Процесс компостирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

компостирование безотходный промышленный отходы

Введение

1. Компостирование

1.1 Процесс компостирования

2. Различные технологии компостирования

2.1 Полевое компостирование ТБО

2.2 Компостирование твердых бытовых отходов (ТБО)

2.3 Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов в промышленных условиях

2.4 Анаэробное компостирование твердых бытовых отходов

Заключение

Список литературы

Введение

Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов (ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год.

Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт, а также являются источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое равновесие. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно-значимо характеризовать содержанием в них ряда черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, машиностроении, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.

Сделать производство безотходным невозможно так же, как невозможно сделать безотходными и потребление. В связи с изменением промышленного производства, изменения уровня жизни населения, увеличения услуг рынка значительно изменился качественный и количественный состав отходов. Запасы некоторых малоликвидных отходов, даже при современном спаде производства в России, продолжают накапливаться, ухудшая экологическую ситуацию городов, районов.

Решение проблемы переработки ТП и БО приобретает за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически полностью и успешно решают все эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Франции, Прибалтийских стран и многих других. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий. Сложность решения всех этих проблем утилизации твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО) объясняется отсутствием их четкой научно-обоснованной классификации, необходимостью применения сложного капиталоемкого оборудования и отсутствием экономической обоснованности каждого конкретного решения.

Во всех развитых странах мира потребитель давно "диктует" производителю тот или иной вид упаковок, что позволяет налаживать безотходный оборот их производства.

В 2001 году был проведен социологический опрос, который показал, что 64% граждан страны готовы раздельно собирать мусор без всяких условий. Учитывая, что существующие свалки переполнены, необходимо найти новые способы борьбы с ТБО. Эти способы должны сильно отличаться от сжигания, так как мусоросжигательные заводы крайне опасны.

В настоящее время реализованные в мировой практике технологии переработки ТБО обладают рядом недостатков, основным из которых является их неудовлетворительная экологическая проработка, связанная с образованием вторичных отходов, содержащих высокотоксичные органические соединения, и с высокой ценой переработки. Это связывается главным образом с отходами, содержащими хлорорганические вещества, и выделяющими высокотоксичные органические соединения (диоксины и т.п.). Диоксинобразующими компонентами ТБО являются такие материалы, как картон, газеты, пластмассы, изделия из поливинилхлорида и т.д. Рассмотрим один из процессов переработки твердых бытовых отходов.

1. Компостирование

Компостирование - это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического - прежде всего - растительного - происхождения, таких как листья, вегки и скошенная трава.

Во всем мире компостирование отходов ТБО, помета, навоза и органических отходов является наиболее распространенным методом обработки отходов животноводческого производства. И для этого есть веские причины, ведь этот способ переработки отходов способен решать такие проблемы, как неприятный запах, скопление насекомых и сокращение количества болезнетворных микроорганизмов, улучшить плодородность почв, рекультивировать полигоны ТБО и т.д.

В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места и процесс компостирования занимает больше времени.

Основными компонентами для компостирования являются: торф, навоз, навозная жижа, птичий помет, опавшие листья, сорная трава, стерня, пищевые отходы, растительные отходы, древесные опилки, твердые муниципальные отходы: бумага, опилки, тряпье, отходы сточных вод.

1.1 Процесс компостирования

Компостирование отходов заключается в том, что в органической массе повышается содержание доступных растениям элементов питания (азота, фосфора, калия и других), обезвреживаются патогенная микрофлора и яйца гельминтов, уменьшается количество целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Кроме того, в результате компостирования, удобрение становится сыпучим, что облегчает внесение его в почву. При этом, по своим удобрительным свойствам компост ни сколько не уступает навозу, а некоторые виды компоста даже превосходят его.

Таким образом, компостирование отходов позволяет не только вовремя и без лишней головной боли избавляться от фекалий и отходов, но одновременно получать из них качественное удобрение.

Важно помнить, что компостированию не подлежат больничные отбросы, субпродукты из ветлабораторий, примеси ядохимикатов, радиоактивных, дезинфицирующих и других токсических веществ.

