Содержание
Введение
Общая характеристика
Зарубежный опыт переработки бытовых отходов
Механизм обращения ТБО города
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 бытовые отходы (ТБО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться 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 ТБО нарушают экологическое равновесие. С другой стороны ТБО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно-значимо характеризовать содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов, черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.
Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.
Общая характеристика
В настоящее время в городах России осуществляется сбор, вывоз и складирование ТБО, но экологические требования при этом не выдерживаются, значительная часть территории отчуждается под свалки и находится в неудовлетворительном санитарном состоянии, вторичные ресурсы практически не используются.
Количество ТБО в России увеличивается, а их состав приближается к составу ТБО в западных странах. В России ежегодно накапливается около 30 млн. т. бытовых отходов или 200 кг отходов на душу населения. И хотя в ряде городов имеются крупные перерабатывающие и мусоросжигательные предприятия, многочисленные спецавтохозяйства и специализированный персонал работников и специалистов, но проблема неудовлетворительного санитарного состояния города имеет тенденцию к обострению.
В мировой практике известно более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО. Методы обезвреживания и переработки ТБО делятся по конечной цели на ликвидационные (решающие в основном санитарно – гигиенические задачи), утилизационные (решающие и задачи экономики – использование вторичных ресурсов); по технологическому принципу на биологические, термические, химические, механические, смешанные.
Большинство этих методов не нашли сколько – нибудь значительного распространения в связи с их технологической сложностью и сравнительно высокой себестоимостью переработки ТБО.
Наиболее практическое распространение в мировой практике получили экономически и экологически наиболее оправданные методы: складирование на полигоне (свалке); сжигание; аэробное биотермическое компостирование; комплекс компостирования и сжигания (или пиролиза) некомпостируемых фракций; изготовление гранулированного топлива и компоста.
Полигон – наиболее простой и дешевый метод _ устраивают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Там, где это невозможно, приходится устраивать специальное водонепроницаемое основание, что приводит к существенным дополнительным затратам, но кардинально не решает проблему. Площадь земельного участка выбирается с условием срока его эксплуатации 15-20 лет. Находить площадь в 40-200 га вблизи крупных городов становится все труднее, и это заставляет искать иные методы обезвреживания ТБО. С экологической точки зрения следует отметить, что полигон наряду с фильтратом, загрязняющим водоисточники, выбрасывает в атмосферу метан и другие токсичные газы, что не только загрязняет воздух вблизи полигона, но, по последним исследованиям, и отрицательно влияет на озоновый слой земли. При захоронении на полигоне теряются все ценные вещества и компоненты ТБО. Однако с учетом невысоких (по сравнению с заводами) капитальных затрат полигон еще многие годы будет оставаться самым распространенным методом обезвреживания ТБО.
Мусоросжигательные заводы получили значительное распространение в странах с высокой плотностью населения и большим дефицитом площадей (ФРГ, Япония, Швейцария, Бельгия и др.). Главный недостаток мусоросжигательных заводов – трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов. Кроме того, эти заводы превосходят мусороперерабатывающие заводы по капитальным и эксплуатационным затратам. Увеличение содержания в ТБО полимерных материалов приводит к увеличению концентрации вредных выбросов в выходящих газах. Для снижения экологической опасности мусоросжигательного завода приходится предусматривать 2 и 3 ступени очистки отходящих газов, что еще более увеличивает капитальные затраты. Сложной задачей при эксплуатации таких заводов является, наряду с очисткой отходящих газов, утилизация или захоронение остающихся после сжигания (до 30% от сухой массы ТБО) токсичной золы и шлака.
Практически все мусоросжигательные заводы оснащены оборудованием для утилизации тепла. На всех заводах производится извлечение в качестве вторичного сырья черного металлолома.
Оптимальными условиями строительства завода по снижению ТБО с утилизацией тепловой энергии могут быть:
обеспечение гарантированными круглосуточными и круглогодичными потребителями тепловой энергии в комплексе с подстраховывающей ТЭЦ или котельной (если потребитель не допускает временных перебоев подачи тепловой энергии);
размещение завода в пределах городской застройки (в промзоне) на расстоянии до 0,5 км от врезки в существующий теплопровод;
наличие шлакоотвала или потребителя шлака в качестве вторичного сырья не далее 10 км от завода;
численность обслуживаемого населения не менее 350 человек.
