Методы и способы переработки мусора. Утилизация и переработка отходов

Благодаря тому, что в стране растёт численность населения, увеличивается и спрос на потребительские ресурсы. И как результат, увеличение потребления ресурсов, увеличивает также и количество бытовых отходных материалов.

Мусорные свалки ежегодно расширяются и занимают все большую площадь, водоёмы загрязняются из-за сточных вод, которые несут в себе множество инфекций и опасных для природы элементов. Поэтому утилизация бытовых отходов, в наше время должна быть развитой не менее чем промышленность, чтобы образовавшиеся ТБО (отходы) ни могли накапливаться и загрязнять почву, атмосферу и воду.

Вполне логичным фактом, является то, что без своевременного внедрения инновационных технологий, по переработке мусора, планета в скором времени превратиться в громадную свалку и станет непригодной для существования не только людей, но и всех живых существ.

Во избежание такого результата, ученные многих стран давно ищут оптимальные способы борьбы с отходами, благодаря которым можно было бы уничтожать или перерабатывать ТБО без вреда для окружающей среды, а также избавлять территориальное пространство от огромных объёмов мусора.

На сегодняшний день утилизация твёрдых бытовых отходов проводится следующими, известными методами, позволяющими, избавится от мусора:

• Захоронение или временное хранение отходов на специальных полигонах. Здесь проводят сортировку и непригодные материалы, засыпают землёй.
• Компостирование. Естественное разложение биологических веществ, их переработка на минеральные удобрения для почвы и посадочных культур.
• Термическая обработка ТБО. Этот метод позволяет сжигать практически любые виды мусора, что максимально минимизирует их объём, а также даёт экономическую выгоду, в виде тепловой энергии.
• Низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз.

Способы утилизации ТБО

Захоронение ТБО

Утилизация твёрдых отходов методом их захоронения, один из самых распространённых способов на сегодняшний день, чтобы избавиться от мусора. Но этот метод, распространён лишь среди несгораемых отходов, а также среди таких веществ, которые могут выделять токсичные элементы в процессе горения.

Полигон для захоронения ТБО, это необычная свалка, он оснащён всеми современными инженерными сооружениями, позволяющим системам борьбы с и подземных вод изолировать все вредные вещества. Также это распространяется и на атмосферу, то есть утечки никаких химических и токсичных элементов, практически нет, что является главной целью, для обеспечения безопасности экологии страны.

Но существуют и недостатки в таких методах, например, образования газа в процессе гниения мусора. Некоторые , оснащены специальным оборудованием, для откачки газа, который как стоит отметить, в дальнейшем применяется для получения электроэнергии. И позволяет практически автономно работать оборудованию, которое размещено на полигонах. Но к сожалению, пока что, в России лишь малая часть всех подобных полигонов оснащены таким оборудованием, в то время как все остальные площадки для отходов, не имеют возможности бороться с выбросами газа.

Но даже с учётом наличия таких установок, экология остаётся не защищённой от эффекта разложения мусора в почве, и всех выделений в процессе гниения и ферментации. Так как захороненный материал полностью исчезнет лишь через десятки, а то и сотни лет. Поэтому несмотря на относительную дешевизну такого метода борьбы с утилем, для экологии наилучшим вариантом остаётся полное избавление от мусора, путём его переработки и применение в изготовление какой-либо продукции. В случае риск загрязнения окружающей среды сведётся к минимуму.

Компостирование ТБО

Утилизация бытовых отходов путём компостирования, является технологией, позволяющей, таким образом, и ТБО путём естественного биологического разложения. Основной источник компостирования, это органические вещества и материалы, к ним этот метод применяется очень активно. Компостирование даёт не только возможность избавиться от объёмного вещества, загрязняющего экологию, но также снабжает сельские хозяйства полезными для почвы удобрениями, позволяющими нормализовать баланс минералов в земле и выращивать различные овоща и культуры.

Но так как этот метод не позволяет перерабатывать большинство видов утиля, требует тщательного процесса сортировки и занимает довольно много времени, он не получил популярности в стране и неразвит на должном уровне. В России не существует ни одного промышленного предприятия, которое осуществляло компостирование в таких объёмах и позволили очистить хотя бы один город от органических отходов.

Такой метод достаточно часто используют лишь в индивидуальных целях:

• в мелких хозяйствах;
• на садовых участках;
• в частных домах;
• в сельскохозяйственных организациях;
• на животноводческих фермах и т. д.

