Обезвреживание и переработка твердых бытовых отходов

3. Обезвреживание и переработка твердых бытовых отходов

 

3.1. Общие понятие полигон ТБО

 

Полигон ТБО представляет собой земляное сооружение, которое проектируется для охраны окружающей среды с учетом возможности максимального использования самих свойств отходов и преимуществ отведённого участка. Складирование на полигоне сегодня является самым распространённым методом захоронения твёрдых бытовых отходов в мире, что доказывает проведенный недавно учеными в 20 странах мира анализ обращения с ТБО [9].

Каждый полигон имеет свои собственные особенности проектирования, которые напрямую зависят от специфики местных условий. Сегодня в мире не существует типовых проектов полигонов, поскольку каждый из них является уникальным, а можно типизировать только лишь решение отдельных конструкционных узлов и технологических приёмов.

Поэтому совершенно различны и площадки, используемые для складирования ТБО – полигон твердых бытовых отходов может быть расположен в овраге, на плоском рельефе, либо в выработанном карьере. Само собой, в виду необходимости индивидуального подхода к каждому полигону, созданием практика полигона ТБО должны заниматься только специализированные организации.

Основной целью проектирования полигона ТБО является защита окружающей среды от загрязнения продуктами разложения мусора при максимально экономном использовании отведённых для складирования площадей. Эта цель достигается следующими методами:

• изоляцией отходов, обеспечивающей полную санитарно-эпидемиологическую безопасность населения, которое проживает за пределами санитарно-защитной зоны, и безопасность обслуживающего полигон отходов персонала.
• обеспечением статической устойчивости складируемых на полигоне отходов с учётом динамики газовыделения, гидрологических условий и уплотнения мусора.
• возможностью дальнейшего использования земельного участка после того, как полигон будет закрыт [9].

Требования к полигонам ТБО

Поскольку сооружения является источником потенциальной опасности, предъявляются следующие требования к полигонам ТБО:

1. Иметь противофильтрационный экран и дренажную систему, препятствующую попаданию фильтрата, в водоносные горизонты. А так же защищать саму основу от размытия грунтовыми водами.
2. Исключить возможность попадания воздуха с поверхности полигона на территорию ближайших населённых пунктов [14].

 

2. Обезвреживание и переработка отходов в Республике Бурятия

 

На территории Республики Бурятия в настоящее время 11 организаций, осуществляющих деятельность по сбору, транспортировке, использованию и переработке отходов:

- обезвреживание отработанных  люминесцентных ламп (ОАО «Улан-Удэнский авиационный завод», ИП Тонконогов Д.С.);

- обезвреживание нефтесодержащих  масел (ООО «Центр инженерных  работ «ВКТ»);

- переработка пластика (ИП  Тонконогов Д.С.);

- переработка изношенных  шин (ООО «Байкалполимер»);

- прием и переработка  макулатуры (ОАО «Селенгинский ЦКК»);

- утилизация старых автомобилей (ООО «Автобаза спецмашин);

 

Однако деятельности данных организаций недостаточно для решения проблемы утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов в муниципальных образованиях Республики Бурятия.

Для решения данной проблемы на региональном уровне осуществлено строительство производственных комплексов по переработке твердых бытовых отходов, которое включает мусоросортировочные станции, полигоны захоронения твердых бытовых отходов, комплексы по переработке твердых бытовых отходов.

Строительство мусороперерабатывающего комплекса в Республике Бурятия предусматривало поэтапное вовлечение твердых бытовых отходов в хозяйственный оборот:

1 этап - создание системы  раздельного сбора, сортировки и  переработки отходов. В результате вовлечения в переработку 27% ТБО.

2 этап - создание объектов  получения энергии и топлива  из отходов и увеличение доли  перерабатываемых ТБО.

Также на территории г. Улан-Удэ построены:

- мусоросортировочная станция N 1 мощностью 80 тыс. т/год и первая очередь полигона мощностью 43,8 тыс. т введены в эксплуатацию в 2007 году, что позволило закрыть единственную санкционированную свалку в районе пос. Стеклозавод и в значительной степени улучшило экологическую обстановку в поселке и городе;

- мусоросортировочной станции N 2;

- комплекс по переработке  изношенных автопокрышек производительностью 2,5 т/час;

- установка термической переработки медицинских отходов, включая трупы животных, производительностью 200 кг/час.

