Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Классификация отходов
• 2. Краткий анализ состояния и тенденций решения проблемы твердых бытовых отходов в мировой практике
• Заключение

Введение

Проблемы охраны окружающей среды и сохранения природных ресурсов находятся в центре внимания мировой общественности. От успешного их разрешения зависит судьба человечества.

В этой работе я никоем образом не претендую на детальное раскрытие темы, даже отдельные элементы которой могут служить предметом научных диссертаций и уже в течение не одного десятилетия являются предметом подробного и пристального изучения специально созданных организаций повсюду в мире.

В данной работе кратко рассмотрим только проблему твердых бытовых отходов.

Хотим мы этого или, вернее всего, не хотим, но каждый из нас является поневоле крупным производителем мусора. Готовя обед, приобретая новую рубашку или билет в театр, мы уже собираемся пополнить контейнеры для твердых бытовых отходов. Действие привычное, необходимое, и никуда от этого не денешься. Автоматически опорожняя ведро с накопившимся за день мусором, мы даже и не предполагаем, что тем самым усугубляем острейшую ситуацию, сложившуюся по всей России. Страна буквально задыхается от наступления мусора…

С каждым годом проблема твердых бытовых отходов становится все более серьезной. В России ежегодно образуется около 130 млн. м3 твердых бытовых отходов. Из этого количества промышленной переработке подвергается не более 3%, остальное вывозится на свалки и полигоны для захоронения. Утилизируемые отходы представляют собой серьезный источник загрязнения, однако при правильной организации управления отходами они могут являться неиссякаемым источником ресурсов.

Также одним из насущных экономических вопросов настоящего времени выступает вопрос вовлечения в хозяйственный оборот твердых бытовых отходов. Данная проблема связана с тем, что значительная часть твердых бытовых отходов является искусственно произведенными материалами, которые не могут быть самостоятельно превращены факторами природной среды в ее естественные компоненты. В то же время твердые бытовые отходы являются неисчерпаемым источником вторичных материальных ресурсов, которые весьма эффективно заменяют природные ресурсы в процессе производства.

Сложность этой проблемы состоит также в том, что разработка и производство новых материалов, а также изменение ассортимента потребляемой продукции опережают развитие технологий их вторичного использования или утилизации. Особенно это проявляется при утилизации твердых бытовых отходов на мусоросжигающих заводах, где из безобидных и нейтральных материалов могут образоваться высокотоксичные соединения.

Следует отметить, что низкий уровень вовлечения в хозяйственный оборот твердых бытовых отходов порожден не только технологическим развитием общества, но и сложившимися стереотипами культуры их обращения в быту, а также относительно поздним осознанием необходимости управления ими и отсутствием квалифицированных специалистов.

Рыночные теории предполагают в перспективе возможность увеличения использования отходов через экономические регуляторы. Однако в настоящее время ввиду несовершенства рыночного механизма сектор обращения отходов не может регулироваться только рыночными методами, безусловным остается присутствие государства в управлении отходами. Тем не менее проблеме управления вовлечением в хозяйственный оборот твердых бытовых отходов уделяется недостаточное внимание. Все вышеизложенное определяет актуальность темы исследования.

1. Классификация отходов

бытовой отход природный утилизация

В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации.

Отходы производства (техногенные отходы) -- это остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образующиеся в процессе производства продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам. Эти остатки после предварительной обработки, а иногда и без нее, могут быть использованы в сфере производства или потребления, в частности для производства побочных продуктов.

Побочные продукты образуются при физико-химической переработке сырья наряду с основными продуктами производства, но не являются целью производственного процесса. Они в большинстве случаев бывают товарными, на них имеются ГОСТы, ТУ, их производство планируется предприятием.

Производственные отходы являются следствием несовершенных технологических процессов, в большей части неудовлетворительно организованного производства, а также несовершенного экономического механизма. К ним относят:

· отходы, образующиеся при механической и физико-химической переработке сырья и материалов;

· отходы, образующиеся при добыче и обогащении полезных ископаемых;

· вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов и сточных вод.

Отходы потребления (антропогенные отходы) -- различные, бывшие в употреблении изделия и вещества, восстановление которых экономически нецелесообразно. Например, изношенные или морально устаревшие машины, изделия производственного назначения (отходы производственного потребления), а также пришедшие в негодность или устаревшие изделия домашнего обихода и личного потребления (отходы бытового потребления).

Совокупность отходов производства (техногенные отходы) и потребления (антропогенные отходы), которые могут быть использованы в качестве сырья для выпуска полезной продукции, называется вторичными материальными ресурсами (ВМР).

