Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.
5. Защита атмосферы от загрязнения стационарными объектами АПК
5.10. Накопление и утилизация отходов
5.10.1. Твердые отходы
Количество твердых отходов существенно
зависит от их вида, условий производства и уровня жизни, климатических факторов, способов сбора и
др. Поэтому конкретные расчетные, близкие к практике, нормативы накопления
могут быть установлены только опытным путем. Это особенно касается твердых
производственных отходов (ТПрО). Лишь создание системы мониторинга предприятий
может дать объективную картину их накопления. Несколько проще с ТБО – примерные
нормативы накопления этих отходов разработаны во многих странах и корректируются
с учетом установленных темпов роста.
Эти нормы приводятся в величинах массы
(или объема) на одного человека в сутки или год и относится к конкретным
единицам жилого фонда и отдельно стоящим объектам торгового или
культурно-бытового назначения (таблица 5.55) [10].
Таблица 5.55 – Накопление
ТБО
Вид
объекта
|
Нормы
накопления на 1 чел.
|
Плотность
ρ, кг/м3
|
кг/сутки.
чел
|
кг/год.
чел.
|
Жилые
дома – благоустроенные
|
0,58–0,62
|
210–225
|
210
|
Жилые
дома – неблагоустроенные
|
0,99–1,24
|
360–450
|
300
|
Гостиницы
(на 1 место)
|
0,33
|
120
|
170
|
Дошкольные
учреждения
|
0,26
|
95
|
240
|
Учебное
заведение
|
0,05
|
19
|
190
|
Театр,
кинотеатр (на 1 место)
|
0,08
|
30
|
150
|
Учреждение
|
0,13
|
40
|
180
|
Прод. магазин
(на 1 м2)
|
0,44
|
160
|
200
|
Промтов.
магазин (на 1 м2)
|
0,08
|
30
|
200
|
Рынок
(на 1 м2)
|
0,05
|
18
|
500
|
Санаторий,
пансионаты
|
0,68
|
250
|
270
|
Вокзалы,
аэропорты (на 1 м2)
|
0,34
|
125
|
250
|
Общая
норма для городов с населением, более 100 000 чел.
|
0,71–0,82
|
060–300
|
200
|
Способы утилизации отходов можно разделить на мусоросжигание (более
точно – термические способы утилизации) и мусоропереработку.
Термические методы обезвреживания твердых
отходов, в свою очередь, условно можно разделить на две группы: термодеструкцию
(пиролиз) отходов с получением твердых, жидких и газообразных продуктов и
огневой метод (сжигание), приводящий к образованию газообразных продуктов и
золы. В зависимости от состава и подготовки твердых отходов существует слоевое
сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах,
слоевое или камерное сжигание подготовленных отходов (свободных от балластных
фракций) и сжигание в кипящем слое для ликвидации промышленных отходов. При
слоевом сжигании в топке мусоросжигательного котла в первой зоне (слое)
происходит выход летучих продуктов, по мере увеличения температуры происходит
газификация отходов и далее идет слой горящего кокса. Сжигание должно проходить
при температуре 800–1000 °С.
Сжигание исходных отходов хотя и является
простым и универсальным методом утилизации отходов, но имеет массу недостатков главный
из которых, как уже отмечалось, большой остаток шлака, высокий уровень образования
диоксинов и кислых газов, которые выделяются на стадии газификации и ведут к загрязнению
атмосферы из-за большой влажности при большой доле (выше 40 %) пищевых отходов.
По этим, причинам на практике температура в топке не превышает 550 °С.
Более современный способ сжигания – это
сжигание в псевдосжиженном слое. Принцип работы реакторов с псевдосжиженным слоем
состоит в подаче горючих газов (воздуха) через слой инертного материала (песок
с размерами частиц 1–5 мм), поддерживаемого колосниковой решеткой. При
критической скорости потока газа инертный слой переходит во взвешенное
состояние, напоминающее кипящую жидкость. Поступившие в реактор отходы
интенсивно перемешиваются с инертным слоем, при этом существенно интенсифицируется
теплообмен. Температура в реакторе колеблется от 800 до 990 °С в зависимости от
материала инертного слоя, т. к. процессы в псевдосжиженном слое проводят
при температурах, не приводящих к расплавлению или спеканию реагирующих материалов.
К основным достоинствам способа относятся:
интенсивное перемешивание твердой фазы, приводящее практически к полному
выравниванию температур, небольшое гидравлическое сопротивление слоя;
отсутствие движущихся и вращающихся частей; возможность автоматизации процесса
обезвреживания; возможность сжигания отходов с повышенной влажностью.
Используются следующие методы термической
обработки отходов.
Пиролиз –
термохимический процесс, в котором происходит разложение органической части
отходов и получение полезных продуктов под действием высокой температуры в
специальных реакторах. Существуют следующие разновидности метода: окислительный
пиролиз с последующим сжиганием пиролизных газов и сухой пиролиз.
Окислительный пиролиз – это процесс термического разложения отходов при их частичном
сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Газообразные
продукты разложения отходов смешиваются с продуктами сгорания топлива или части
отходов, поэтому на выходе из реактора они имеют низкую теплоту сгорания, но
повышенную температуру. Затем смесь газов сжигают в обычных топочных устройствах.
В процессе окислительного пиролиза образуется твердый углеродистый остаток
(кокс), который в дальнейшем можно использовать в качестве твердого топлива или
в других целях.
Метод окислительного пиролиза с
последующим сжиганием пиролизных газов универсален в отношении фракционного
состава и фазового состояния отходов, их влажности и зольности. Обычно окислительный
пиролиз проводят при 600–900 °С (температура нагрева отходов). При сжигании газов
пиролиза дымовые газы меньше загрязнены летучей золой и сажей, чем при прямом сжигании
отходов, что позволяет упростить систему очистки.
Сухой пиролиз – это метод термической переработки отходов, обеспечивающий их высокоэффективное
обезвреживание и использование в качестве топлива и химического сырья, что способствует
созданию малоотходных технологий. Под сухим пиролизом понимают процесс термического
разложения отходов, твердого или жидкого топлива без доступа кислорода.
Большое количество пищевых отходов в
составе ТБО препятствует их качественному сжиганию и затрудняет захоронение на
полигонах. Оптимальный вариант – отделение пищеотходов па стадии сбора населением.
Если это сделано, часть фракций можно повторно использовать. В промышленном
масштабе это делается на мусороперерабатывающих заводах (МПЗ). В странах, где
раздельный сбор ТБО не осуществляется на этих заводах выполняется механическая
сортировка мусора. Основной процесс па МПЗ – компостирование органических отходов,
прежде всего – пищевых. Компостирование – биохимический процесс, предназначенный
для преобразования органических твердых отходов в стабильный, подобный гумусу
продукт, используемый для улучшения состава почвы.
Изготовленный компост при внесении в почву
улучшает ее состав: органические кислоты образуют комплексы с почвенным
фосфором, более доступные для растений; вносятся азотные соединения и
микроорганизмы, разлагающие нерастворимые почвенные органические соединения с
выделением аммиака; аммиак окисляется в нитриты и нитраты. Все это справедливо
для чистого компоста. Компост, загрязнённый вредными веществами, может привести
к потере почвой плодородных качеств.
|