Компостирование отходов может быть ускоренно с использованием передовых технологий и оборудования для компостирования. При этом устройства для компостирования отходов должны отвечать довольно высоким современным экологическим требованиям. Специалисты ABONO Group проектируют полигоны для компостирования, разрабатывают технологии и поставляют полный комплект оборудования для компостирования.

2. Различные технологии компостирования

Минимальная технология. Компостные кучи - 4 метра в высоту и 6 метров в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от одного до трех лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарная зона.

Технология низкого уровня. Компостные кучи - 2 метра в высоту и 3-4 в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи - через 10-11 месяцев. Компостирование занимает 16-18 месяцев.

Технология среднего уровня. Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4-6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.

Технология высокого уровня. Требуется специальная аэрация компостных куч. Компост готов уже через 2-10 недель.[2]

Технология высокого уровня. Требуется специальная аэрация комностных куч. Компост готов уже через 2-10 недель.

Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Возможные рынки сбыта компоста: садовые участки; предприятия; питомники; теплицы; кладбища; предприятия сельского хозяйства; ландшафтное строительство; общественные парки; придорожные полосы; рекультивация земель; покрытие свалок; рекультивация горных разработок; рекультивация городских пустырей.

Компостирование, применяемое в России на механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой «компост» применяют только для покрытия свалок).

2.1 Полевое компостирование ТБО

Наиболее простым и дешевым методом утилизации ТБО является полевое компостирование. Его целесообразно использовать в городах с населением свыше 50 тыс. жителей. Правильно организованное полевое компостирование обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнения ТБО. Технология полевого компостирования позволяет производить совместное обезвреживаение и переработку ТБО с обезвоженным осадком сточных вод (в соотношении 3:7), получаемый при этом компост содержит больше азота и фосфора.

Существует две принципиальные схемы полевого компостирования:

* с предварительным дроблением ТБО;

* без предварительного дробления.

При использовании схемы с предварительным дроблением ТБО для измельчения отходов используют специальные дробилки.

Во втором случае (без предварительного дробления) измельчение происходит за счет многократного перелопачивания компостируемого материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте.

Установки полевого компостирования, оснащенные дробилками для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства. ТБО измельчают молотковыми дробилками или небольшими биотермическими барабанами (частота вращения барабана 3,5 мин-1). Барабан обеспечивает достаточное измельчение ТБО за 800-1200 оборотов (4-6 ч). После такой обработки 60-70 % материала проходит через сито обечайки барабана с отверстиями диаметром 38 мм.

Сооружения и оборудование полевого компостирования должны обеспечить прием и предварительную подготовку ТБО, биотермическое обезвреживание и окончательную обработку компоста. ТБО разгружают в приемный буфер или на выровненную площадку. Бульдозером, грейферным краном или специальным оборудованием формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования.

Высота штабелей зависит от метода аэрации материала и при использовании принудительной аэрации может превышать 2,5 м. Ширина штабеля поверху не менее 2 м, длина - 10-50 м, угол заложения откосов равен 45°. Между штабелями оставляют проезды шириной 3-6 м.

Для предотвращения развеивания бумаги, выплода мух, устранения запаха поверхность штабеля покрывают изолирующим слоем торфа, зрелого компоста или земли толщиной 20 см. Выделяющееся под влиянием жизнедеятельности термофильных микроорганизмов тепло приводит к «саморазогреванию» компостируемого материала. При этом наружные слои материала в штабеле служат теплоизоляторами и сами разогреваются меньше, в связи с чем для надежного обезвреживания всей массы материала штабеля необходимо перелопачивать. Кроме того, перелопачивание способствует лучшей аэрации всей массы компостируемого материала. Продолжительность обезвреживания ТБО на площадках компостирования составляет 1-6 мес. в зависимости от используемого оборудования, принятой технологии и сезона закладки штабелей.

При весенне-летней закладке недробленых ТБО температура в шатбеле компостируемого материала через 5 дней поднимается до 60-70 °С и удерживается на таком уровне две-три недели, затем снижается до 40-50 °С. В течение следующих 3-4 мес. температура в шатбеле уменьшается до 30-35 °С.