Исходя из возможностей использования ВМР, их можно подразделить на реальные и потенциальные ресурсы. К реальным следует отнести ВМР, для использования которых созданы эффективные методы и мощности для переработки, а также обеспечен рынок сбыта; к потенциальным -- все виды ВМР, не входящие в группу реальных. К потенциальным ВМР относятся также побочные продукты, которые в настоящее время используются недостаточно полно и представляют собой резерв материальных ресурсов для промышленности.

Ресурсы вторичного сырья -- количественное выражение объемов конкретных видов вторичного сырья. В эти объемы не входят те отходы производства, которые используют без доработки источниках их образования и включены во внутрипроизводственный баланс сырья.

Заготовка вторичного сырья -- осуществление сбора, закупки, предварительной обработки и концентрации вторичного сырья специализированными заготовительными организациями или по их поручению другими организациями или гражданами.

Обработка вторичного сырья -- совокупность технологических операций по подготовке вторичного сырья для его последующего использования.

Сортировка вторичного сырья -- разделение вторичного сырья по определенным признакам на классы, группы, виды.

Переработка отходов -- осуществление каких-либо технологических операций, которые ведут к изменению физического, химического или биологического характера или состава отходов с целью их использования как материально-сырьевых ресурсов или с целью обезвреживания и безопасного удаления.

Обезвреживание отходов -- химическая, физическая или биологическая переработка отходов с целью ликвидации или уменьшения их опасности для людей и окружающей природной среды.

Удаление отходов -- осуществление технологических операций, в том числе с изменением состояния, по складированию и хранению отходов с учетом предупредительных мер по ограничению их попадания в окружающую среду.

Большая номенклатура отходов, образующихся на предприятиях различных отраслей экономики, затрудняет их классификацию, учет, сбор и переработку.

Вследствие многих причин в настоящее время и у нас в стране, и за рубежом отсутствует общепринятая научная классификация твердых отходов промышленности, охватывающая все их многообразие. Начавшаяся у нас в стране в середине 80-х годов работа по составлению кадастров отходов по предприятиям, подотраслям, отраслям и министерствам осталась незаконченной. Существующие классификации твердых отходов весьма многообразны и односторонни.

Различные подходы к классификации отходов базируются на следующих классификационных признаках:

· место образования отходов (отрасль промышленности);

· стадия производственного цикла;

· вид отхода;

· степень ущерба окружающей среде и здоровью человека;

· направление использования;

· эффективность использования;

· величина запаса и объемы образования;

· степень изученности и разработанности технологий утилизации.

Так, твердые отходы классифицируют по отраслям промышленности (отходы химической, металлургической, электротехнической и других отраслей) и по видам производств (отходы сернокислотного производства, автосборочного производства, подшипникового производства и др.).

Все твердые промышленные отходы можно разделить на два вида: нетоксичные и токсичные. В своей основной массе твердые отходы нетоксичны. Примерами токсичных отходов могут служить шламы гальванических цехов и травильных ванн.

Отходы можно также классифицировать на металлические и неметаллические, а также комбинированные.

Неметаллические отходы подразделяются на химически инертные (отвалы породы, зола и т.д.) и химически активные (резина, пластмассы и т.д.). К числу комбинированных отходов относится всевозможный промышленный и строительный мусор.

Отходы можно разбить на две группы -- основные и побочные.

Основными являются отходы твердых материалов, использованных непосредственно для изготовления товарной продукции. Это металлические, металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки и пр.) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина, текстиль, стекло и др.) отходы.

К побочным относятся отходы технологических материалов и веществ, использованных или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, огнеупоры), жидкими (смазочно-охлаждающие жидкости, минеральные масла и другие нефтепродукты, отходы гальванопроизводства) и газообразными (отходящие газы).

Широко используется классификация отходов по степени их опасного воздействия на человека и окружающую среду. Так, в странах ЕЭС установлено 14 категорий опасности отходов для здоровья человека и риска для окружающей среды: 1 -- взрывоопасные; 2 -- оксиданты; ЗА -- отходы с высокой степенью воспламеняемости; ЗВ -- воспламеняемые; 4 -- раздражающие; 5 -- вредные; 6 -- токсичные; 7 -- канцерогенные; 8 -- коррозионноактивные; 9 -- инфекционные; 10 -- тератогенные (повреждающие зародыши -- эмбрионотоксичные); 11 -- мутагенные (вызывающие наследственные изменения; 12 -- выделяющие при контакте с водой токсичные газы; 13 -- выделяющие опасные вещества; 14 -- экотоксичные.