Однако этот метод не требует больших затрат хоть он и не охватывает все виды и классы отходного материала, но позволяет полноценно избавиться от огромной части производимого страной утиля, который занимает треть всех отходов страны. Наладить централизованный процесс и осуществлять компостирование на специальных площадках, оборудованных всеми необходимыми строениями и сооружениями. Построить своеобразные заводы, для начала в больших городах страны, по переработке ТБО и прочего, органического мусора. Конечный продукт, компост, будет очень полезен во многих сельских хозяйствах, а, главное, его себестоимость позволит снизить затраты на выращивание многих культур и даст средства для работы таких заводов.

Термическая переработка ТБО

С помощью термической обработки, утилизация бытовых отходов позволяет избавиться от органических фракций, такой метод довольно часто применяют в масштабных объёмах образования утиля. Термическая , представляет собой несколько процессов, в совокупности позволяющих избавиться от любого нетоксичного вида отходного материала или максимально минимизировать их в объёме и массе. Также термическая обработка проводится для обезвреживания заражённых инфекционными или эпидемиологическими бактериями приборов, оборудования и прочих вещей, которые могут иметь следующее происхождение:

• медицинские учреждения;
• лаборатории;
• ветеринарные клиники;
• химические предприятия;
• нефтеперерабатывающая промышленность;

которые в дальнейшем, получивши, инертное состояние могут быть захоронены на специальных полигонах или размещены на временное хранение, для дальнейшей переработки и вторичного использования, как сырьевой материал.

Важные преимущества термической обработки или переработки являются современные методы, позволяющие получать:

• эффективное обеззараживание или обезвреживание любого отходного материала;
• полное уничтожение любой микрофлоры и даже патогенной;
• уменьшение утиля в объёме до 10 раз;
• использовать энергетический потенциал органических отходов.

Со всех разнообразных методов утилизации или уничтожения ТБО, способ сжигания, можно считать самым безотходным. Так как он уничтожает материалы и вещества любого объёма и превращает их в золу, которая в сотни, раз занимает меньшее пространство и не имеет способности гнить и выделять вредные для атмосферы газы. Также зола не может быть токсичной, ей не страшны перепады температуры, она не требует специально оборудованных полигонов для захоронения.

Сжигание имеет множество преимуществ, над другими методами, стоит выделить главные из них, это:

• высокий уровень технологий апробирования;
• стабильно выпускаемое оборудование и долгий срок его службы;
• высокотехнологический процесс выполняется автоматизировано;

но, главное, это то, что в последнее время, заводы или организации, занимающиеся, сжиганием отходов, получают тепловую энергию или электроэнергию, которую можно использовать для автономной работы предприятия. В некоторых случаях излишки такой энергии перенаправляются на городские станции, что в итоге позволяет обеспечивать целые районы электроэнергией или отапливать их.

Плазменная переработка ТБО

Не столь развит, как выше перечисленные методы и способы избавления от утиля, но очень перспективный технологический процесс, позволяющий решить все экологические проблемы, утилизировать и в итоге предоставить полезную и нужную для общества энергию.

Технологический процесс плазменной переработке, применяет температуру плавления, намного выше, чем любая печь для плавления шлака. Таким образом, на выходе получается остекленевший продукт, абсолютно безвредный и, главное, не требующий дальнейших затрат на обезвреживание или специальное захоронение.

Плазменная переработка - это технология газификации мусора, схема этого метода, позволяет получать газ из биологических составляющих утиля. Полученный газ, в дальнейшем используют для получения электроэнергии или пара. Основной материал для плазменной переработки это ТБО в виде шлака или нейтрализуемых остатков.

Основное преимущество высокотемпературного пиролиза, заключается в способности экологически чисто избавляться от отходов, без лишних затрат:

• на предварительную подготовку;
• на сортировку;
• на сушку и т. д.

Эти качества, позволяют термической переработки по праву считаться самой экологически и экономически выгодной технологией, по утилизации ТБО.

Все эти способы, предназначены для решения .

Также посмотрите видео — как работает завод по переработке мусора ТБО

Окружающая среда всегда была для человечества источником ресурсов, но в течение долгого времени его жизнедеятельность не оказывала заметного влияния на природу. Лишь с конца прошлого века под влиянием хозяйственной деятельности стали происходить заметные изменения биосферы Земли. В настоящее время они достигли угрожающих размеров.

Масштабность проблемы

Быстрый рост народонаселения и уровня потребления природных ресурсов, современные темпы материального производства приводят к бездумному обращению с природой. При таком отношении огромная часть, взятых у природы, ресурсов возвращается ей в виде отходов, вредных и непригодных для дальнейшего использования.