В целях обеспечения экологической безопасности, совершенствования и модернизации процесса сбора, утилизации и переработки отходов, осуществления мероприятий, реализации проектов в области охраны окружающей среды и экологической безопасности создано открытое акционерное общество «Республиканский мусороперерабатывающий завод», деятельностью которого является:

- захоронение твердых  бытовых отходов, образующихся на территории городского округа «г. Улан-Удэ», близлежащих населенных пунктов Иволгинского и Тарбагатайского районов;

- утилизация и переработка  твердых бытовых отходов на  территории нескольких муниципальных районов, как Иволгинский, Тарбагатайский, Кабанский, Баргузинский, Заиграевский, Прибайкальский, и городского округа «г. Улан-Удэ» [12].

Также на территории республики Бурятия запущен новый завод по производству паллет в г. Новоильинск производственная мощность составляет 7,2 тыс. тонн в год. Паллеты получают из древесных отходов: коры, опилок, щепы и других отходов лесозаготовки. Готовая продукция представляет собой прессованные гранулы стандартного размера [13].

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Плазменная переработка мусора

 

Общие сведения

Процесс плазменной газификации (высокотемпературный пиролиз или газификация мусора) считается очень перспективным и экономически выгодным, так как перерабатывает различные типы отходов (кроме ядерных) в энергию и ценные продукты для вторичного использования. Причем отходы могут перерабатываться без предварительной сортировки. Автоматизация процесса переработки удерживает под контролем выработку синез-газа, контролируя сотни параметров комплекса.

Плазма - это тепловая энергия с очень высокой температурой. Создается плазма при помощи систем газовых горелок. Вначале создается электрическая дуга, подобная молнии, через которую пропускается воздух для образования плазмы. Плазма с температурой около 5000 0С сдерживается и направляется в газификатор.

Плазменный газификатор - это камера, из которой вытесняется кислород, нагреваемая до крайне высоких температур, достигаемых при помощи плазмы. Так как среда внутри такой камеры лишена кислорода, обрабатываемый в газификаторе исходный материал не воспламеняется.  Вместо этого, тепло разлагает исходный материал на такие элементы, как водород, оксид углерода и воду. Образуемый в результате газ называется «синтез газ».

Большинство типов исходных материалов, включают твердые бытовые отходы, содержащие как органические, так и неорганические компоненты. Органические компоненты преобразуются в синтез газ. Неорганические такие как стекло, металл и бетон плавятся внутри реактора и вытекают из его нижней части в качестве нетоксичного остеклованного жидкого шлака, который можно безопасно использовать как композитный материал [15].

Рисунок 2. Плазменный газификатор.

Тепло от систем плазменных горелок и относительно длительное время пребывания в газификаторе обеспечивают полное разложение исходного материала и позволяют выполнять обработку исходных материалов с большим количеством влаги и отходы таких как стекло и металл.

Образуемый в газификаторе синтетический газ содержащий твердые частицы, серу, ртуть и другие тяжелые металлы, проходит процесс очистки, что позволяет сделать его пригодным для преобразования в другие формы энергии, включая электроэнергию, теплоэнергию и топливо.

Плазменная технология используется в таких странах как Япония, Англия, США, Китай и Индия.

Пример завод в Японии Mihama-Mikata перерабатывает 20 тонн ТБО в день из городов Михама и Миката. Он также перерабатывает 4 тонны шлама сточных вод в день. Синтетический газ используется для выработки теплоэнергии, которая затем используется для осушения шлама сточных вод с целью последующей газификации.

Весь получаемый шлак на заводе используется преимущественно в качестве композитного материала для строительства бетонных блоков или камня для мощения [15].

Обзор завода

ТБО, сыпучие отходы и коксовый шлак доставляются на приемный пункт завода. Исходный материал в заданных объёмах выгружается на конвеер общей подачи, который осуществляет транспортировку исходного материала к газификатору. Обьект включает один постоянно действующий плазменный газификатор. Внутри газификатора загружаемый материал преобразуется в синтетический газ. Синтетический газ частично охлаждается распыленной водой в верхней части газификатора через два потрубка.

Металлические и зольные компоненты исходного материала образуют расплавленный шлак, который вытекает через выпускные отверстия в нижней части газификатора. На выходе из газификатора шлак закаливается и гранулируется. Полученные остеклованные гранулы переправляютсяи погружаются в транспорт для вывоза.