Согласно отечественному стандарту ГОСТ 12.1.007--76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», все промышленные отходы делятся на четыре класса опасности: первый -- чрезвычайно опасные, второй -- высоко опасные, третий -- умеренно опасные, четвертый -- малоопасные.

Наличие в отходах ртути, хромовокислого калия, треххлористой сурьмы, оксида мышьяка и других высокотоксичных веществ требует отнесения их к первому классу опасности.

Наличие в отходах хлористой меди, хлористого никеля, трех- окисной сурьмы, азотнокислого свинца и др. относит их ко второму классу опасности.

Наличие в отходах сернокислой меди, оксида свинца, щавелевокислой меди, четыреххлористого углерода относит их к третьему классу опасности.

Принадлежность к тому или иному классу опасности определяется расчетным путем по методике, ранее утвержденной Минздравом СССР.

По физическому состоянию отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные. По источнику возникновения отходы подразделяются на бытовые, промышленные и сельскохозяйственные. По составу можно разделить отходы на органические и неорганические. Особую группу составляют энергетические отходы: тепло, шум, радиация, электромагнитное, ультрафиолетовое излучение и т.п.

Интересная систематическая классификация промышленных <и ходов предложена НИИ Генплана г. Москвы, согласно которой все виды отходов делятся на 13 групп:

1. Гальванические и другие шламы, содержащие отходы реагентов и химреактивов, хром, никель, кобальт, цинк, свинец, кислые и щелочные отходы химических производств, вещества неорганического характера.

2. Канализационные, водопроводные и нефтесодержащие осадки промышленных сточных вод, образующиеся на очистных сооружениях производственных зон.

3. Нефтеотходы, легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), кубовые остатки, отходы лакокрасочной промышленности.

4. Отходы пластмасс, полимеров, синтетических волокон, нетканых синтетических материалов и композиций на их основе.

5. Отходы резинотехнических изделий, шин и т.п.

6. Древесные отходы.

7. Отходы бумаги.

8. Отходы черных и цветных металлов и легированных сталей.

9. Шлаки, зола, пыль (кроме металлической).

10. Пищевые отходы (отходы пищевой, мясо-молочной и других отраслей промышленности).

11. Отходы легкой промышленности.

12. Стеклоотходы.

13. Отходы стройиндустрии.

Классификация промышленных отходов по видам представлена на рис. 1.

Рисунок 1 Классификация промышленных отходов по видам

Классификация позволяет определить пути дальнейшего движения отходов (утилизация на местах образования, передача другим предприятиям, вывоз на свалку, сброс в канализацию, сжигание и т.п.). На основе этой классификации разработана генеральная схема централизованного сбора, вывоза и переработки промышленных отходов для использования в качестве вторичного сырья и для предотвращения их отрицательного воздействия на окружающую среду.

Вторичные материальные ресурсы удобно классифицировать по источнику образования и направлению использования.

Возможны и другие принципы классификации отходов. Например, при разработке и проектировании технологических схем утилизации промышленных отходов удобно пользоваться классификацией, в основу которой положена технология их переработки.

2. Краткий анализ состояния и тенденций решения проблемы твердых бытовых отходов в мировой практике

Ежегодно каждый городской житель производит 200-З00 кг ТБО, образующих городской мусор. Промедление с его удалением и ликвидацией недопустимо, так как может привести к глобальным эпидемиям (чума, холера и др.), к серьезному загрязнению городов. В то же самое тремя ТБО содержат ценные компоненты (металлы, органические вещества), а также являются потенциальным энергетическим источником.

В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалки (полигоны): в СНГ на свалки вывозят 97% образующихся ТБО, в США - 73%, в Великобритании - 9О%, в Германии - 70%, в Швейцарии - 25%, в Японии - около 30%. Недостатки складирования ТБО на свалках: большая потребная площадь земли, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков, значительные затраты на транспортировку ТБО, потеря ценных компонентов ТБО, экологическая опасность (загрязнение грунтовых вод и атмосферы, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций и пр.). Удаление ТБО на свалки (полигоны), имеющие глубокие исторические корни, следует рассматривать как вынужденное, сиюминутное решение проблемы, в принципе противоречащее экологическим и ресурсным требованиям. Поскольку свалки все дальше удаляются от городов, а бесконечно плечо вывоза ТБО увеличиваться не может, для всех стран актуальна проблема промышленной переработки ТБО.

Именно промышленная переработка, учитывающая требования экологии, ресурсосбережения и экономики, представляет собой кардинальный путь решения проблемы ТБО.