Перелопачивание способствует активизации процесса компостирования, через 4-6 дней после перелопачивания температура на несколько дней снова повышается до 60-65 °С.

При осенне-зимней закладке температура в течение первого месяца поднимается только в отдельных очагах, а затем, по мере саморазогрева (1,5-2 мес.) температура штабеля достигает 50 - 60 °С и остается на таком уровне в течение двух недель. Затем в течение 2 - 3 месяцев температура в штабеле удерживается на уровне 20 - 30 °С, а с наступлением лета повышается до 30 - 40 °С.

В процессе компостирования активно снижается влажность материала, поэтому для ускорения биотермического процесса помимо перелопачивания и принудительной аэрации необходимо производить увлажнение материала.

На рис. 1, а, б, в, г представлены схемы с предварительным измельчением ТБО, а на рис. 1, д обработка перенесена в конец технологической линии. На рис. 1, а, б, в ТБО разгружают в приемные бункера, оснащенные пластинчатым питателем, на рис. 1, г - в траншеи с последующим извлечением их грейферным краном. На рис. 1, а, б, г - измельчение ТБО осуществляют в дробилке с вертикальным валом, на рис. 1, в - в горизонтальном вращающемся био-барабане.

На рис. 1, а измельченные ТБО смешиваются с обезвоженным осадком сточных вод и затем направляются в штабеля, где они находятся в течение нескольких месяцев. За время компостирование материал несколько раз перелопачивается.

Технологическая схема компостирования в две стадии представлена на рис. 1,б. В течение первых десяти дней биотермический процесс происходит в закрытом помещении, разделенном подпорными продольными стенками на отсеки. Компостируемый материал каждые два дня перегружают специальной подвижной установкой из одного отсека в другой. Для активизации биотермического процесса через отверстия, расположенные в основании отсеков, производят принудительную аэрацию компостируемого материала.

Из закрытых отсеков компостируемый материал после грохочения перегружают на открытую площадку, где он дозревает в штабелях в течение 2-3 мес.

Схема, изображенная на рис. 1, в, отличается от остальных тем, что в качестве дробилки в ней используют биобарабан.

В схеме, показанной на рис. 1, г, используют двойное грохочение материала. Измельченный в дробилке материал при первичном грохочении разделяют на две фракции: крупную, направляемую на сжигание, и мелкую, направляемую на компостирование. Компостирование осуществляют в лотке, расположенном на открытой площадке. Лоток разделен продольными стенками на секции и оснащен установкой для перегрузки компостируемого материала в соседние секции. Зрелый компост подвергают повторному (контрольному) грохочению, после чего отправляют потребителю.

При отсутствии дробилки для ТБО может быть применена схема, изображенная на рис. 1, д, в которой грохочение, дробление и магнитная сепарация происходят в конце технологического цикла.

Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны. Современные полигоны ТБО - это комплексные природоохранные сооружения, предназначенные для обезвреживания и захоронения отходов. Полигоны должны обеспечивать защиту от загрязнения отходами атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствовать распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

Рис. 1. принципиальные схемы сооружений полевого компостирования ТБО: а) совместная переработка ТБО и осадкосточных вод; б) двухстадийное компостирование ТБО; в) схема с предварительной обработкой ТБО в бнобарабане; г) схема с компостированием в открытых отсеках и предварительным грохочением ТБО; д) компостирование недробленых ТБО; 1 - приемный бункер с пластинчатым питателем; 2 - дробилка для ТБО; 3 - подвесной электромагнитный сепаратор; 4 - подача осадков сточных вод; 5 - смеситель; 6 - штабеля; 7 - грейферный кран; 8 - закрытое помещение для первой стадии компостирования; 9 - подвижная установка для перелопачивания и перегрузки компоста; 10 - продольные подпорные стенки; 11 - аэраторы; 12 - контрольный грохот для компостера; 13 - биобарабан; 14 - первичный грохот для дробленных ТБО; 15 - цилиндрический контрольный грохот; 16 - дробилка для компоста

Рис. 2. Принципиальная схема устройства полигона ТБО

Полигоны строят по проектам в соответствии со СНиП. Схема конструктивных элементов полигона представлена на рис. 2.

