ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 4625
Скачиваний: 1
161
компостирование с получением азотного удобрения или
биотоплива;
сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;
ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков;
предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных
компонентов из отходов;
пиролиз ТБО – высокотемпературный (около 1700 °С) нагрев без
доступа воздуха.
Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» в ст. 12
установил требования к объектам размещения отходов. Создание таких
объектов
–
специально
оборудованных
сооружений
(полигонов,
шламохранилищ, отвалов горных пород и др.), допускается на основании
разрешений, выданных специально уполномоченными Федеральными
органами исполнительной власти. При этом определение места
строительства объектов размещения отходов осуществляется на основе
геологических, гидрогеологических и иных исследований и при наличии
положительного заключения государственной экологической экспертизы.
В целях снижения загрязнения окружающей природной среды вместо
неконтролируемых свалок строят полигоны для твердых отходов, которые
эксплуатируются во многих городах России. Для них обычно выбирают
место в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение
20 – 25 лет и более. Основание выбранной площадки делают в виде большого
корыта глубиной 1,5 м и более для скапливания в нем фильтрата. Если
глинистого грунта нет и основание для полигона приходится делать в
водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины
толщиной 0,5 м.
В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и
уплотняют бульдозерами послойно до двухметровой высоты. На следующий
день отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают
изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. Такая изоляция и
последующее уплотнение грунта препятствуют загрязнению воздушной
среды, а также распространению насекомых и грызунов.
В целях снижения площади полигон загружают послойно до высоты
60 м и более. После заполнения полигона поверхность последнего
покрывают растительным грунтом.
Для размещения полигонов ТБО часто используют овраги и другие
неудобные для сельского хозяйства земли. После полной загрузки полигона и
покрытия растительным грунтом поверхность его можно использовать для
устройства парков, садов, игровых площадок и других целей.
Рассмотрим проблемы, связанные с захоронением ТБО в так
называемых могильниках. В их число входят: вымывание веществ и
загрязнение грунтовых вод; образование метана; просадка грунта.
Наиболее серьезной из перечисленных является первая проблема. По
мере просачивания воды сквозь любой материал в ней растворяются и с ней
162
выносятся различные химические вещества. Такая вода, проходя через
отходы, образует особенно ядовитый фильтрат: в нем наряду с остатками
разлагающейся органики присутствуют железо, ртуть, свинец, цинк и другие
металлы из ржавых консервных банок, негодных батареек и
электроприборов, а также красители, пестициды, моющие средства и другие
химикаты. Этот ядовитый раствор поступает в подземные водоносные
горизонты, и оттуда вредные вещества могут попасть и в питьевые воды.
Образование метана – это вторая проблема. Так как у захороненного
мусора практически нет доступа к кислороду, его разложение идет
анаэробно, при этом образуется легковоспламеняющийся метан. Он может
распространяться в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий,
накапливаться там и взрываться при искрении или зажигании. Кроме того,
метан способен распространяться вверх, при этом отравляя корни и губя
растительность, а также вызывая эрозию почвы. В ряде городов указанную
проблему решают путем устройства на месте свалок «газовых скважин»,
перехватывающих образующийся метан, который можно впоследствии
использовать как топливо или для других целей.
Наконец с течением времени по мере разложения отходы проседают.
При этом образуются неглубокие впадины, в них скапливается вода и весь
участок впоследствии превращается в болото с ядовитой водой.
Для периодического контроля за качеством грунтовых вод по
периметру свалки устраиваются так называемые мониторинговые колодцы.
6 Компостирование твердых отходов. Сжигание твердых отходов.
Получение биогаза
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 другое. 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
0
С, при которой
погибают микробы и семена сорных растений. Ныне признается, что
компостирование – вполне рациональный способ ликвидации определенных
163
отходов, почти не оказывающий вредного воздействия на окружающую
среду. Однако при переработке отходов, содержащих металлы, последние
могут накапливаться в компосте в больших количествах. Во избежание
загрязнения компоста тяжелыми металлами последние стараются
заблаговременно удалить.
В настоящее время наиболее совершенным считается непрерывный
процесс компостирования с аэробным окислением органических отходов во
вращающемся
наклонном
барабане.
Туда
поступает
частично
освобожденный (при помощи магнитов или вручную) от металлического
лома мусор. Для его окисления в барабан вентилятором подается горячий
воздух. Отходы находятся в барабане около трех суток. Процесс протекает с
выделением тепла, вследствие чего компостируемая масса обезвреживается,
а бумажная масса и пищевые отходы измельчаются в частицы размером 1 –
2 мм. После дополнительной сепарации металла мусор попадает на грохот
для отделения некомпостируемых отходов: резины, кожи, дерева, цветного
металла и полимерных металлов. Далее компостируемый материал из
грохота поступает в измельчитель, после чего компост может быть
использован в сельском хозяйстве.
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.
Однако при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием
компонентов образуется огромное количество вредных продуктов,
содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, синильная
кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с
непредсказуемыми свойствами.
Получение биогаза. Такие органические отходы, как навоз, остатки
ботвы, сорняки, опилки и многие другие, могут стать источником дешевой и
возобновляемой энергии. Для этого необходимо получить так называемый
биогаз.