На мусоросжигательных заводах возможен прием, кроме ТБО, отходов медицинских учреждений. Практически все действующие в странах СНГ мусоросжигательные заводы оснащены импортным оборудованием. Организация серийного производства отечественного оборудования должна привести к некоторому снижению стоимости этих заводов.
Во многих европейских странах (Франции, Италии, Германии, Нидерландах и др.), а также крупных городах СНГ (Санкт-Петербурге, Нижнем-Новгороде, Минске, Ташкенте, Тбилиси, Алма-Ате, Баку и др.) эксплуатируются заводы, работающие по технологии аэробного биотермического компостирования. При этой технологии ТБО вступают в естественный кругооборот веществ в природе, обезвреживаются и превращаются в компост – ценное органическое удобрение, используемое, например, для городского озеленения или в качестве биотоплива для теплиц. В процессе переработки создаются условия, губительно действующие на большинство болезнетворных микроорганизмов, в том числе солей тяжелых металлов. Из ТБО извлекается лом черных и цветных металлов. Эти заводы оснащаются комплектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного метала, стекла, пластмассы, а также грохотами, дробилками и др.
Полный комплект как основного, так и вспомогательного оборудования таких заводов серийно выпускается отечественной промышленностью.
Оптимальными условиями строительства завода по механизированной переработке ТБО в компост являются:
наличие гарантированных потребителей компоста (органического удобрения или топлива) в радиусе 20-50 км;
численность обслуживаемого населения не менее 100 тыс. человек.
При очистке компоста остается 25-30% некомпостируемых материалов, которые на комплексных заводах подвергаются термической переработке (сжиганию или пиролизу с получением тепловой энергии и пирокарбоната, применяемого в металлургии).
В последние годы появилась технология комплексной сортировки ТБО с получением высококалорийных топливных гранул. Пока эта технология связана с проблемой, где сжигать это не очень чистое в экологическом отношении топливо.
Выбор метода и типа сооружений в конкретном городе зависит от ряда условий – состава и свойств ТБО; климатических условий; потребности в органическом удобрении или тепловой энергии; экономических и экологических факторов.
Наиболее распространенным способом в России является полигон как наиболее простой и дешевый метод. Современные полигоны, как правило, не отвечают экологическим требованиям, так как не имеют соответствующих инженерных сооружений, оборудованных системами борьбы с загрязнениями воды, воздуха и почвы. Кроме того, они занимают большие площади, необходимые для сельского хозяйства, не говоря уже о том, что вместе с ТБО безвременно захоранивается множество полезных компонентов.
Основными недостатками мусоросжигательных заводов является трудность отчистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, высокая концентрация вредных выбросов в атмосферу, а также эти заводы имеют более высокие эксплуатационные и капитальные затраты, чем мусороперерабатывающие заводы. Наиболее экологически и экономически оправданным методом утилизации ТБО, имеющим практическое применение в России, является аэробное биотермическое компостирование. В процессе переработки отходов производится компост, являющийся ценным органическим удобрением. Соответствующие технологические мероприятия позволяют нормализовать содержание, в компосте микроэлементов в том числе солей тяжелых металлов.
Управление системой организации обращения с ТБО осуществляет Комитет ЖКХ (Служба заказчика), а выполняют необходимый объем работ подрядные организации. Большинство подрядчиков работает на государственных или муниципальных предприятиях (частных фирм мало).
Источник финансирования работ – бюджет и средства потребителей, а также дотации производителям работ и услуг. Тарифы установлены только на сбор и вывоз отходов, имеются дотации и льготы по оплате. Оплата по переработке проводится по низким тарифам из бюджета.
Основными проблемами в данной сфере являются ухудшение экологической ситуации, расширение площади свалок, в том числе нелегальных, недоиспользование вторичных ресурсов, низкий уровень переработки отходов.
Причинами этих проблем служат отсутствие системы обращения ТБО, отсутствие действенных экологических механизмов и стимулов.