Учеными подсчитано, что в мире ежедневно образуется 5 тонн мусора, при этом его количество увеличивается ежегодно на 3% по объему. Скопление бытовых отходов на поверхности наносит вред окружающей природе, загрязняя воду, почву и атмосферу и ставит под угрозу возможность существования в целом всего живого на планете. Поэтому одним из важных вопросов во всем мире является утилизация бытовых отходов.

Классификация бытовых отходов

Бытовые отходы можно классифицировать по нескольким признакам.

Так, по составу бытовые отходы условно делятся на биологические остатки и небиологические отходы (мусор).

• крыс;
• тараканов.

Тараканы могут быть разносчика разного вида заболеваний

К небиологическим отходам относятся:

• бумажные;
• пластмассовые;
• металлические;
• текстильные;
• стеклянные;
• резиновые.

Процесс разложения этих отходов может длиться около 2–3 лет и в большинстве случаев сопровождаться выделением ядовитых веществ, наносящий вред окружающей природе и человеку.

По агрегатному состоянию отходы подразделяются на:

• твердые;
• жидкие;
• газообразные;
• пасты;
• гели;
• суспензии;
• эмульсии.

По происхождению отходы делятся на:

• Промышленные – вид бытовых отходов, полученных в результате производства.
• Строительные - образуются при строительно-монтажных работах, производстве работ по ремонту дорог, зданий, а также при их сносе.
• Радиоактивный мусор.
• Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – образуются в жилом секторе, предприятиях торговли, объектах образования, здравоохранения и соцкультбыта.

Это товары, утратившие по истечении времени потребительские свойства и превратившиеся в мусор, а также к ТБО относят , дорожный и дворовый мусор.

Самую существенную часть бытовых отходов составляют именно ТБО. Для каждого вида мусора существуют специальные способы утилизации отходов.

Переработка отходов

Процесс избавления от ТБО происходит в несколько этапов:

• сбор;
• транспортирование;
• размещение;
• обезвреживание;
• захоронение;
• хранение;
• переработка;
• утилизация.

В первую очередь процесс избавления от мусора предполагает его тщательную сортировку. Задачу предварительной сортировки отходов и их утилизации значительно облегчает раздельный сбор мусора, пропагандируемый в большинстве стран Европы.

Способы уничтожения твердых бытовых отходов

Существуют различные и варианты его уничтожения. Так, основным способом избавления от ТБО является захоронение на специальных площадках (полигонах).

На полигонах происходит уничтожение безвозвратных отходов – переработка бытовых отходов, в результате которой они практически полностью перестают существовать как отходы. Метод захоронения пригоден не для всех видов ТБО, а только для несгораемых отходов или для веществ, которые выделяют при горении токсичные вещества.

Преимуществом этого метода является то, что он не требует значительных финансовых затрат и наличия больших участков земли. Но есть и недостатки в применении такого метода – это накопление газа во время подземного гниения отходов.

Брикетирование – это новый, еще не очень широко применяемый на практике способ избавления от ТБО. Он включает в себя предварительную сортировку и упаковку гомогенного мусора в отдельные брикеты, а затем их хранение на специально отведенных для этого площадках (полигонах).

Брикетирование отходов дает возможность существенно сэкономить место

Упакованный таким образом мусор подвергают прессованию, что значительно облегчает его транспортировку из-за значительного уменьшения объема.

Брикетированный мусор предназначен для дальнейшей переработки и возможного применения в промышленных целях. Наряду с таким способом, как переработка твердых бытовых отходов, при брикетировании они могут транспортироваться для захоронения или ликвидации путем термической обработки.

По сути, этот метод схож с методом захоронения, но на практике имеет ряд достоинств перед ним. Недостатками метода является то, что неоднородность выделяемых отходов и предварительное сильное загрязнение в мусорных контейнерах и изменение некоторых компонентов отходов создает большую сложность брикетирования.

А высокая абразивность таких компонентов, как камень, песок и стекло препятствуют процессу прессования.

Поскольку эти методы переработки отходов имеют ряд недостатков, несмотря на их дешевизну, наилучшим вариантом будет являться полное избавление от мусора при его переработке во вторсырье и топливо, а также возможное его повторное использование.

Новый способ утилизации отходов

Утилизация мусора

При утилизации мусора (латинский корень utilis – полезный) отходы в дальнейшем могут быть использованы для различных целей.

К отходам, подлежащим утилизации относятся:

• все виды металлов;
• стекло;
• полимеры;
• изделия из пряжи и ткани;
• бумага;
• резина;
• органические бытовые и с/х отходы.

Самым эффективным на сегодняшний день способом утилизации является – рециклинг.

Другими словами, рециклинг является частным случаем понятия «утилизация твердых бытовых отходов».