Биогаз производят способом, который называют «метановым
сбраживанием» в анаэробных условиях, то есть без доступа воздуха. Этот
процесс осуществляется в результате жизнедеятельности двух групп
микроорганизмов, которые действуют в два этапа. Вначале в работу
включаются кислотообразующие бактерии, расщепляющие сложные
органические вещества (белки, жиры и углеводы, содержащиеся в отходах)
до более простых. Вследствие их деятельности образуются так называемые
первичные продукты брожения – жирные кислоты, спирты, водород, оксид
углерода и ряд других веществ. Они служат источником питания для другой
группы микробов – метанообразующих бактерий, вступающих в «работу» на
второй стадии. Бактерии из этой группы превращают продукты, которые
164
образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода и небольшое
количество других соединений.
С целью создания надлежащих условий жизнедеятельности бактерий
строят специальные бродильные камеры – биореакторы. В них
поддерживают определенный температурный режим, давление, кислотность
среды, а также следят за тем, чтобы в реактор не поступал кислород из
атмосферы.
Получение биогаза из органических отходов привлекает внимание в
связи с энергетическим кризисом. Перспективно получение биогаза при
переработке животноводческих стоков.
7 Вторичное сырье. Методы переработки вторичного сырья.
Организация безотходных (малоотходных) производств
Отходы производства и потребления – это остатки сырья, материалов,
полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе
производства и потребления, а также продукции, которая утратила свои
потребительские свойства. При этом вредные отходы должны подвергаться
нейтрализации, а неиспользуемые считаются отбросами.
С точки зрения эколога отходы производства – это материальные и
энергетические загрязнения биосферы, которые можно разделить на три
группы, в зависимости от характера их воздействия на биоту:
группа
– вещества (индивидуальные или смеси), не
утилизируемые живыми организмами, вызывающие их угнетение и гибель
при любых, даже очень малых, концентрациях в природных средах
(токсичные отходы, ксенобиотики);
группа
– вещества, частично утилизируемые живыми
организмами биосферы в определенном интервале концентраций, но
вызывающие угнетение и гибель организмов вне этого интервала
концентраций (условно нетоксичные отходы);
группа
– энергетические отходы, вызывающие изменение
физических
параметров
среды
обитания
или
непосредственно
воздействующие на живые организмы.
Применение традиционных технологий переработки сырья, в
результате которых образуются разнообразные отходы, предусматривающих
последующие очистку отходящих газов и сточных вод и утилизацию твердых
отходов, крайне неэффективно не только с точки зрения экологии, но и
экономики. Очистные сооружения очень дороги, их работа требует огромных
затрат энергии и реагентов. На некоторых производствах последние
достигают 20 – 40 % суммарных капиталовложений, а расходы на
обезвреживание и переработку отходов составляют 8 – 10 % стоимости
производимой продукции.
165
Отсюда вытекает необходимость реализации принципиально нового
подхода к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший
не совсем правильное название «безотходная технология», основой которого
является цикличность материальных потоков.
Безотходная технология – это такой способ производства продукции,
при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье и
энергия в цикле сырьевые ресурсы, производство, потребление и вторичные
сырьевые ресурсы. Таким образом, любое воздействие на окружающую
среду не нарушает ее нормального функционирования.
Действительно, в природных условиях отходы жизнедеятельности
одних организмов используются другими, и в целом осуществляется
биохимический круговорот веществ.
Концепция
безотходного
производства
включает
несколько
положений.
Во-первых, ресурсы необходимо использовать в таком цикле, который
включал бы не только сферу промышленного производства, но и сферу
потребления. Замкнутым такой цикл может быть только на уровне
промышленного региона или территориально-производственного комплекса.
Следовательно, необходимо в рамках этого региона или комплекса найти
потребителей отходов, производимых предприятиями. Во-вторых, должно
быть обязательное использование в производстве всех компонентов сырья и
сведение до минимума нерациональных энергозатрат. В-третьих, составной
частью концепции безотходного производства является сохранение
сложившегося экологического равновесия, иначе говоря, сохранение
нормального функционирования окружающей природной среды, при
котором оно не оказывает отрицательного воздействия на среду обитания
человека, его здоровье. Напомним при этом, что критерием качества
окружающей среды ныне являются предельно-допустимые концентрации
(ПДК) и рассчитанные на их основе предельно-допустимые выбросы (ПДВ) и
сбросы (ПДС).
Таким образом, понятие «безотходная технология» есть не только
чисто технологический процесс, в широком смысле это и совокупность
организационных и управленческих мероприятий, проектных и научно-
исследовательских работ. Оно обязательно должно охватывать и сферу
потребления продукции, которая после утраты своих потребительских
свойств (например, изношенные автопокрышки) могла бы быть возвращена в
производство или, в крайнем случае, переведена в экологически безопасную
форму.
Вполне очевидно, что создание безотходных производств – длительный
и дорогостоящий процесс. Поэтому в качестве промежуточного этапа
выступает малоотходное производство, при котором его отрицательное
воздействие на природную среду не выходит за уровень, допускаемый
санитарно-гигиеническими
нормами.
При
этом
если
образуются