Для решения указанных проблем необходимо использовать современную технику и технологию, применять обоснованную тарифную политику, соответствующие экономические механизмы и стимулы, предусматривать развитие конкуренции и формировать комплексную систему обращения с ТБО.
Зарубежный опыт переработки бытовых отходов
В высокоразвитых промышленных странах Европы и Америки накоплен богатый опыт постепенного перехода от захоронения ТБО на свалках к использованию большей части отходов в качестве вторичного сырья и топливно-энергетических ресурсов.
Еще в начале 90-х годов захоронение на свалках оставалось самым распространенным методом обращения с отходами. Второе место по общему количеству обезвреживаемых отходов занимало их сжигание. Большинство европейских стран отдавало предпочтение либо свалкам, лидо сжиганию ТБО, и только в нескольких странах использование этих методов было сбалансировано. Однако практически повсеместно в обществе нарастало негативное отношение к сжиганию отходов как к потенциальному источнику поступления диоксинов в окружающую среду. В 1992 году в США под давлением общественности был принят закон об ограничении сжигания отходов во всех сферах производства.
Под влиянием экологической общественности запрещено строительство новых мусоросжигательных заводов (МСЗ) в Канаде и многих штатах США. В странах Западной Европы оно резко пошло на убыль, но Южная Азия и Восточная Европа готовы получать устаревшие западные технологии и строить МСЗ. Их производители находят новые рынки сбыта и собираются построить около 200 МСЗ в России. Качество и объем сжигаемого мусора в развитых странах представлены в приложении в таблице 1.
В США применявшиеся достаточно широко сжигание отходов постепенно вытесняется их использованием в качестве вторичного сырья. По прогнозам в ближайшие годы количество перерабатываемых ТБО может достигнуть в этой стране 30 – 55%.
В Европе рост объемов ТБО, используемых в качестве вторичного сырья, опережал рост их использования в качестве топлива. Однако, по прогнозам, количество ТБО, используемых как топливо, сохранится в начале этого века на уровне 20%.
До середины 80-х годов предпочтение чаще всего отдавалось тем схемам обращения ТБО, затраты на реализацию которых были наименьшими. В настоящее время осуществляется переход к более дорогостоящим схемам обращения, позволяющим в большей степени использовать рециркуляцию материалов, содержащихся в отходах. Для этого используются: раздельный сбор в домохозяйствах компонентов и фракций, подлежащих рециклингу (приложение рис 1.), создание небольших самостоятельных предприятий, занятых сбором (а нередко и переработкой) тех или иных компонентов ТБО. Во многих странах управление процессами сбора, вывоза и переработки ТБО осуществляется местными органами власти.
В результате работы, проделанной внутри государств и на межгосударственном уровне, были выбраны приоритеты в деле обращения с ТБО, а также ряд строгих ограничений по токсичным веществам и по технологиям переработки тех или видов отходов, в которых могут присутствовать токсичные вещества. Европейское сообщество (ЕС) суммировало эти наработки в принятой в 1990 г. «Стратегии Сообщества для обращения с отходами».
Природоохранная политика ЕС основана на принципах устойчивого развития. Под устойчивым развитием понимается, в первую очередь, неправомерность действий, представляющих угрозу будущим поколениям к системе обращения с отходами. Для их выполнения принят следующий порядок приоритетов в управлении потоком отходов, предписывающий:
использование всех возможностей для предотвращения образования отходов;
вторичное использование всех полезных фракций отходов, включая применение их как источника энергии;
экологически правильное захоронение неутилизируемых фракций, включая строго контролируемое сжигание.
Устойчивость системы обращения обеспечивается следующими способами:
развитием рынка вторичных ресурсов. Рыночная инфраструктура позволяет осуществлять раздельный сбор отходов, вторичное использование материалов и энергии и косвенно способствует уменьшению объемов отходов;
удалением отходов в соответствии с европейскими стандартами;
пресечением нелегального захоронения отходов с помощью жесткой системы контроля;
применением принципа «загрязнитель платит»
Механизмы реализации стратегии таковы:
запретить использование материалов, для которых доказана вредность их воздействия на окружающую среду;
увеличить стоимость размещения отходов;
оказывать поддержку производителям в целях уменьшения материалоемкости упаковки и продукции;
поощрять использование материалов, которые безопасны в использовании и в виде отходов;
Требования к системе обращения с отходами заложены в программных документах и директивах ЕС. Некоторые страны ЕС (Дания, Германия, Голландия) внесли эти директивы в свое законодательство.
