Класифікація міських відходів. Методи їх переробки та утилізації

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І  НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний університет  «Львівська політехніка»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

з дисципліни: «Екологія»

на тему:

«Класифікація міських відходів. Методи їх переробки та утилізації»

 

 

 

 

 

 

Виконала:

ст. гр. МЕ-33

Перевірила:

Сабадаш В.В.

 

 

 

 

 

 

ЛЬВІВ-2012

ЗМІСТ

 

Вступ…………………………………………………………………………….3

Класифікація міських  відходів………………………………………………...4

Методи переробки та утилізації міських відходів………………………..….6

Висновок……………………………………………………………………….16

Список використаної літератури…………………………………………….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Ознакою стійкої екологічної системи  є стабільність певних характеристик. Так, наприклад, екологічно стійка система  Земля має постійну масу і постійну середню температуру.

Під екологічною катастрофою слід розуміти перехід системи з одного стійкого стану в інший. Наприклад, підвищення середньої температури  Землі може привести до танення полярних льодів, опустелювання грунтів, вимирання певних видів флори і фауни, може бути, навіть до загибелі людства. Тим не менше Земля як елемент Сонячної системи швидше за все залишиться такою стабільною, як і раніше. Екологічні катастрофи можуть мати різні рівні - від локальних (загибель лісу, осушення моря і т. д.) до глобальних (в масштабах Землі, Сонячної системи, Галактики і навіть Всесвіту).

Людство в процесі життєдіяльності  безумовно впливає на різні екологічні системи. Прикладами таких, найчастіше небезпечних, впливів є осушення боліт, вирубання лісів, знищення озонового  шару, поворот течії річок, скидання відходів в навколишнє середовище. Цим самим людина руйнує сформовані зв'язки в стійкої системи, що може призвести до її дестабілізації, тобто  до екологічної катастрофи.

Нижче ми розглянемо одну із проблем  впливу людини на навколишнє середовище - проблему міських відходів.

 

 

 

 

 

 

 

 

Класифікація  міських відходів

 

За фізичним станом міські відходи поділяють на рідкі, тверді та газоподібні.

Рідкі відходи поділяються за місцем їх виникнення (утворювання) на  побутові (нечистоти, помиї, стічні води) та промислові (рідини, суспензії, стічні води з промисловими домішками та інші).

Відведення (видалення) та знешкодження рідких побутових відходів здійснюється за системою водовідведення міста.

Тверді відходи класифікують за місцем їх походження наступним чином:

• побутові відходи жилих будівель – харчові відходи, кімнатний та дворовий зміт (сміття, яке змітають), скло, шкіра, резина, папір, метал, ганчір’я, відходи від текучого ремонту квартир, зола, шлак від опалювальних пристроїв, при місцевому опалюванні, великі предмети домашнього обіходу (старі меблі та ін.);
• побутові відходи установ адміністративного та громадського призначення – переважно папір, текстиль, деревина, скло, кімнатний зміт (сміття, яке змітають);
• відходи побутових підприємств та установ культурно-побутового призначення - переважно папір, тара і матеріал, призначений для пакування;
• відходи установ громадського харчування – переважно харчові відходи, папір, кістки, скло, зміт;
• відходи ринків очистки від овочів, солома, відходи тваринного походження, гній, матеріали, призначені для пакування, зміт;
• відходи лікувальних та санітарно-епідеміологічних закладів – переважно перев’язочний матеріал, харчові відходи, скло, кімнатний зміт, частково предмети побутового сміття;
• відходи, які утворюються на міських територіях загального використання, - зміт з проїжджої частини і тротуарів, вулиць, майданів і площ, з територій зелених насаджень і спортивних комплексів (продукти руйнування і стирання дорожніх покриттів, пил і земля, речі, викинуті перехожими, опале листя, відходи з урн, осад з водостічних колодязів);
• промислові відходи ( відходи промислових підприємств, специфічні відходи, відходи домових, квартальних і районних котелень) – деревина, папір, текстильні відходи, шкіра, резина, гіпс, солі, шлаки, зола, формовочна земля, метал, відходи тваринного походження;
• будівельне сміття – відходи будівельних конструкцій при новому будівництві та  капітальному ремонті будівель та споруд.