Дно полигона оборудуется противофильтрационным экраном - подложкой. Он состоит из глины и других водонепроницаемых слоев (битумогрунт, латекс) и предотвращает попадание фильтрата в грунтовые воды. Фильтрат - жидкость, содержащаяся в отходах, она стекает вниз, на дно полигона, и может просачиваться через его борта. Фильтрат - минерализованная жидкость, содержащая вредные вещества. Собирается фильтрат с помощью дренажных труб и отводится в резервуар для обезвреживания. Ежедневно в конце рабочего дня отходы покрываются специальным материалом и слоями грунта, а затем уплотняются катками. После заполнения секции полигона отходы покрываются верхним перекрытием.

Продуктом анаэробного разложения органических отходов является биогаз, представляющий собой в основном смесь метана и углекислого газа. Система сбора биогаза состоит из нескольких рядов вертикальных колодцев или горизонтальных траншей. Последние заполнены песком или щебнем и перфорированными трубами.

Все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изоляции ТБО и последующей рекультивации участка должны быть полностью механизированы.

Полигоны ТБО должны обеспечивать охрану окружающей среды по шести показателям вредности:

1. Органолептический показатель вредности характеризует изменение запаха, привкуса и пищевой ценности фитотест-растений на прилегающих участках действующего полигона и территорий закрытого полигона, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха грунтовых и поверхностных вод.

2. Общесанитарный показатель отражает процессы изменения биологической активности и показателей самоочищения почвы прилегающих участков.

3. Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель характеризует процесс миграции химических веществ из почвы близлежащих участков и территории рекультивированных полигонов в культурные растения, используемые в качестве продуктов питания и фуража (в товарную массу).

4. Миграционно-водный показатель вредности выявляет процессы миграции химических веществ фильтрата ТБО в поверхностные и подземные воды.

5. Миграционно-воздушный показатель отражает процессы поступления выбросов в атмосферный воздух с пылью, испарениями и газами.

6. Санитарно-токсикологический показатель суммарно характеризует эффект влияния факторов, действующих в комплексе.

Недостатком такого способа утилизации отходов является то, что наряду с образующимся в толще полигона фильтратом, являющимся основным загрязнителем природной среды, в атмосферу попадают токсичные газы, которые не только загрязняют воздушное пространство вблизи полигона, но и отрицательно влияет на озоновый слой земли. Кроме того, при захоронении на полигонах теряются все ценные вещества и компоненты ТБО.

2.2 Компостирование твердых бытовых отходов (ТБО)

Основной целью компостирования являются обеззараживание ТБО (в результате саморазогрева до 60-70^оC происходит уничтожение возбудителей болезней) и переработка в удобрение - компост за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста - высокое содержание в нём тяжелых металлов и других токсичных веществ.

Оптимальными условиями компостирования являются: рН от 6 до 8, влажность 40-60%, а вот ранее применяемое время компостирования 25-50 ч. оказалось недостаточным. В настоящее время компостирование осуществляется в специальных закрытых бассейнах или тоннелях в течение месяца.

Переработка ТБО в компост в небольших масштабах (1-3% от общей массы отходов) осуществляется в ряде стран (Нидерланды, Швеция, Германия, Франция, Италия, Испания и др.). Часто компостируется выделенная из ТБО органическая часть, менее загрязнённая цветными металлами, чем все отходы. Наиболее широко компостирование ТБО было распространено во Франции, где в 1980 г. действовало 50 установок для компостирования, а также 40 комбинированных установок по сжиганию и компостированию. В США компостирование практически не получило распространения. В Японии этим методом перерабатывается около 1,5% ТБО. В СССР был построен ряд заводов по компостированию ТБО в биобарабанах (в Москве, Ленинграде, Минске, Ташкенте, Алма-Ате). Большинство из них уже не функционирует.