Стратегия ЕС учитывает как требования охраны окружающей среды, так и экономические соображения. Целью является анализ всего цикла существования изделий, включающего конструирование, добычу сырья, производство материалов, производство и использование изделий, появление отходов. Цикл закачивается определением возможности повторного использования изделий или материала.
В стратегии ЕС предусмотрено выделение потоков отходов, оказывающих наибольшее воздействие на окружающую среду. В настоящее время выделены следующие потоки:
отслужившие свой срок автомашины;
отходы снесенных строений;
отходы здравоохранения;
отработанное электронное и электрооборудование.
США и Канада, которые не являются членами ЕС и формально не присоединились к этому документу, в своей политике обращения с ТБО придерживаются той же системы приоритетов.
Иерархическая система обращения с отходами с точки зрения экологической безопасности (приложение рис. 2) полностью согласуется со стратегией ЕС, лишь несколько детализируя отдельные моменты.
В последние годы все больше сторонников находит концепция управления отходов (КУО). Этот подход содержит следующие базовые положения:
не существует какой-либо одной технологии, способной без вреда для человека и окружающей среды переработать весь поток отходов;
даже применение комплексных технологических вариантов способно решить проблему отходов только при условии совместного применения соответствующих экономических и социальных инструментов.
Помимо базовых принципов концепция КУО учитывает ряд более конкретных положений, из которых следует упомянуть о пяти перечисленных ниже.
1. К различным компонентам отходов должны применяться различные подходы.
2. Комплексное управление отходами и использование комбинированных способов их технологической переработки должны иметь цели – сокращение количества отходов; их переработку в качестве вторичного сырья; сжигание того, что не может быть утилизировано иным способом, но может гореть; захоронение на полигонах того, что нельзя использовать.
3. Местные проблемы с отходами должны решаться на местном уровне посредством разработки и осуществления небольших программ.
4. Подход к переработке отходов должен базироваться на стратегическом долговременном прогнозе изменений объема отходов и технологий утилизации.
5. Необходимым элементом любой программы по решению проблемы отходов является участие в ее реализации местных властей и всех, кто производит отходы (в том числе населения).
Фактически формула обращения ТБО в различных странах воплощает принцип устойчивого развития и может быть кратко представлена следующим перечнем операций: редукция; вторичное использование; переработка; извлечение энергии; захоронение остатков.
Полнота осуществления данной формулы в различных странах определяется конкретными экономическими, сырьевыми, демографическими и другими условиями. В зависимости от них принимаются адекватные законодательные акты, вводятся соответствующие организационно-финансовые механизмы, определяющие наиболее важные акценты в переработке ТБО. В целом эти шаги направлены на создание условий, стимулирующих внедрение приоритетных для данной страны методов переработки отходов.
В зависимости от конкретных экономических ситуациях, состава отходов, хозяйственной политики, ресурсной базы и культуры населения различных стран национальные стратегии управления ТБО могут заметно различаться, однако в целом их конечные цели близки, все они так или иначе сводятся к осуществлению формулы обращения с отходами, построенной на принципах устойчивого развития.
Так, например, в Голландии в период с 1988 до 2000 г. объем захоронения ТБО должен быть уменьшен с 5о до 7% в соответствии с государственной политикой. Вместе с тем, объем вторичного использования и переработки полезных фракций ТБО должен возрасти за этот период с 50 до 70%. Также существенно должна возрасти доля мусоросжигания с 10 до более чем 20%.
Аналогичная государственная политика проводится и во Франции, однако динамика внедрения нового подхода к переработке ТБО в этой стране существенно напряженней. Так, за 7 лет, в период с 1995 до 2002 г. объем захоронения ТБО должен упасть с 50 до 7%; вторичное использование и Рециклинг – возрасти с 10 до 30%; доля мусоросжигания – возрасти с 40 до 60-65%.