В мировой практике нашли промышленное применение четыре метода переработки ТБО:

- термическая обработка (в основном сжигание);

- биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива);

- анаэробная ферментация (с получением биогаза);

- сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для вторичного использования, удалением балластных или вредных компонентов, выделением отдельных фракций, наиболее пригодных технически, экологически и экономически для переработки тем или иным методом, например, сжиганием или компостированием).

Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие главным образом от морфологического состава ТБО и региональных условий.

Одним из наиболее распространенных и технически отработанных методов промышленной обработки ТБО перед их удалением на свалки является сжигание (часто с утилизацией тепла). В европейских странах сжиганием перерабатывают 20-25% объема городских отходов, в Японии - около 65% , в США - около 15% (в США мусоросжигание рассматривают как один из основных способов продления срока службы свалок). Судя по зарубежным данным, технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов (тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны и др.).

Техника и технология сжигания ТБО непрерывно совершенствовались.

В 30-е годы были разработаны печи для непрерывного слоевого сжигания ТБО, осуществляемого на колосниковой решетке, установленной в нижней части печи (до настоящего времени слоевое сжигание ТБО при температуре 850-1000 град.С в мировой практике применяется наиболее часто). В начале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты с топками с псевдоожиженным слоем (система "твердое-газ") в большей степени отвечающие экологическим требованиям.

В начале 90-х годов проведены многообещающие исследования по использованию металлургических печей Ванюкова, в которых сжигание осуществляется при температуре 1350 град.С в кипящем слое барботируемого шлакового расплава (образуется из загружаемых совместно с ТБО в печь золошлаковых отходов ТЭЦ); барботаж осуществляется с помощью окислительного кислородно-воздушного дутья, подаваемого через фурмы в нижней части боковых стенок печи (ниже уровня расплава/, а достигаемая температура обеспечивает разложение опасных органических соединений до простейших нейтральных. В середине 80-х начале 90-х годов Институт высоких температур АН разработал научные основы технологии высокотемпературной (2000 град.С) термообработки ТБО в шахтных печах (по конструкции идентичны доменным печам), в которые непрерывно подается предварительно нагретый до 1000-1100 град.С воздух ( воздух подогревается в подгоревателях-кауперах, представляющих собой металлические футерованные емкости с керамическими элементами в виде шариков из диоксида циркония или алюминия).

На большинстве действующих заводов не прямому сжиганию ТБО из шлаков сжигания выделяют черный металлолом (огарки).

Более чем вековая практика позволяет достаточно четко сформулировать преимущества и недостатки мусоросжигания. Преимущества этого метода; уменьшение объема отходов в 10 раз; снижение риска загрязнения почвы и воды отходами; возможность рекуперации образующегося тепла. Недостатки мусоросжигания исходных ТБО: опасность загрязнения атмосферы; уничтожение ценных компонентов; высокий выход золы и шлаков (около 30% по массе); низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков; сложность стабилизации процесса сжигания.

С 1972 г. в СНГ по проектам института "Гипрокоммунэнерго" построено 11 заводов, работающих по технологии прямого сжигания исходных ТБО (в городах Москва, Мурманск, Владимир, Владивосток. Сочи, Киев, Севастополь, Харьков). Все заводы, за исключением завода в Г.Владимире, работают на комплектном импортном оборудовании.

Основной вывод по всем построенным заводам - их неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние. Именно по экологическим соображениям бывший Госкомприроды СССР закрыл все три завода в Москве, из которых два с ликвидацией Комитета возобновили работу. Как убедительно показывает многолетняя практика, механический перенос европейского оборудования технологий, например, в российских условия положительных результатов не дает (различие морфологического состава ТБО, систем сбора и др.). Плохая работа завода в г.Владимире, укомплектованного отечественным оборудованием, во многом объясняется несовершенством применяемой технологии, мало учитывающей состав и свойства исходного сырья как объекта для сжигания.

Возможность использования для переработки и ликвидации ТБО термических методов основана на морфологическом составе ТБО, которые содержат до 60-70% органической (горючей) фракции. Вместе с тем специфические свойства органической фракции делают возможным ее использование для получения новой товарной продукции - компоста, биотоплива, корма для скота, спирта и др. Промышленное развитие получили главным образом методы компостирования ТБО, занимающие второе по распространенности (после сжигания) место в мировой практике.

Компостирование - это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло. В результате саморазогрева до 60-65 град.С происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Продуктом компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо (сырой компост).