При рециклинге отходы возвращаются в процесс техногенеза. Возможны два варианта рециклизации отходов:

• Повторное использование отходов по их прямому назначению после соответствующей безопасной обработки и маркировки. Например, повторное использование стеклянной и пластиковой тары.
• Возврат отходов после обработки в производственный цикл. К примеру, жестяная тара – в производство стали, макулатура – в производство бумаги и картона.

Некоторые виды отходов, которые по прямому назначению уже не могут быть использованы, перерабатывают, после чего их целесообразнее вернуть в производственный цикл в качестве вторичного сырья. Так, часть отходов может быть использована для получения тепловой и электрической энергии.

Кроме уже перечисленных, утилизация твердых отходов может производиться еще несколькими методами. Каждый из них применим для определенного вида отходов, и имеет свои достоинства и недостатки.

Термическая переработка мусора

Под термической переработкой подразумеваются несколько способов:

• сжигание;
• низкотемпературный пиролиз;
• плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз).

Метод простого сжигания отходов является наиболее распространенным и одним из самых дешевых методов борьбы с мусором. Именно при сжигании утилизируются большие объемы мусора, а образуемая зола занимает меньшее пространство, не подвергается процессам гниения и не выделяет в атмосферу вредные газы. Она не токсична и не требует специально оборудованных мест для захоронения.

Главное, в этом методе то, что при сжигании мусора выделяется большое количество тепловой энергии, которую в последнее время научились использовать для автономной работы предприятий, занимающихся сжиганием мусора. А ее излишки перенаправляются на городские станции, что позволяет обеспечить электроэнергией и теплом целые районы.

Недостаток этого метода заключается в том, что при горении, кроме безопасных компонентов, образуется насыщенный ядовитыми веществами дым, который создает плотную завесу над поверхностью земли и приводит к существенному нарушению озонового слоя атмосферы, способствуя его утончению и образованию озоновых дыр.

Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз

– это технологический процесс газификации мусора, происходящий при температуре плавления более высокой, чем в обычной перерабатывающей установке (свыше 900°С).

В результате на выходе образуется остекленевший продукт, который абсолютно безвреден и не требует дальнейших затрат на захоронение. Схема этого процесса позволяет получать газ из органических компонентов утиля, который затем используют для производства электроэнергии и пара.

Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет успешно решить задачу экологически чистого избавления от мусора без лишних затрат на предварительную подготовку, сортировку, сушку.

Преимуществами низкотемпературного пиролиза (температура от 450 до 900°С) являются:

• использование для переработки почти всех видов бытовых отходов, предварительно тщательно отобранных;
• получение пиролизных масел, используемых в производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, пригодного для дальнейшего использования.

Помимо этого, существует такой метод утилизации отходов, как компостирование. Так как большую часть отходов составляют различные органические остатки, то они подвержены быстрому гниению в естественной среде.

На этом свойстве органических веществ основывается метод компостирования. В процессе компостирования происходит не только избавление от огромной части мусора, загрязняющего экологию, но и в процессе него получаются полезные для сельского хозяйства вещества – удобрения.

Представленные методы утилизации отходов позволяют осуществлять переработку мусора при наименьшем отрицательном воздействии на окружающую среду.

Видео: Современный подход к утилизации мусора

Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является основой управления в системе обращения с отходами.

Основными методами переработки отходов являются:

 компостирование,

 биоразложение,

 сжигание.

Эти методы особенно эффективны при переработке ТБО.

1. Компостирование.

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Компостирование – это биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом.

Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60 0 С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу.

Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.

Стоимость методов компостирования растет с применением специализированной техники и может достигать значительных величин.

Схема работы мусороперерабатывающего завода следующая . Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:

 прием и предварительная подготовка мусора;

 собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;

 обработка компоста.

Переработка мусора должна обязательно сочетаться с выдачей продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении.

Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. В ходе биотермического процесса происходит гибель большей части патогенных микроорганизмов.

Однако, компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах, не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, т.к. содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.

2. Биоразложение органических отходов

Общепризнанно, что биологические методы разложения органических загрязнений считаются наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными.

Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах - газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.

Существенными недостатками аэробных технологий, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией большого количества образующегося избыточного ила (до 1–1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ).

Исключить указанные недостатки помогает анаэробная обработка сточных вод методом метанового сбраживания. При этом не требуется затрат энергии на аэрацию, что играет большую роль в условиях энергетического кризиса, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое топливо – метан.

В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты; альдегиды; кислоты алифатического и ароматического рядов.