До газоподібних відходів, забруднюючих повітряний басейн міст та інших населених пунктів, відносяться пило- і газоподібні продукти згорання палив і відвідні продукти газів промислових підприємств, пилоподібні продукти стирання покриттів і ґрунтів, газоподібні продукти розкладання і зруйнування твердих і рідких відходів. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методи переробки та утилізації міських відходів

 

Проблема утилізації відходів з кожним роком стає все актуальнішою. За оцінками експертів тепер на звалища  більше потрапляє пластмаси, ніж  скла, металу і деревини. Полімери становлять близько 20% з прогресуючим зростанням до 30% від загальної маси комунальних  відходів країни. Відходи з полімеру складають одну з основних проблем  забруднення навколишнього середовища нашої країни.

Проблема відходів має  високу гостроту через низьку швидкість  їхнього розкладення. Папір руйнується через 2 — 10 років, консервні банки  майже за 100 років, поліетиленові  матеріали — за 200 років, пластмаса  — за 500 років, а скло для повного  розкладу вимагає 1000 років.

Захоронення або вивіз  на смітник мало придатні для утилізації відходів полімерних матеріалів. Це обумовлено тим, що їх об’єм не змінюється з  часом. Відповідно площі, зайняті під  смітники, повинні безперервно збільшуватися, це призводить до виведення з господарського обороту значних територій, довгостроковим забрудненням навколишнього середовища і не раціонально з енергетичної точки зору. Однак цей метод  і сьогодні широко застосовується в  Україні.

Створення біо-, фото- і водорозкладуваних полімерів спочатку розглядалось як один із оптимальних шляхів вирішення проблеми утилізації відходів. Фотодеструктуючі полімери одержують введенням в полімер УФ-сенсибілізаторів або синтезом сополімерів, які мають світлочутливі групи, або нанесенням покрить з фотоактивуючими добавками на поверхню виробів. Сенсибілізаторами частіше всього служать похідні антрахінону, бензофенону інших ароматичних кетонів та альдегідів.

При введенні світлочутливих функціональних груп в основний ланцюг полімеру фізико-механічні характеристики матеріалу не змінюються. Поглинання УФ-променів цими групами обумовлює наступну деструкцію матеріалу. Швидкість фотодеструкції визначається інтенсивністю опромінення, вмістом "активних" груп, фізичними і хімічними властивостями матеріалу. Можна одержати фотодеструктуючі полістирол (ПС) і полівінілацетат шляхом введення в них макромолекул світлочутливих карбонільних груп і створити фотодеструктуючі композиції на основі ПС і сополімерів стірола з мономерами, що мають кетонні групи.

Ця мета досягається сополімеризацією стиролу з акролеіном [2].

Існують біополімери, здатні розкладатися під дією мікроорганізмів. Основними напрямками роботи на сьогодні є:

• одержання полімерів  визначеної структури, що піддаються дії  мікроорганізмів;

• розробка композицій на основі звичайних полімерів із специфічними добавками, що є джерелом живлення мікроорганізмів;

• створення полімерів, які  починають розкладатися під дією УФ-світла, а закінчують під дією мікроорганізмів.

Відомі різні способи  одержання водорозчинних полімерних матеріалів. Так, з оксіпропілцелюлози можуть бути виготовлені водорозчинні листові та плівкові матеріали, тара та упаковка. Водорозчинні мішки для сільського господарства і служби побуту одержують, вводячи у полімерні композиції модифікований крохмаль. Однак під час виробництва полімерів, що розкладаються, витрати, як правило, вищі, ніж при виробництві звичайних пластичних мас. Фоторозкладувальні полімери, що застосовуються як пакувальні матеріали, не захищають складові упаковки від дії УФ-світла. Токсичність продуктів розкладання таких матеріалів вивчена недостатньо, оскільки для цього потрібні спеціальні токсикологічні дослідження.