Компостирование ТБО в мировой практике развивалось как альтернатива сжиганию (первый завод в Европе по компостированию ТБО был построен в 1932 г. в Нидерландах), но большого распространения не получило.

В Европе с получением компоста перерабатывают около 2% ТЕО, в Японии и США - до 2%.

В СНГ с 1971 по 1987 годы по проектам института "Гипроком-мунстрой" построено 8 заводов - в городах Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ташкент, Алма-Ата, Баку, Тбилиси, Минск, Могилев), а в конце 1994 г. - 9-й завод (в Санкт-Петербурге), на которых реализована практически одна и та же технология прямого компостирования исходных ТБО. Некоторым исключением являются Санкт-Петербургские заводы МПБО, на которых реализовано частичное извлечение из исходных ТБО, перед компостированием, черного металлолома. Несмотря на то, что Санкт-Петербургский завод был первым, построенным в бывшем СССР, положительный опыт его функционирования не был учтен при проектировании заводов в других городах, на которых ТБО подвергают компостированию без какой-либо первичной обработки. При практически неизменной технологии все действующие в СНГ заводы отличаются лишь схемой цепи аппаратов. Все заводы оснащены оборудованием для трех основных технологических операций, обеспечивающих производство компоста; частичной (в Санкт-Петербурге) предварительной подготовки ТБО, биотермического аэробного компостирования (для процесса компостирования достаточно удачно в качестве биобарабанов использованы цементные печи), очистки компоста от примесей и складирования компоста; на некоторых заводах, кроме того, предусмотрена термическая обработка (сжигание, пиролиз) некомпостируемой фракции (гг.Санкт-Петербург, Минск, Тбилиси, Ташкент).

На всех компостных заводах в СНГ (за исключением Санкт-Петербурга) получаемый компост имеет весьма плохой товарный вид, характеризуется низким качеством и сбывается с большим трудом. Товарный вид компоста Санкт-Петербургского завода более благоприятен, но, как и на остальных заводах, компост существенно загрязнен тяжелыми металлами.

По аналогии с прямым мусоросжиганием, технология прямого компостирования ТБО имеет тот же принципиальный недостаток -мало учитывает состав и свойства исходного сырья, чем и объясняется неудовлетворительная работа заводов и низкое качество готовой продукции.

Третий метод промышленной переработки ТБО - получение и утилизация биогаза, образующегося при разложении органических компонентов ТБО - чаще всего используется непосредственно на полигонах захоронения (в США, например, имеется около 8О установок по сжиганию метана, получаемого за счет гниения мусора на свалках). Вместе с тем в Германии и Японии разработана технология получения биогаза из органической фракции, выделенной из ТБО при их обогащении на специальных заводах. По-видимому, возможность применения анаэробной ферментации органической фракции ТБО следует учитывать в тех случаях, когда имеется практическая потребность в биогазе (с учетом его невысокого качества).

С середины 60 годов находит практическое применение 4-й метод переработки ТБО - их механизированная сортировка. В настоящее время в различных странах действует несколько десятков заводов, применяющих сортировку ТБО (извлечение металлов, легкой фракции, стеклобоя и др.).

Как показывает практика, сортировка сама по себе, как самостоятельная операция, не решает задачу санитарной очистки города и оптимальной переработки ТБО: выявляемые компоненты (за исключением металлов) сбываются с трудом, либо требуют создания специальных производств для их переработки (например, для вторичной переработки макулатуросодержащих компонентов), значительная часть отходов не утилизируется и подлежит удалению на полигоны. Вместе с тем важным преимуществом обогащения ТБО является возможность выделения из них тех компонентов, которые в процессе дальнейшей переработки (например, методом сжигания или компостирования) могут угрожать здоровью людей или не удовлетворяют требованиям процессов дальнейшей обработки.

Заключение

Мы должны понять главное: «Пора прекратить жить в долгу у природы!». Мы относимся к окружающей среде не как заботливые хозяева, а будто безответственные временщики. Без повышения экологической культуры населения мы никуда не продвинемся. Без этой работы невозможно будущее. 50 процентов проблем решаются только за счёт нормальной организации процесса уборки мусора, вывоза, складирования. У нас есть программы софинансирования по обращению с отходами. Сегодня активно в этой сфере проявляет себя бизнес. Значительная часть ТБО может пойти на вторичную обработку. Это дополнительный доход. Стоит немного потратиться и преобразовать уже существующие полигоны. В нашей стране есть все возможности, чтобы навести идеальный порядок и жить в чистоте.

Размещено на Allbest.ru