактерии, которые разогревают ее до температуры 50...65 °С, губительной для болезнетворных микроорганизмов, развития мух и гельминтов. Для активной жизнедеятельности аэробной сапрофитной микрофлоры важно поддерживать влажность, рН среды, аэрацию разлагаемой массы и т.д.
Эти условия с наибольшим эффектом создаются на заводах для механизированного биотермического обезвреживания ТБО. Они отвечают все более возрастающим требованиям к охране окружающей среды, необходимым технологическим условиям биотермического компостирования и обезвреживания отходов.
Основным оборудованием мусороперерабатывающего завода является биотермическая емкость. Она представляет собой горизонтальный вращающийся барабан, в котором осуществляется обезвреживание и переработка отходов. Для улучшения условий компостирования в приемном бункере отходы проходят предварительную обработку: просеиваются, разделяются по крупности, измельчаются. Из них выделяются с помощью магнитной сепарации металлы. На последнем этапе проводится обработка компоста. В состав завода входит склад готовой продукции: площадка дозревания компоста.
Компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания, после гигиенической проверки может быть использован в сельском хозяйстве.
Существует также метод биоферментации, который позволяет получить компост в течение нескольких дней.
Сжигание ТБО. В современных условиях это основной термический метод уничтожения ТБО. Он позволяет значительно уменьшить объем ТБО, уничтожает антисанитарное состояние среды. Для этого метода предназначены мусоросжигательные заводы. При сжигании ТБО образуются двуокись углерода, пары воды и различные газообразные примеси, в том числе и токсичные. Несгоревшие компоненты (зола, сажа) составляют 3...6 %, твердый остаток (шлак) - 25...30% массы исходного материала.
Сложность термической обработки ТБО обусловлена тем, что они состоят из частиц разной величины, имеющих разную температуру сгорания и содержание влаги. Этот процесс связан с опасностью выбросов газов без соответствующей очистки. В дымовых газах могут содержаться мельчайшие недогоревшие частицы мусора (недожог), окись углерода, окись серы, сероводород, органические соединения (альдегиды, фенолы, эфиры, кислоты, углеводороды), хлористый водород.
Технологический процесс сжигания мусора на заводе основан на применении мусоросжигательных установок. Специфика их устройства состоит в том, что топочное пространство разжигается до 800 °С. Установка включает в себя топочное устройство, колосниковую решетку, систему шлакоудаления и другие устройства. Подача отходов в топку проводится механически через загрузочную воронку и подвижный толкатель. Колосниковая решетка способствует лучшему сгоранию отходов. Сжигание сопряжено с перемещением сжигаемых масс и аэрацией специальным поддувом воздуха по зонам горения.
Существует также метод использования валковых колосниковых решеток. В мусоросжигательной установке такого типа отходы подают на приемный валок колосниковой решетки, наклоненной под углом 25° к горизонтали, продвигаются по нему, подсушиваются и выгорают при 800...1000°С.
Для предотвращения повторного загрязнения окружающей среды на мусоросжигательных предприятиях должны быть установлены надежные системы очистки отходящих газов и электрофильтры, задерживающие золу.
В нашей стране еще в 1992 г. был разработан не имеющий аналогов в мировой практике процесс высокотемпературной переработки твердых отходов. Печь может работать практически на любом углеводородном топливе и плавить любые отходы, в том числе и черной металлургии. Мусороперерабатывающий завод, оборудованный такой печью, является экологически чистым без применения дорогостоящих фильтров, которые, однако, не очищают полностью выбросы в воздух.
Процесс сгорания отходов в печи отличается от традиционных методов более чистой технологией. Бытовые отходы загружаются с помощью толкателя. Они сбрасываются в шлаковую ванну печи, продуваемую кислородом. Здесь отходы погружаются в интенсивно перемешиваемый расплав. Температура его составляет 1450...1500 °С. Идет почти мгновенное разложение сложных полимерных веществ. Минеральная часть отходов растворяется в шлаке, металлические предметы расплавляются. Горючие газы дожигаются над ванной благодаря обогащенному кислородом дутью. Дымовые газы печи, таким образом, содержат в несколько раз меньше пыли, оксидов азота, серы.