Синтетический газ охлаждается в протравочной системе охлаждения с трубкой Вентури и системе газоочистки. Охлажденный синтетический газ проходит ряд процессов очистки с целью удаления твердых частиц хлора, серы и ртути. Промежуточные фазы сжатия и охлаждения позволяют из газа влагу.

Затем очищенный синтетический газ сжимается в многофазном компрессоре и подается в газовую турбину для производства электроэнергии. Тепловой поток от отработанного газа из турбины восстанавливается теплоутилизационным парогенератором. Пар и парогенератора накапливается и подается в многофазную паровую турбину для выработки электроэнергии.

 

Рисунок 3. Технологическая блок-схема процессов завода.

 

Пример потребляемых и конечных продуктов завода

На рис.4. приводится пример потребляемых и конечных продуктов завода перерабатывающего ТБО, с производственными объемами 1000 т/г.

Как показано на рис.4. завод перерабатывающий 1000 тонн ТБО в день, будет производить примерно 49 МВт электроэнергии. Он также будет производить примерно 250 тонн шлака. Дополнительно получаемые 20 тонн грубых примесей в день можно снова переработать в газификаторе. Оставшиеся 20 тонн мелких твердых примесей в день включающие такие элементы как кадмий и ртуть необходимо надлежащим образом утилизировать. Завод перерабатывая 1000 тонн ТБО в день, производит отходы требующие долгосрочной утилизации в объёме всего 20 т/д. остальные 980 т/д перерабатываются в электричество полезные продукты [15].

 

 

 

 

 

Заключение

 

Одной из важнейших экологических проблем территорий населенных пунктов является причинение ущерба окружающей среде в результате накопления отходов производства и потребления.

Основными причинами загрязнения территории жилой застройки являются возникновение санкционированных свалок, отсутствие у населения частного сектора договоров на вывоз бытовых отходов, дефицит специализированных транспортных средств и контейнеров для сбора бытовых отходов, несоблюдение графиков вывоза бытовых отходов, отсутствие селективного сбора отходов от населения.

В данной курсовой работе изучены общие сведения об отходах и их классификации, рассмотрены бытовые свалки республики Бурятия и методы их обезвреживания и переработки.

Приведен пример утилизации отходов зарубежных стран, специализирующийся на сокращение захоронений отходов, а так же создании лидирующей технологической платформы для преобразования мировых отходов в чистую энергию с заботой о здоровье планеты.

Технология плазменной газификации — пока единственное разумное решение на пути утилизации отходов. Явным преимуществом высокотемпературного пиролиза является то, что данная методика дает возможность экологически чисто и относительно просто с технической стороны перерабатывать и уничтожать самые различные бытовые отходы. И само собой, использование данной методики сегодня более выгодно с экономической точки зрения, чем применение других, более устаревших методик.

Постройка завод по переработке ТБО с технологией плазменной газификации на территории Республики Бурятия может решить ряд проблем связанных с загрязнением территории вблизи населенных пунктов, так же вблизи озера Байкал и  сократит заполняемость полигонов ТБО.

Список используемой литературы

 

1. Переработка отходов производства и потребления: Справочное издани е/Под ред. докт. техн. наук, проф. Б. Б. Бобовича. -М.: "Интермет Инжиниринг", 2000. -496с.
2. Отходы производства и потребления: учебно-методическое пособие / сост. С.Ю. Огородникова. – Киров: ООО «Типография «Старая Вятка», 2012. – 94 с.
3. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» № 89 от 4.06.1998 г.
4. Санитарно-эпидемиологические требования к обращению с медицинскими отходами СанПиН 2.1.7.2790-10
5. Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» № 170 от 21.11.1995 г.
6. Ветеринарно-санитарные правила сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов (в ред. Приказа Минсельхоза РФ от 16.08.2007 N 400,с изм., внесенными Определением Верховного Суда РФ от 13.06.2006 N КАС06-193)
7. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами. СП 2.6.6.1168-02. М.: Минздрав РФ, 2002. 56 с.
8. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Республике Бурятия в 2013 году» -135 c.
9. ztbo.ru
10. rospotrebnadzor.ru
11. www.minprirodarb.ru
12. № 3 Российско-Европейский научно-практический журнал о рациональном природопользовании, управлении отходами, энерго- и ресурсосбережении. 3 декабря 2011 г.
13. minprirodarb.ru
14. www.geoplenka.ru
15. Обзор квалификационных требований. Технология плазменной газификации Westinghouse. Январь 2014. Конфиденциальная информация.