Управление твердыми отходами производства

И потребления

К организационных мероприятия по охране почв и земель прежде всего относят систему управления твердыми отходами производства и потребления. Реализация системы обращения с твердыми отходами производства и потребления в общем виде предполагает осуществление следующих видов деятельности [51]:

- организация деятельности хозяйствующих субъектов по сбору, транспортированию и утилизации отходов;

- государственное управление и контроль за соблюдением установленных норм и правил в области обращения с отходами;

- сбор информации в области обращения с отходами;

- экономическое регулирование в указанной области, вовлечение населения в деятельность по ресурсосбережению и уменьшению образования твердых отходов потребления.

С целью уменьшения негативного влияния отходов на состояние окружающей среды в качестве приоритетных направлений формирования системы управления отходами на территории различных населенных пунктов являются [51]:

- 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.

Основными аспектами деятельности в системе управления отходами являются [51]:

- технологические, предполагающие организацию сбора твердых отходов производства и потребления, транспортировку отходов с учетом перегрузочных станций, применение современных технологий переработки и сжигания отходов, организацию системы использования вторичных ресурсов, компоста и энергии, создание полигонов захоронения отходов, отвечающих требованиям охраны окружающей среды;

- правовые, включающие создание и закрепление нормативно-правовой базы;

- экономические, предполагающие формирование экономического механизма функционирования системы, обеспечивающего организацию финансовых потоков и стимулирование всех участников процесса управления твердых отходов производства и потребления;

- экологические, рассматривающие соблюдение и обеспечение экологических и санитарно-гигиенических требований на каждом этапе обращения с отходами;

- социальные, основанные на пропаганде и рекламе экологически безопасных и экономически эффективных способов сбора, транспортировке и использовании отходов среди населения и работников;

- политические и др.

В настоящее время наиболее известными системами управления отходами в мире являются:

1. Комплексное Управление Отходами (КУО) [51].

2. Европейская система управления отходами (дуальная система Германии и других европейских стран) [52].

3. Концепция управления ТБО в России [53].

4. Принципиальная концепция сбора, удаления и переработки отходов (разработчики: Шубов Л.Я., Голубин А.К. и др.) [52].

5. Концепция «Zero Waste» (разработчик Робин Мюррей) [54].

В последние годы все больше сторонников находит концепция управления отходов (КУО). Ее основной идеей является эффективное разделение потока отходов, что значительно сократит их количество, поступающее на объекты захоронения.

Основной целью Европейской системы управления отходами является минимизация отходов у источника либо предотвращение их образования. Реализация данного направления возможна с помощью нормативно-правовых, экономических, технологических, информационных инструментов.

Особого внимания заслуживает Дуальная система обращения с отходами в Германии DSD (Duales System Deutshland). Основными направлениями являются: тотальный запрет на захоронение органических отходов; полная переработка отходов с целью дальнейшего их использования в качестве вторсырья; повышение ответственности производителя; окончательное устранение только неразлагающихся вредных веществ.

По экспертным оценкам, в Российской Федерации ежегодно образуется 160 млн. куб. м твердых бытовых отходов, из которых только 3% перерабатывается промышленными методами, остальные вывозятся на полигоны или сжигаются. Под полигоны и свалки твердых отходов производства и потребления ежегодно отчуждается до 10 тыс. га земель, включая плодородные земли, изымаемые из сельскохозяйственного оборота. Такимобразом, существующая система управления отходами показала свою неэффективность со всех возможных позиций для ее рассмотрения, хотя в некоторых крупных городах помимо захоронения отходов применяются различные способы переработки (сжигание, выделение металлов и других компонентов из общей массы для вторичного использования).

Основной идеей принципиальной концепции сбора, удаления и переработки отходов является переход от полигонного захоронения твердых отходов производства и потребления к их промышленной переработке на основе долгосрочного планирования. В концепции сделан упор на технологическую составляющую системы управления отходами, предложена комплексная переработка компонентов отходов, затронуты экономические и экологические позиции.

Концепция «Zero Waste» предполагает ответственность производителей, экологичное проектирование, повторное использование и переработку отходов. Основные задачи концепции направлены на то, чтобы добиться нулевых сбросов за счет поэтапного прекращения производств соответствующих веществ; запретить отправку на свалку биологических отходов, не прошедших компостирование; исключить отходы как таковые (никакие материалы не будут считаться бесполезными – вместо этого будет подыскиваться способ их использования). Предлагается путь превращения с помощью экологического проектирования отходов в «позитивные» материалы, предназначенные для чистого производства.

Помимо перечисленных, в последнее время становятся популярными в практическом использовании Кластерная политика в области обращения с отходами, превентивная стратегия и др.

4.3. Основные этапы обращения с твердыми отходами

производства и потребления

К различным видам деятельности в области обращения с отходами относятся сбор, накопление, транспортирование, использование, обезвреживание, хранение и захоронение отходов.

Сбор отходов осуществляется с целью их дальнейшего использования, обезвреживания, транспортирования или размещения.