Последовательное многоступенчатое разрушение молекул органических веществ возможно благодаря уникальным способностям определенных групп микроорганизмов осуществлять катаболический процесс – расщепление сложных молекул до простых и существовать за счет энергии разрушения сложных молекул, не имея доступа ни к кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетическом отношении акцепторам электронов (нитрат, сульфат, сера и др.). Микроорганизмы используют для этой цели углерод органических веществ. Следовательно, в процессе восстановительного расщепления сложные органические молекулы разрушаются до метана и углекислого газа.

3. Сжигание отходов

Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30% (по массе) и водород 4% (по массе), входящие в состав органических соединений. Теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленно развитых европейских регионах теплотворная способность ТБО составляет 1900–2400 ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300 ккал/кг и прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования.

Сжигание ТБО, как правило, является окислительным процессом. Поэтому и в камере сжигания превалируют окислительные реакции. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО 2 и Н 2 О.

При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью, высокой летучестью и содержанием, такие как например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути).

Можно отметить два основных пути образования диоксинов и фуранов при термической переработке ТБО:

 первичное образование в процессе сжигания ТБО при температуре 300–600 º С;

 вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl , соединения меди (и железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450 º С (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).

Температура начала распада диоксинов –700 º С, нижний температурный предел образования диоксинов –250–350 º С.

Для того, чтобы при сжигании на стадии газоочистки обеспечить снижение содержания диоксинов и фуранов до требуемых норм (0,1 нг/м 3) должны быть реализованы так называемые первичные мероприятия, в частности, «правило двух секунд» – геометрия печи должна обеспечить продолжительность пребывания газов не менее 2 сек. в зоне печи с температурой не менее 850 º С (при концентрации кислорода не менее 6%).

Стремление к достижению при сжигании максимально высоких температур и созданию каких-либо дополнительных зон дожигания не решает полностью проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способности диоксинов в новому синтезу при снижении температуры.

Высокие температуры приводят к увеличению выхода летучих компонентов и росту выбросов опасных металлов.

Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:

 связывание образующегося при сжигании ТБО HCl с помощью соды, извести или гидроксида калия;

 перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например, связывание меди в комплексы с помощью аминов.

В зависимости от температуры процесса, все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:

 процессы при температурах ниже температуры плавления шлака;

 процессы при температурах выше температуры плавления шлака.

Слоевое сжигание ТБО осуществляют на подвижных решетках (колосниковых и валковых) и во вращающихся барабанных печах.

3.1. Слоевое сжигание.

Сжигание на колосниковых решетках.

Все колосниковые решетки устанавливаются в топке, которая представляет собой камеру сгорания, куда подаются отходы и дутьевой воздух в качестве окислителя органических веществ.

Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой систему, состоящую из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (6–12,5 º) и переталкивают материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21–25 º) и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов. При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения.

Сжигание на валковых решетках.

Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. При использовании топок с валковыми решетками, заимствованными из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вращающихся валков (барабанов).

Опыт эксплуатации заводов, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками, позволил выявить целый ряд недостатков:

 неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние вследствие плохой стабилизации процесса сжигания;

 часто не достигается оптимальная температура;

 большой выход недожога;

 плохое качество шлака;

 значительная потеря черных металлов;

 эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла;

 сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.

Механическое внедрение европейского оборудования, предназначенного для прямого сжигания неподготовленных городских отходов в России недопустимо, так как в городах РФ практически отсутствует сбор отходов.

Сжигание в барабанных печах.

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют редко. Чаще всего эти печи используют для сжигания специальных, в том числе и больничных, отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.

Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушиваются до температуры 400 º С а затем происходит газификация и сжигание, обычно при температуре 900–1000 º С.

В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток.

Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов на мусоросжигательных заводах считается устаревшей и подобная технология не закладывается в проекты новых заводов.

3.2. Сжигание в кипящем слое.

Сжигание в кипящем слое осуществляется за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое-газ» за счет превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии.

Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики.

Считается, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание.

Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность. В ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое, особенно в циркулирующем кипящем слое, оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.

Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания 850–920 º С.

В связи с тем, что температура сжигания ТБО в кипящем слое на 50–100 º С ниже по сравнению со слоевым сжиганием, заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NO с отходящими газами.

Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок , поверхность частиц которого создает большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.

После разогревания песка с помощью запальной горелки до температуры 750–800 º С начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с песком и в процессе движения истираются.

В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для поддержания режима горения.

3.3. Сжигание при температурах выше температуры плавления шлака.

Основными недостатками традиционных методов термической переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000–6000 м 3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему). Кроме того, шлаки имеют повышенное содержание тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение, в основном, в качестве пересыпного материала на свалках.