Спалення відходів супроводжується  забрудненням атмосфери отруйними  газами, характеризується високою температурою, необхідністю відводу великої кількості  тепла і сильною корозією технологічного обладнання. За наявності у відходах значної кількості полівінілхлориду (ПВХ) на стінках печей може з’явитися суцільний шар хлоридів заліза, на якому за температури 650-780°С можливе утворення сульфіду заліза. Дослідження показали, що під час спалювання сміття, яке містить до 6% пластичних мас (поліолефінів, ПВХ, ПС), в спеціальних інсеніраторах не спостерігається підвищення димоутворення, посилення запахів і засмічення обладнання.

Для забезпечення спалювання відходів полімерів з мінімальним  забрудненням повітря розроблені спеціальні системи газоочищення, методи попередньої  обробки відходів (наприклад, лужним розчином), створені установки різних типів — ротаційні та подові печі, печі з гоокнім полум’ям і печі для спалювання в псевдозрідженому шарі. В більшості країн пластичні маси спалюють разом з іншими твердими відходами, на приклад в Японії функціонують спеціальні інсеніратори матеріалів. Попіл, що утворюється під час спалювання, використовують як добавку при виробництві будівельних матеріалів, дорожнього покриття .

Полімерні матеріали характеризуються високою теплотворною здатністю (у  два-три рази вищою, ніж у текстилю і паперу). Тому теплову енергію  спалювальних відходів можна ефективно використовувати для одержання пару високого тиску, гарячої води як енергоносія для газових турбін, додаткового палива.

Не дивлячись на успішне  рішення ряду технічних питань, спалювання, як спосіб утилізації відходів, не економічне і мало ефективне. Навіть при максимально  повному використанні всіх його можливостей  вдається компенсувати лише частину  експлуатаційних витрат.

Таким чином, розглянуті методи не забезпечують ефективного вирішення  проблеми використання відходів полімерів. Тому в останні роки намітились тенденції  утилізації відходів шляхом регенерації, повторної переробки, одержання  композиційних матеріалів, піролізу.

Термічні методи утилізації відходів. До прогресивних способів утилізації відходів полімерів відносяться термічний і каталітичний піроліз за температури 500-1000°С в безкисневому середовищі або в середовищі з нестачею кисню. Він дозволяє одержувати безсіркові види палива та вуглеводи. Витрати на переробку скупляються за рахунок реалізації продуктів, що утворюються. В результаті термічної дії молекули полімерів розпадаються з утворенням низькомолекулярних продуктів, вихід і характеристики яких залежать від умов проведення процесу, природи і хімічного складу вихідних компонентів.

На практиці існують і  апробуються такі технології переробки  компонентів, що містяться у відходах:

1. Скло і вироби з  нього йдуть на виробництво  піноскла, що є в наш час  найбільш перспективним матеріалом  теплоізоляції − екологічно чистим  і цілком негорючим, який має  високий ступінь акустичної ізоляції. Такий матеріал призначений для  будівництва житла і об'єктів  нежилого фонду, відповідає світовим  нормам, що висуваються до будівельних  об'єктів з теплоенергозбереження. Цей матеріал перевершує всі вживані матеріали за сукупністю таких параметрів як:

- міцність на стиск  4 − 6 кг/см2

проти 0,5 − 2 кг/см2;

- максимальна температура  застосування 450°С проти 100- 200°С;

- займистість − є абсолютно  незаймистим в порівнянні з  такими матеріалами як пінопласт  або плити з мінеральної вати;

- екологічна нешкідливість  та ін.

Потужність виробництва  до 30000 м3/рік.

2. Дерево і вироби з  нього, проходячи через дробарки (низку дробарок), подрібнюється  до дрібної однорідної маси  і складуються на відкритому  підготовленому просторі, де зберігаються  протягом від 3-х місяців до 1 року аж до отримання висококласного  добрива (компосту), що йде на  потреби міського господарства.

3. Відходи полімерної  продукції використовуються як  в'яжуче для виготовлення термопластбетонної черепиці. Ця черепиця, складовими якої є пісок, фарбник, відходи полімерної продукції, є міцним, екологічно чистим, стійким до різних кліматичних умов матеріалом. Має малу питому вагу, велику довговічність, широку колірну гаму і прекрасний зовнішній вигляд.