Накопление отходов – это временное складирование на срок не более шести месяцев на площадках, обустроенных в соответствии с требованиями законодательства в области охраны окружающей среды и обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, с целью их дальнейшего использования, обезвреживания, транспортирования и размещения.

Транспортирование отходов – это их перемещение с помощью транспортных средств за пределы их места образования.

Использование отходов – это их применение для производства товаров или для получения энергии.

Обезвреживание отходов – это их обработка, в том числе сжигание и обеззараживание на специализированных установках с целью предотвращения вредного воздействия на человека и окружающую среду.

Хранение отходов – это их содержание в объектах размещения отходов с целью их последующего захоронения, обезвреживания или использования.

Захоронение отходов – это изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специализированных хранилищах с целью исключения попадания вредных веществ в окружающую среду.

С позиции охраны окружающей среды от твердых отходов производства и потребления все мероприятия, позволяющие снизить негативное воздействие, можно также рассматривать в виде трех основных групп: организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-технические. При этом к организационным мероприятиям можно отнести:

- устройство СЗЗ промышленных предприятий по переработке и утилизации отходов, а также СЗЗ для полигонов по захоронению отходов;

- организация мест накопления и сбора отходов (т.е. выбор мест сбора по территории городской застройки, их количество и пр.);

- организация транспортирования (график вывоза отходов и прочие логистические направления организации этапа) и др.

К технологическим мероприятиям относятся в этом случае:

- конструктивное исполнение контейнеров по сбору отходов;

- конструктивное исполнение мусоровозов;

- применение различных способов переработки и обезвреживания отходов;

- внедрение мало- и безотходных технологий и др.

Специальными инженерно-техническими мероприятиями в этом случае являются различные методы утилизации отходов.

4.3.1. Сбор и транспортирование твердых отходов

В системе санитарной очистки города от твердых отходов можно выделить два аспекта [51]:

1 - обеспечение чистоты города;

2 - снижение количества отходов, направляемых на захоронение (за счет вовлечения их в утилизацию).

Организация санитарной очистки городов от твердых отходов потребления, применяемые технические средства и формы обслуживания во многом определяются конкретными условиями, из которых основными являются [51]:

- численность и плотность городского населения;

- уровень благоустройства жилищного фонда (наличие канализации, централизованного отопления и теплоснабжения, этажность и наличие мусоропровода);

- климатические и другие природные условия;

- архитектурно-планировочная композиция города;

- состояние и перспектива развития жилой застройки;

- экономические возможности.

Для успешного решения задач в системе сбора и удаления твердых отходов потребления можно выделить следующие основные направления [51]:

- в малоэтажной застройке отходы следует собирать в малые пластмассовые или бумажные сборники, которые вручную или механизировано загружать в кузов собирающего мусоровоза, аналогично методу, применяемому в индустриально развитых странах;

- в домах большой этажности или для группы малоэтажных домов устанавливать стандартный герметичный контейнер на колесиках из оцинкованного железа, пластмасс, металла, обработанного антикоррозионным и антиадгезионным покрытием;

- для крупногабаритных отходов устанавливать съемные контейнеры-кузова.

В России существующая система сбора твердых отходов потребления включает следующие операции [51]:

1) в зоне многоэтажной застройки сбор производится в металлические контейнеры, устанавливаемые на специальной контейнерной площадке. Основные недостатки контейнеров состоят в значительной их массе, малой коррозионной стойкости и относительно высокой стоимости;

2) с целью вывоза твердых отходов потребления применяют спецтранспорт:

- с различными механизмами загрузки-выгрузки отходов, характером процесса уплотнения отходов;

- с различной вместимостью кузова: мини-мусоровозы (7-10 м³), средние (16-45 м³), и большегрузные (более 45 м³);

- для вывоза отходов из жилых зданий и общественных организаций, а также для вывоза крупногабаритных отходов.

К сожалению, сбор твердых отходов потребления в целом происходит с малой эффективностью: не хватает мусоровозов, у имеющихся малая вместимость мусора, отсутствует четкий график вывоза. Очевидно, что эта система сбора несовершенна, так как не обеспечивают надлежащей санитарии и гигиены, поскольку камеры и контейнеры являются рассадниками насекомых и грызунов и источниками неприятных запахов.

Кроме того, как правило, приходится вывозить мусор на дальние расстояния. Так, среднее по стране расстояние вывоза твердых отходов потребления составляет 20 км, а в крупных городах с населением более 500 тыс. жителей оно возрастает до 45 км и более.

Промышленные отходы обычно удаляются самими предприятиями в специальные места захоронения или на общие свалки, куда поступают твердые бытовые отходы (мусор) из городов и поселков.

В связи с вышеизложенным представляется необходимым упомянуть о так называемых диоксинсодержащих отходах, которые образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками, при обезвреживании воды хлорированием, при производстве пестицидов.