Хорошо работал комбинированный (компостирование и пиролиз) завод по переработке ТБО в Ленинградской области. Комплекс завода состоял из приёмного, биотермического и дробильно-сортировочного отделений, склада готовой продукции и установки для пиролиза некомпостируемой части отходов.

Технологической схемой предусматривалась разгрузка мусоровозов в приемные бункера, из которых пластинчатыми питателями или грейферными кранами отходы подавались на ленточные конвейеры, а затем - во вращающиеся биотермические барабаны

В биобарабанах при постоянной подаче воздуха происходила стимуляция жизнедеятельности микроорганизмов, результатом которой являлся активный биотермический процесс. В ходе этого процесса температура отходов повышалась до 60^оC, что способствовало гибели болезнетворных бактерий.

Компост представлял собой рыхлый продукт без запаха. В расчете на сухое вещество компост содержал 0,5-1% азота, 0,3% калия и фосфора и 75% органического гумусного вещества.

Просеянный компост проходил магнитную сепарацию и направлялся в дробилки для измельчения минеральных составляющих, а затем транспортировался на склад готовой продукции. Выделенный металл прессовался. Отсеянная некомпостируемая часть ТБО (кожа, резина, дерево, пластмасса, текстиль и т. д.) направлялась на установку пиролиза.

Технологической схемой этой установки предусматривалась подача некомпостируемых отходов в бункер-накопитель, из которого они направлялись в загрузочную воронку сушильного барабана. После сушки отходы поступали в печь пиролиза, в которой без доступа воздуха происходило их термическое разложение. В результате получали парогазовую смесь и твёрдый углеродистый остаток - пирокарбон. Парогазовую смесь направляли в тепломеханическую часть установки на охлаждение и разделение, а пирокарбон - на охлаждение и дальнейшую переработку. Окончательными продуктами пиролиза являлись пирокарбон, смола и газ. Пирокарбон использовался в металлургической и некоторых других отраслях промышленности, газ и смола - в качестве топлива.

В целом, схема санитарной очистки города представлена на рис. 3.

Рис. 3. Санитарная очистка города

2.3 Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов в промышленных условиях

Метод механического биотермического компостирования в мировой практике начали применять в двадцатые годы прошлого века. Разработанные в то время биотермические барабаны превратили аэробное биотермическое компостирование в широко применяемую промышленную технологию обезвреживания и переработки ТБО. Используя комплекс технологических мероприятий, можно нормализовать содержание в компосте микроэлементов, в том числе солей тяжелых металлов. Из ТБО извлекаются черные и цветные металлы.

Для строительства завода по механической переработке ТБО в компост необходимы следующие оптимальные условия: наличие гарантированных потребителей компоста в радиусе 20-50 км и размещение завода у границы города на расстоянии до 15-20 км от центра сбора ТБО при численности обслуживаемого населения не менее 300 тыс. чел.

Около 25-30 % отходов не подлежат компостированию. Эту часть отходов или сжигают на компостных заводах, или подвергают пиролизу для получения пирокарбона, или вывозят на полигон ТБО для захоронения. Бытовые отходы доставляют на завод мусоровозы, которые разгружаются в приемные бункера. Отходы из бункера разгружают на ленточные контейнеры, по которым они направляются в сортировочный корпус, оснащенные грохотами, электромагнитными и аэродинамическими сепараторами. Отсортированные отходы, предназначенные для компостирования, по конвейерам попадают в загрузочные устройства биотермических барабанов, в виде вращающихся цилиндров (Рис. 4).

Биотермический процесс обезвреживания отходов происходит благодаря активному росту термофильных микроорганизмов в аэробных условиях. Масса отходов сама разогревается до температуры 60оС, при которой болезнетворные микроорганизмы, яйца гельминтов, личинки и куколки мух погибают, и масса отходов обезвреживается. Под действием микрофлоры быстрогниющие органические вещества разлагаются, образуя компост. Для обеспечения принудительной аэрации на корпусе биобарабана устанавливаются вентиляторы, которые подают воздух в толщу отходов. Количество подаваемого воздуха регулируется в зависимости от влажности и температуры материала. Оптимальная влажность для ускорения процесса компостирования 40-45 %. Снаружи биобарабан покрывают слоем теплоизоляционного материала для сохранения требуемого температурного режима.