Для получения расплава шлака непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300 º С). Это, как правило, требует либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии. Замена части дутьевого воздуха на кислород одновременно обеспечивает снижение количества отходящих газов.

Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.

В начале 90-х годов для термической переработки ТБО при температуре 1350–1400 º С предложены металлургические печи Ванюкова. Сжигание осуществляется в кипящем слое барботируемого шлакового расплава, который образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ.

Механический перенос этого процесса для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен из-за:

 того, что КПД печи Ванюкова из-за высокой температуры отводимых газов (1400–1600 º С) очень низок;

 того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО на 70–80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную,

 отсутствия широкомасштабных испытаний процесса применительно к ТБО, что не позволяет отработать: узлы загрузки и разгрузки; автоматизацию процесса с учетом колебаний состава сырья, состава и объема отходящих газов и др.; автогенность процесса применительно к термообработке отходов как гетерогенной смеси многих компонентов, отличающихся составом, крупностью и теплотворной способностью. Следует заметить, что колебания состава ТБО несопоставимы с колебаниями состава порошкообразных концентратов, направляемых для плавки в печи Ванюкова. Тщательное усреднение колебаний состава концентратов позволяет добиться колебаний в пределах 0,5%, в то время как исходные ТБО усреднению практически не поддаются;

 высокой стоимость процесса и оборудования.

Таким образом, наиболее целесообразно использовать сжигание при температурах выше температуры плавления шлака для переработки не исходных ТБО, а для обезвреживания шлаков или их обогащенных фракций, образовавшихся в термических процессах переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака. Выход шлаков в этих процессах составляет 10–25% от исходных ТБО, что резко снижает потребную производительность печей и позволяет периодически вовлекать шлак в переработку.

Мусорный бизнес продолжает оставаться весьма прибыльным делом в России. Это происходит не только из-за отсутствия конкуренции как таковой. С истощением земных запасов, а также с их удорожанием растет спрос и на вторсырье. Быстро окупить вложения и выйти на рентабельность 40-80% в деле переработки отходов возможно, но главное, что для этого необходимо - организовать каналы сбыта. Для этого в свою очередь нужно изучить спрос на каждый отдельный вид вторсырья как минимум в ближайшем регионе.

Способы реализации сырья после переработки

Из ТБО путем переработки можно получать альтернативное топливо, удобрения, стекло и новые сорта бумаги. Промышленность формирует спрос на RDF (топливо из мусора), стройматериалы из токсичных отходов, стекло и цветные металлы из электронного мусора. Стоимость приобретения обработанного и спрессованного вторсырья на сегодняшний день ориентировочно составляет:

• макулатура - 5 тысяч рублей/тонна;
• ПЭТ-бутылки - 20 тысяч рублей/тонна;
• бутылки из-под бытовой химии - 16 тысяч рублей/тонна;
• алюминиевые банки - 50 тысяч рублей/тонна.

Косвенную помощь в продаже сырья после переработки будут оказывать муниципальные органы, так как это поможет им решать свои задачи по ликвидации городской свалки. Вторсырье может быть не только промышленного, но и индивидуального назначения. Интернет-биржи твердых бытовых отходов помогают оставаться в курсе ситуации на рынке сбыта, а также находить новые возможности для этого.

Макулатура хорошо используется для изготовления безотходных упаковок продуктов. Легко организовать линию и найти каналы сбыта для переработанных Пэт-бутылок. Все пластиковые отходы, составляющие немалую часть ТБО, являются самым интересным на сегодня видом отходов. Причины этого - повсеместное использование полиэтилена, медленное разложение материала, а также то, что его сортировкой никто не занимается.

Конкуренция на рынке сбыта

Для достижения максимально возможной рентабельности необходимо стремиться к глубокой переработке ТБО. В ее результате получаются компоненты, которые ничем не отличаются от первичного сырья, но при этом они дешевле. Это значит, что проблемы со сбытом и конкуренция будет легко перекрыты более низкой ценой на сырье. Успешные предприниматели в этой области осваивают самостоятельное производство изделий из своего вторсырья.

Охотников за качественными отходами сейчас довольно много. Органы экологии подтверждают, что заводов, способных работать на вторсырье в разы больше по сравнению с предложением сырья. Так как доля России в мировом рынке утилизации составляет всего 3%, то наш мусор является прыбилью в перспективе для зарубежных компаний.

Многие российские предприниматели уже уяснили для себя прибыльность утилизации отходов, но до глубокой переработки дошли лишь единицы. Если с вывозом ТБО существует конкуренция, сдерживающая цены на эти мероприятия, то дальше данной области она не распространяется..