Диоксины, относящиеся к классу хлоруглеводородов, являются самыми токсичными из синтезированных человеком веществ. Характеризуясь мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим (отравление плода или внутриутробное отравление эмбриона) дей­ствием, они подавляют иммунную систему человека, вызывая тем самым «диоксиновый СПИД». При получении человеком высоких доз (например, при вдыхании аэрозолей, через продукты питания) диоксины вызывают постепенное истощение и последующую смерть без наличия при этом явно выраженных патологических симптомов («синдром изнурения»). Важно указать, что биологи­ческое действие диоксинов проявляется уже в исключительно низ­ких дозах.

Проблема диоксинов впервые возникла в США в 30-40 гг. В России первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение природной среды зафиксировано в 1991 г. в районе г. Уфы. Было обнаружено, что содержание диоксинов в водах р. Уфа более чем в 50 тыс. раз превысило их ПДК. Причиной загрязнения воды стало поступление фильтрата из уфимской городской свалки промышленных и бытовых отходов. Как следствие, количество диоксинов в крови, жировой ткани и грудном молоке многих жителей Уфы и Стерлитамака увеличилось в 4-10 раз по сравнению с допустимым уровнем.

Для транспортирования опасных отходов необходимо соблюдение следующих условий: наличие паспорта опасных отходов, наличие специально оборудованных и снабженных специальными знаками транспортных средств, соблюдение, требований безопасности к транспортированию опасных отходов на транспортных средствах, наличие документации, с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места.

4.3.2 Основные принципы и технологические процессы

переработки отходов

В мировой практике известны более 20 методов обезвреживания, переработки и утилизации твердых отходов. Методы обезвреживания и переработки отходов до конечной цели можно разделить на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных материальных ресурсов) [51, 55].

Переработка отходов – технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции [51, 55].

Утилизация отходов – более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д [51, 55].

Переработка отходов заключается в осуществлении каких-либо технологических операций, в результате которых изменяются физические, химические и биологические свойства и /или их состав.

Целью переработки является их использование в качестве материально-сырьевых ресурсов или обезвреживание и удаление.

При переработке отходы претерпевают глубокие превращения, сопровождающиеся изменением их агрегатного состояния, химического состава и физической структуры.

Технологии переработки отходов базируются на механических, гидро- и аэродинамических, физических, химических, биохимических, тепло- и массообменных процессах.

Как правило, при осуществлении переработки и/или утилизации отходов сочетаются различные способы воздействия на них.

Механические процессы широко применяются при подготовке отходов. К ним относятся [51, 55]:

- измельчение отходов (дробление, фрагментирование крупногабаритных отходов, помол);

- сортировка отходов;

- компактирование (пакетирование, брикетирование, гранулирование, таблетирование, высокотемпературная агломерация);

- смешение материалов (пневматическое и механическое).

Гидро- и аэродинамические процессы используют для разделения смесей отходов по видам и перемещения их в различных аппаратах. Они часто сочетаются с теплообменными, механическими и физико-химическими процессами. К таким методам относятся [51, 55]:

- гравитационное отстаивание;

- пенная сепарация;

- центробежная сепарация;

- фильтрация жидкостей;

- аэродинамическая сепарация.

Теплообменные процессы являются неотъемлемой частью многих способов переработки отходов и используются при их сжигании, пиролизе и при других процессах, в которых имеет место выделение и утилизация теплоты или необходимость охлаждения отходов и продуктов их переработки. Такими процессами являются: электронагрев, нагрев электрическим сопротивлением, индукционный нагрев, высокочастотный нагрев, нагрев электрической дугой [51, 55].

Массообменные процессы лежат в основе способов утилизации отходов, при которых осуществляется перенос массы вещества путем дистилляции, сорбции, сушки, кристаллизации и др. Они, как правило, сочетаются с теплообменными и механическими, а иногда и с химическими процессами. Массобменные процессы реализуются в виде абсорбции, адсорбции, перегонки жидкостей, сушки, кристаллизации и экстракции [51, 55].

Физические процессы основаны на законах поведения твердых тел в различных полях (электромагнитном, гравитационном и др.) и под действием различных излучений. При этом главными физическими свойствами, по различию в которых происходит разделение отходов по видам, являются плотность, размер, вязкость, хрупкость, магнитная восприимчивость, электропроводность и пр. Такие процессы реализуются посредством магнитной видовой сепарации, электродинамической, электрической, рентгенорадиометрической сепарации [51, 55].

Химические процессы используют для окисления и восстановления материалов, для перевода отходов из одного физического состояния в другое, изменения каких-либо характеристик веществ и т.д. При химических процессах происходит изменение химического строения веществ. Они сочетаются с теплообменными, гидродинамическими, диффузионными и механическими процессами. К химическим процессам относятся некоторые способы регенерации отработанных моторных масел, переработки отходов пластмасс и резины и др [51, 55].

Биохимические процессы применяют для утилизации отходов с помощью микроорганизмов (например, компостирование). Это наиболее сложные технологии, при реализации которых используются и другие рассмотренные выше способы обработки отходов. Они сочетаются теплообменными, химическими, гидродинамическими и механическими процессами [55].