Разгружаются биобарабаны на ленточные конвейеры, которые доставляют компост в сортировочный корпус. Здесь материал летит в двойную воронку, разделенную перегородкой на два отсека. Тяжелые частицы (стекло, камни), обладающие большей инерцией, летят в дальний отсек, а легкие фракции (компост) ссыпаются в ближний. Далее компост попадет на мелкое сито, после прохода которого компост окончательно очищается от балластных фракций. Стекло и мелкий балласт ссыпаются в тележки, а компост по системе конвейеров подается на складские площадки. Большую часть территории, отводимой под размещение мусороперерабатывающего завода (МПЗ), занимают складские площадки для дозревания и хранения компоста. Примерное время дозревания компоста на складе обычно не менее 2 месяцев.

Компост, производимый на МПЗ, имеет следующий состав: органическое вещество на сухую массу не менее 40 %, N - 0,7 %, P2O5 - 0,5 %, содержание балластных включений (камни, металл, резина) - 2 %, реакция среды (рН солевой вытяжки) не менее 6,0. Как показывает практика, при правильной организации сбора ТБО содержание в компосте солей тяжелых металлов не превышает предельно допустимых концентраций.

Выбросы в атмосферу МПЗ при производстве компоста содержат аммиак, углеводороды, оксиды углерода, окислы азота, нетоксичная пыль и другое.

Рис. 4 Технологическая схема непрерывного анаэробного компостирования с аэробным окислением органических отходов во вращающемся барабане: 1 - кран-балка с грейферным ковшом; 2 - мусоровоз; 3 - приемный бункер отходов; 4 - дозирующий бункер; 5 - пластинчатый питатель; 6 - подъемный кран с магнитной шайбой для погрузки пакетов металлолома; 7 - рольганг; 8 - магнитный сепаратор; 9 - бункер металлолома; 10 - пакетирующий пресс; 11 - вращающийся биотермический барабан; 12 - вентилятор; 13 - котельная или пиролизная установка; 14 - вытяжной вентилятор; 15 - штабеля компоста на площадках дозревания и готовой продукции; 16 - измельчитель компоста; 17 - грохот; 18 - прицеп для сбора отсева с грохота

В небольших городах (50 тыс. жителей и более) при наличии вблизи города свободных территорий применяют полевое компостирование ТБО (Рис. 4). В этом случае отходы компостируют в открытых штабелях. Увеличивается продолжительность переработки отходов с 2-4 суток до нескольких месяцев, и соответственно увеличивается площадь, отводимая под компостирование. В мировой практике применяют две схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без него. В первом случае отходы измельчают специальными дробилками, во втором - измельчение происходит за счет естественного разрушения при многократном «перелопачивании» компостируемого материала. При полевом компостировании ТБО разгружают в приемный бункер или на подготовленную площадку. Бульдозером или специальными машинами формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования. Для предотвращения рассеивания легких фракций мусора, интенсивного размножения мух и устранения неприятного запаха поверхность штабеля укрывают слоем торфа, зрелого компоста или грунта толщиной около 0,2 м. Выделяющееся под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов тепло приводит к «саморазогреву» компостируемых отходов в штабеле. При этом наружные слои разогреваются меньше, чем внутренние, и служат теплоизоляцией для внутренних саморазогревающихся слоев отходов.

Для обезвреживания всей массы материала в штабеле его «перелопачивают», в результате чего наружные слои оказываются внутри штабеля, а внутренние - снаружи. Кроме того, это способствует лучшей аэрации всей компостной массы. Также для повышения активности биотермического процесса штабеля увлажняют. Готовый компост перед отправкой потребителю направляют на грохот, где его очищают от крупных балластных фракций. Иногда при полевом компостировании отходы разделяют на фракции до компостирования. Площадки полевого компостирования размещают на водонепроницаемых грунтах и периодическая засыпка поверхности свежесформированных штабелей инертным материалом обеспечивают защиту почвы, атмосферы и грунтовых вод от загрязнений.