Прогрессивные варианты решений ваших запросов позволят вам лидировать на этом рынке, производить вторсырье по таким ценам и на таком уровне, что за вашей продукцией будет стоять очередь. В такой продукции заинтересованы не только мелкие отечественные производители, но и крупные российские и зарубежные компании. сайт поможет спроектировать вам линию, способную в перспективе легко расширяться и трансформироваться, что позволит вашим клиентам сотрудничать с вами на продолжительной основе.

) в год, но что происходит с ним после и как процесс переработки поставлен в России и за границей?

Ресурсы, из которых производятся привычные для нас пластиковые бутылки и упаковки, относятся к категории невозобновляемых. Однажды нефть и нефтепродукты все-таки закончатся, но задуматься об этом надо уже сейчас. Рециклинг может отодвинуть это событие и позволить нам найти альтернативные источники топлива.

Рост населения Земли повышает и темпы производства и потребления, а значит, пропорционально увеличивается и количество отходов. Популярные способы избавиться от твердых бытовых отходов (ТБО) - уничтожение и захоронение - перестают быть эффективными. Более того, если использовать только их, велик риск нанести ущерб окружающей среде и превратить собственное место обитания в большую свалку.

Важно! Пластиковые бутылки и , к примеру, разлагаются никак не меньше 100 лет, полиэтиленовая плёнка 200 лет, а тара из алюминия - 500.

Проблема переработки ТБО - явление отнюдь не новое, и попытки решения предпринимаются давно: мероприятия по сбору макулатуры и металлолома, знакомые почти всем бывшим советским школьникам, приём стеклотары для вторичного использования.

Сегодня ситуация изменилась: в производстве упаковки используется больше пластика, который на широкое повторное использование не годится (быстро затирается, деформируется, мутнеет). А за последние годы выросли и стандарты безопасности, и наши требования к внешнему виду товаров и упаковки.

Логичным шагом в этой ситуации становится переработка ТБО и дальнейшее использование продуктов этого процесса.

Способы и технологии переработки

Вывоз мусора на полигоны - не единственный способ от него избавиться. Мало кто задумывался, что именно происходит с содержимым мусорных вёдер после того, как оно покидает дом. Но с распространением интернета у нас появился доступ к информации по экологическим проблемам и защите окружающей среды. Забота о сохранении природы даже вошла в моду. Теперь многих уже не устраивает, что мусор просто увезут куда-то, где он будет лежать без всякой пользы.

Чтобы сократить разрастающиеся свалки, в мире применяется более десяти способов переработки ТБО. Самым перспективным признан пиролиз:

• низкотемпературный;
• высокотемпературный;
• плазменная переработка.

Низкотемпературный , в отличие от обычного сжигания, позволяет сократить загрязнение атмосферы, но для него необходима предварительная сортировка. Один из побочных продуктов работы пиролизного завода - тепловая энергия - используется для получения электричества и отопления.

Другим продуктом пиролиза становится твердое топливо, пригодное для замены природного угля и древесины, и жидкое - на замену нефтепродуктам. Переработка ТБО в дизельное топливо, подходящее для двигателей внутреннего сгорания, изобретена недавно, но уже зарекомендовала себя как перспективная технология.

Обратите внимание! Вторичное жидкое топливо не содержит серы и позволяет двигателям служить гораздо дольше.

Высокотемпературный пиролиз менее требователен к сырью, сортировка для него не обязательна. В результате обработки получается синтез-газ, тоже использующийся как топливо, и твердый непиролизируемый шлак, применяющийся в строительстве. Пиролиз происходит при температуре от 850 °С в несколько этапов:

• сортировка фрагментов мусора по размеру, извлечение крупногабаритных предметов;
• обработка в газификаторе и выработка синтез-газа;
• очистка газа от примесей серы, цианидов, фтора и хлора.

Плазменная переработка обладает всеми плюсами пиролиза, но синтез-газ получается гораздо чище. Благодаря применению анаэробных технологий переработки (то есть без доступа воздуха), любой завод пиролизной переработки на плазме - замкнутая система с нулевым уровнем выброса токсинов. Цех по переработке мусора плазмой можно разместить даже в черте города.

Для создания плазмы применяются мощные электроды, которые ионизируют инертный газ. Температура в плазменном конвертере - от 6000 °С и выше. Нагревание позволяет получать полностью очищенный от вредных примесей твердый остаток, пригодный для строительства.