В тоже время одна из развитых стран – США – имеет своеобразную политику в области обращения с ТБО, которая отличается от европейской (приложение рис. 3.). Так, на протяжение уже более чем 30 лет доля мусоросжигания в системе обезвреживания ТБО практически постоянна и составляет на сегодняшний день примерно 15-20%.
В ближайшие годы основная часть ТБО будет складироваться на полигонах. За 40 лет с 1960 до 2000 г. доля складирования снижается с 75 до 55%. Значительно развиваются методы вторичного использования и переработки ТБО, доля которых возрастает с 5-7% в 1960 г. до 30% в 2000 г.
Таким образом, стратегии управления ТБО, в целом направлены на существование концепций устойчивого развития, должны быть адаптированы к условиям конкретной страны. В связи с этим при их идентичной направленности структура системы правления ТБО, темпы ее развития могут радикально отличаться друг от друга.
Механизм обращения ТБО города
1. Технологические – организация сбора ТБО на основе селекции основных компонентов (раздельный сбор отходов), транспортировка отходов с учетом перегрузочных станций, применение современных технологий переработки и сжигания отходов, организация системы использования вторичных ресурсов, компоста и энергии, создание полигонов захоронения отходов, отвечающих требованиям экологии.
2. Экономические – формирование экономического механизма функционирования системы, обеспечивающего организацию финансовых потоков и стимулирования всех участников процесса управления ТБО.
3. Социальные – пропаганда и реклама экологически безопасных и экономически эффективных способов сбора, транспортировки и использования отходов среди населения и работников.
Основными приоритетными направлениями формирования комплексной системы управления ТБО являются предупреждение и всемерное сокращение отходов производства и потребления продукции; организация раздельного сбора и транспортировки отходов; максимальное использование вторичных ресурсов при сортировке, переработке и сжигании отходов; захоронение неиспользуемой части отходов с учетом требований экологической безопасности;
Организация мусорной цепочки: образование (производство и потребление) – сбор – транспортировка – переработка – сжигание – складирование – образование – …(приложение таблица 2).
Для формирования и функционирования комплексной системы управления ТБО необходимо привлечение инвестиционных ресурсов и создание менеджерской фирмы, которая может взять на себя организацию процесса по сбору, транспортировке, переработке, использованию и захоронению отходов, а также регулирование основных финансовых потоков по управлению отходами (приложение рис.4).
Заключение
В России забыта перерабатывающая промышленность, слабо ведется работа по подготовке и воспитанию населения по раздельному сбору отходов, 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 отходов. 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 Росси основным способом переработки ТБО. Основная задача – обустройство существующих полигонов, продление их жизни, уменьшение их вредного воздействия. Лишь в крупных и крупнейших городах эффективно строятся МСЗ (или мусороперерабатывающие заводы с предварительной сортировкой ТБО). Это предполагает диверсификацию как технологий переработки отходов, так и их сбора и транспортировки. В крупных городах России, в разных районах могут и должны применяться свои способы удаления ТБО. Это связано с типом застройки, уровнем доходов населения, другими социально-экономическими факторами. Точно так же задача селективного сбора отходов в ближайшее время может быть решена лишь в относительно небольших городах со специфическим населением или отдельных городских районах.
Список литературы
1. Дрейер. А.А. , А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В. Миронов. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка, М.: 1997
2. .Матросов А.С. Управление отходами. Учебник. – М.: 1999.
3. Федоров Л.Г. Управление отходами в крупных городах и агломерационных системах поселений. – М.: 1999.
4. Чекалин В.С. Экономика городского хозяйства. Учебник. – С-Пб.: 2003.
5. Черп О.М., Виниченко В.Н. Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход. – М.: Эколайн, Ecologia, 1996.
6. Юфит. С.С. Мусоросжигательные заводы – помойка на небе. Промышленные полигоны – конец мусорному кризису. Диоксины в грудном молоке. Лекции. – Нижний Новгород, 1999.
7. www.urbaneconomiсs.ru