2.4 Анаэробное компостирование твердых бытовых отходов

Анаэробное компостирование ТБО предусматривает переработку органической части отходов за счет ферментации ее в биореакторах, в результате чего образуются биогаз и компост. Схема переработки ТБО в анаэробных условиях следующая (Рис. 5).

Рис. 5. Схема переработки ТБО методом анаэробного компостирования: 1 - приемный бункер; 2 - мостовой грейферный кран; 3 - дробилка; 4 - магнитный сепаратор; 5 - насос смеситель; 6 - метантенк; 7 - шнековый пресс; 8 - рыхлитель; 9 - емкость для сбора отжима; 10 - цилиндрический грохот; 11 - упаковочная машина; 12 - крупный отсев; 13 - склад удобрений; 14 - газольдер; 15 - компрессор; 16 - уравнительная камера; I - направление движения отходов; II - направления движения газа

ТБО разгружают в приемный бункер, откуда грейферным краном их подают в коническую дробилку с вертикальным валом. Измельченные отходы пропускают под электромагнитным сепаратором, где из них извлекают металлолом. Далее отходы попадают в метантенк, где их выдерживают в анаэробных условиях 10-16 суток при температуре 25оС с целью его обезвреживания. В результате из каждой тонны отходов получают около 120-140 м3 биогаза, содержащего 65 % метана, 470 кг органических удобрений влажностью 30 %, 50 кг металлолома и балластных фракций, 250 кг крупного отсева и 170 кг составляют газовые потери и фильтрат. Отработанную твердую фракцию выгружают и затем подают в шнековый пресс для частичного обезвоживания. Затем обезвоженная твердая фракция поступает разрыхлитель и оттуда в цилиндрический грохот, в котором материал разделяют на массу, используемую в качестве органических удобрений, и крупный отсев.

Анаэробное компостирование ТБО применяют в тех случаях, когда имеется практическая потребность в биогазе.

Заключение

В России забыта перерабатывающая промышленность, не организована система сбора вторичных ресурсов, не оборудованы в населенных пунктах места для сбора вторичных ресурсов (металл), не везде налажена система вывоза образующихся отходов, слабый контроль над их образованием. Это влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды, негативное воздействие на здоровье человека.

Очевидно, что ни одна технология сама по себе проблемы ТБО не решит. И МСЗ, и полигоны являются источниками выбросов полиароматических углеводородов, диоксинов и других опасных веществ. Эффективность технологий можно рассматривать лишь в общей цепочке жизненного цикла предметы потребления - отходы. Проекты МСЗ, на борьбу с которыми общественные экологические организации потратили много сил, в нынешней экономической ситуации еще долго могут так и оставаться проектами.

Полигоны еще длительное время останутся в России основным способом удаления (переработки) ТБО. Основная задача - обустройство существующих полигонов, продление их жизни, уменьшение их вредного воздействия. Лишь в крупных и крупнейших городах эффективно строительство МСЗ (или мусороперерабатывающих заводов с предварительной сортировкой ТБО). Реальна эксплуатация небольших МСЗ для сжигания специфических отходов, больничных, например. Это предполагает диверсификацию как технологий переработки отходов, так и их сбора и транспортировки. В разных частях города могут и должны применяться свои способы удаления ТБО. Это связано с типом застройки, уровнем доходов населения, другими социально-экономическими факторами.

Список литературы

1. Бобович Б.Б. и Девяткин В.В., «Переработка отходов производства и потребления», М., 2000 г.

2. «Утилизация твердых отходов», под ред. А.П. Цыганкова. - М.: Стройиздат, 1982 г.

3. Мазур И.И. и др., «Инженерная экология, Т1: Теоретические основы инженерной экологии», 1996 г.

4. Акимова Т.А., Хаскин Т.В. Экология: Учебник для вузов. - М.:ЮНИТИ. - 1999 г.

5. www.ecoline.ru.

6. www.ecology.ru.

Размещено на Allbest.ru