При обработке биоразлагаемых отходов ТБО используется метод компостирования. Органика в результате работы микроорганизмов разлагается и перепревает в компост, полезный для обогащения и удобрения почвы.

Проблемы переработки

Самая глобальная проблема в сфере - финансовая. Несмотря на обилие в сети статей на тему «построй свой завод по переработке ТБО и начни зарабатывать», высокие технологии доступны не всем. Стоимость обычного перерабатывающего завода - около 20 млрд рублей, такую сумму небольшие компании позволить себе не могут.

Рентабельность завода составляет 30%, что делает отрасль непривлекательной для малого и среднего бизнеса. Рынок оборудования для переработки в основном наполняется зарубежными производителями, немецкими и китайскими компаниями. Необходимость покупать оборудование за рубежом повышает затраты.

Для того чтобы запустить завод пиролизной переработки и вывозить на него мусор, нужна лицензия. Управляют выдачей разные инстанции, что тоже препятствует созданию прозрачной и рентабельной системы. При таком количестве контролирующих инстанций разработать бизнес-план для небольшого перерабатывающего завода становится затруднительно.

Рынок вторичных ресурсов всё ещё очень ограничен - перед перерабатывающими компаниями встает проблема сбыта продукции. Зарубежный опыт показывает, что для нормального функционирования отрасли необходимы требования использовать в производствах вторичное сырьё, льготные кредиты для заводов и производств из вторсырья, скидки в системе госзакупок.

Переработка ТБО в России

С ростом потребления уровень загрязненности крупных городов России резко пошел вверх. Около четырёхсот килограммов мусора в год приходится на каждого россиянина. По статистике больше трети всех бытовых отходов - ценный ресурс, пригодный для вторичного использования, но на заводы попадает не больше десяти процентов от общего количества мусора.

На всю Россию сейчас работает 243 перерабатывающих завода, 10 мусоросжигательных и 50 предприятий сортировки. Для такой большой страны этого не хватает, но это открывает широкое поле для инвестиций, в том числе и иностранных - их привлекает твердость расценок и низкая конкуренция. Перерабатывающих заводов полного цикла в России ещё нет, как нет и широкой практики сортировки отходов.

Зарубежный опыт

В развитых странах переработка отходов - отдельная отрасль, в которой вращаются большие капиталы. Система разделения мусора работает практически во всех странах ЕС и закреплена законом, как и высокие требования к стандартам перевозки, складирования и переработки. Требования эти куда выше, чем в современной России. Ведется и работа с населением: внушительные штрафы за «мусорные» нарушения и программы лояльности со скидками на оплату услуг ЖКХ для ответственных граждан.

Система раздельного сбора мусора позволяет тратить меньше средств на сортировочное оборудование. Гораздо лучше развит и рынок вторичных ресурсов: компании, использующие вторсырьё, получают льготы и привлекают клиентов не только качеством, но и ответственным отношением к окружающей среде.

Япония, Китай и Южная Корея тоже входят в лидеры по переработке мусора. Пластик в Азии идет на изготовление одежды, канцтоваров, мебели. Стекло, глина, фарфор и керамика - на изготовление плитки для мощения улиц и облицовки домов.

В этом ролике показана работа корейской линии по . Сначала тара проходит сепаратор, потом очиститель и пресс, после чего пластик измельчается:

Оборудование для переработки

Минимальный комплект оборудования для первичной переработки ТБО:

• бункер-накопитель;
• сортировочная линия;
• дробильная система (шредер);
• пресс или компактор.

Существуют также специальные устройства для разных видов мусора, который нельзя подавать в пресс без предварительной обработки:

• прокалыватели бутылок;
• разрыватели пакетов;
• шредеры для бумажного сырья.

Важно! Прокалыватели и разрыватели нужны, чтобы избежать повреждения аппаратуры и травм, так как наполненная воздухом бутылка с закрытой крышкой может взорваться в прессе.

Дополнительное оборудование:

• печи для пиролиза (нужны для переработки ТБО в топливо);
• печи для переплавки стекла.

Выбор производителя зависит от финансовых возможностей и расположения. Например, для работы в восточной части страны выгоднее будет заказать оборудование в Китае. Высококачественное (но недешёвое) оборудование делают в Германии и Испании. Возможность поддержать отечественного производителя тоже есть: мусороперерабатывающее оборудование в России производят компании «Дробмаш», «Механобр-техника» и «Златмаш».

Из-за малой конкуренции отрасль переработки мусора для современной России - одна из наиболее перспективных и привлекательных для инвестиций. Рынок сбыта вторичного сырья внутри страны ещё не заработал в полную силу, но это вопрос времени и нашего отношения к использованию ресурсов.