После сжигания мусора на традиционно применяемых заводах, которые покупают за границей, остается пыль и зола. В них содержится большое количество токсичных соединений, представляющих опасность для окружающей среды. Количество их достигает 25 % массы перерабатываемых отходов, и они требуют захоронения на специальных полигонах. После работы печей остающийся шлак, металл и пыль гораздо менее токсичны. Шлак, выпускаемый из печи через сифон, подается на переработку. По своему составу он почти идеально подходит для производства строительных материалов, каменного литья, наполнителей для бетонов и минерального волокна. Получаемый металл близок по составу к чугуну, легированному медью, который сейчас используют для художественного декоративного литья решеток и ограждений. Пыль, выносимая с дымовыми газами, улавливается на разных ступенях очистки. Крупная пыль возвращается в печь, мелкая - представляет собой концентрат тяжелых металлов (цинка, свинца, кадмия, олова и др.), пригодный для извлечения на предприятиях цветной металлургии. И лишь около 5 % общей массы остается для захоронения.
Свалки и полигоны для складирования ТБО. Наиболее распространенный и традиционный метод удаления ТБО из городов - это вывоз их на свалки. Этот метод вреден для окружающей среды, так как он не предусматривает обеззараживания отходов. Раньше считалось, что этот «почвенный» метод безвреден, что почва уничтожает все отходы за счет ее способности к самоочищению, но этого на самом деле не происходит в связи с содержанием в ТБО неорганических веществ, слишком больших количествах отходов и малого слоя приходящейся на них почвы. Процесс полного разложения отходов после закрытия свалок продолжается до 100 лет. При этом загрязняется почва, подвергая санитарной опасности прилежащие районы на расстоянии более чем 1 км. Загрязняются поверхностные и грунтовые воды, которые по общему числу бактерий и других показателей становятся подобны сточным водам городской канализации. В местах свалок выделяются летучие вещества, углекислый газ, метан, водород, аммиак, сероводород, углерод и т.д. Опасна для окружающих территорий выделяющаяся пыль.
Учитывая перечисленное, предусмотрено строгое регламентирование территорий для расположения свалок (полигонов). Размещение свалок разрешается только с подветренной стороны, принимая во внимание розу ветров за самый жаркий месяц года. Не рекомендуется размещать свалки на местности с сильными ветрами или безветренной. Требуется соблюдать основные технологические принципы эксплуатации свалок: уплотнение отходов, ежедневное укрывание отходов изолирующим материалом. Традиционное функционирование свалок - это укладка отходов слоями 1,5...2 м, прикатывание трактором и присыпка изолирующим слоем земли. Складирование спрессованного мусора замедляет процесс его уничтожения. Территория свалок должна быть гидроизо-лирована и удалена от населенных пунктов в соответствии с действующими нормативами.
Метод пиролиза ТБО состоит в том, что в результате нагрева отходов в бескислородной среде происходит химическое разложение содержащегося в них органического вещества с образованием пара, жидкой фракции (масел, смол) и газа с выделением твердого остатка углерода. Температура в разных схемах этого процесса колеблется от 500...650 до 1650 °С. Для пиролиза требуется предварительная подготовка - измельчение и сортировка отходов. Установки, использующие этот процесс, называемые реакторами, имеют преимущество перед мусоросжигательными заводами - они не включают в себя движущиеся части. Но этот процесс требует значительных затрат и поэтому пока не выгоден.
Для утилизации отходов и сокращения их количества становится актуальным предварительная их сортировка, в том числе населением, для чего необходимы отдельные контейнеры для стекла, металла, текстиля, макулатуры и др. (это весьма распространено в странах Европы). Для отбора из ТБО тех составляющих, которые могут быть повторно использованы (утильных фракций), во многих прогрессивных странах созданы технологические линии. Установка конвейерного типа проводит последовательное измельчение отходов и сортировку. В ней отделяются черный металл алюминий, немагнитные металлы, стекло, незагрязненная бумага, песок, пищевые отходы и т.д. Такие перерабатывающие станции работают и в нашей стране.
Совместное сжигание ТБО и осадка сточных вод позволяет высушивать последний за счет тепла от сжигания ТБО. После этого осадок сточных вод сжигается совместно с городскими отходами, что возможно по сходству их топливных характеристик. Эта технология считается прогрессивной потому, что экономится территория, на одной площадке можно сооружать установки по очистке вод и сжиганию ТБО.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
