Metoder for behandling av husholdningsavfall. Alt om behandling av fast avfall

Moderne verden står ikke stille. Hvert år øker produksjonsvolumet, befolkningsveksten og urban ekspansjon fortsetter. Samtidig har problemet med avfallshåndtering blitt påtrengende. På jorden finnes det spesielle deponier for avfall i begrensede mengder. Samtidig overskrider volumene som kommer til dem deres kapasitet, så søppelfjellene øker for hver dag. Ubehandlede hauger med avfall påvirker planetens økologiske tilstand negativt. Derfor oppsto behovet for å lage avfallsbehandlingsanlegg av høy kvalitet. Ved disse anleggene er det nødvendig å bruke bare moderne metoder for avfallsbehandling og avhending. Det er verdt å merke seg at søppelet som genereres av menneskeheten tilhører ulike faregrupper. For at avfallsgjenvinning skal være effektiv, er det nødvendig å velge egen avhendingsmetode for hver enkelt type. Men først må de sorteres.

Husholdningsavfall

Dette tallet inkluderer produktrester knyttet til menneskelig aktivitet. Dette kan være plast, papir, mat og annet lignende avfall som ble kastet ut av institusjoner og hjem til befolkningen. Søppelet som vi er vant til å kvitte oss med finnes på hvert trinn. Mange avfall tildeles femte og fjerde faregrad.

Resirkulering av husholdningsplastavfall bør ikke gjøres uten mekanisk påvirkning, dvs. sliping. Videre behandles de nødvendigvis med kjemiske løsninger. Ofte, etter en slik prosedyre, produseres nye polymerstoffer, som gjenbrukes for å lage nye produkter. Husholdningsavfall som papir eller matavfall kan komposteres og deretter råtnes. Deretter er den resulterende sammensetningen egnet for bruk i landbruket.

Biologisk forfall

Biologiske arter i naturen er mennesker og dyr. Disse to gruppene genererer også stort volum Avfall. Mye av slikt avfall kommer fra veterinærklinikker, sanitær- og hygieneorganisasjoner, serveringssteder og lignende virksomheter. Behandling av biologisk avfall reduseres til forbrenning. Flytende stoffer transporteres ved hjelp av spesialtransport. Forbrenning brukes også til organisk avfall.

Industrielt avfall

Denne typen avfall genereres som et resultat av driften av produksjon og teknologiske aktiviteter. Dette inkluderer alt byggeavfall. Det vises under montering, kledning, etterbehandling og andre arbeider. For eksempel inkluderer denne avfallskategorien malings- og lakkrester, varmeisolerende stoffer, tre og annet industrielt "søppel". Resirkulering industrielt avfall involverer ofte brenning. Trerester er egnet for å oppnå en viss mengde energi.

Radioaktivt avfall

Slikt avfall omfatter løsninger og gasser som ikke er egnet for bruk. Først av alt er dette biologiske materialer og gjenstander som inneholder radioaktive komponenter i store mengder (ovenfor tillatt norm). Graden av fare avhenger av strålingsnivået i slikt avfall. Slikt avfall kastes ved gravlegging, noe blir rett og slett brent. En lignende fremgangsmåte gjelder for den neste gruppen av aktivitetsrester.

Medisinsk avfall

Denne listen inneholder alle stoffer som produseres av medisinske institusjoner. Omtrent 80 % av avfallet er enkelt husholdningsavfall. Han er ikke farlig. Men de resterende 20% kan forårsake helseskade på en eller annen måte. I Russland har deponering og behandling av radioaktivt og medisinsk avfall mange forbud og konvensjoner. Landet spesifiserer også nøye de nødvendige betingelsene for å håndtere denne gruppen av avfall, og metoder for å begrave eller brenne dem. Spesielle depoter ble opprettet for flytende og faste radioaktive komponenter. Hvis det er nødvendig å kvitte seg med medisinsk avfall, legges det i spesielle poser og settes i brann. Men denne metoden er dessverre også usikker, spesielt hvis stoffene tilhører den første eller andre faregruppen.

Inndeling i klasser

Alt avfall deles avhengig av aggregeringstilstanden. Så de er faste, flytende eller gassformige. I tillegg er alt søppel klassifisert etter grad av fare. Det er fire klasser totalt. Søppel klassifisert som første grad av fare utgjør den største trusselen mot planeten og levende organismer, inkludert mennesker. Dette avfallet kan ødelegge det økologiske systemet, noe som vil føre til katastrofe. Disse inkluderer følgende stoffer: kvikksølv, polonium, blysalter, plutonium, etc.

Den andre klassen inkluderer rester som kan forårsake en miljøsvikt som ikke kan gjenopprettes over en lang periode (ca. 30 år). Dette er klor, ulike fosfater, arsen, selen og andre stoffer. Den tredje faregruppen inkluderer avfallet som systemet kan utvinnes fra innen ti år. Men bare hvis søppelet ikke lenger påvirker den forurensede gjenstanden. Blant dem er krom, sink, etylalkohol og så videre.

Lavfarlig avfall - sulfater, klorider og simazin - er tildelt fjerde klasse. Men dette betyr ikke at de praktisk talt ikke har noen effekt på mennesker og økosystemet. Hvis kilden elimineres, vil kroppen eller naturen først kunne komme seg etter tre år. Det er femteklasses søppel. Dette betyr at avfallet er helt trygt for miljøet.

Viktigheten av resirkulering

Det er flere grunner til at riktig resirkulering av avfall er nødvendig:

1. En gang i miljøet blir de fleste stoffer og materialer til forurensninger (det er verdt å tenke på at planeten vår allerede kveles hver dag fra utslipp fra biler og fabrikker).
2. Mange av ressursene som visse materialer er laget av, er i ferd med å bli brukt opp. Forsyningene deres er for begrensede, så løsningen er det resirkulering Avfall.
3. I noen tilfeller viser gjenstander som har oppfylt sin hensikt å være en kilde til stoffer. Dessuten er de billigere enn naturlige materialer.

Mer om resirkulering

Resirkulering er endring av avfallsmaterialer til de forsvinner helt eller strukturen er modifisert slik at de ikke kan gjenbrukes. Men dette ordet kan ha en annen betydning. For eksempel brukes det ofte billedlig.

I dag et stort nummer av avfall gjenbrukes til ulike formål. Alt søppel som kastes i dag er delt inn i to hovedgrupper:

1. Fast husholdningsavfall (glass, papir, plast, matavfall).
2. Industriavfall (biologisk, medisinsk, radioaktivt, byggeavfall, samt avfall fra transportkomplekset).

Deponering kan utføres på en av flere måter, som også er delt inn i grupper. Hovedmetodene inkluderer for eksempel varmebehandling, kompostering, som er en naturlig nedbrytningsmetode, og avfallsdeponering i spesielle deponier. Noen av disse avfallsbehandlingsmetodene gjør det mulig å skaffe sekundære råvarer.

Resirkulerte materialer

Vanligvis kalles alt avfall som blir igjen etter produksjon og menneskelig aktivitet "resirkulerbart". Men denne ideen er ikke helt riktig. Faktum er at ikke alt avfall er tilrådelig å gjenbruke eller sende til andre behov. Det er også en gruppe avfall som kun gjenbrukes som energikilde (etter spesialbehandling), og derfor heller ikke klassifiseres som sekundærråstoff. De stoffene som frigjør energi etter prosessering kalles «sekundære energiråvarer».

Denne gruppen inkluderer kun de materialer som etter en viss eksponering kan bli egnet for bruk. nasjonal økonomi. Et tydelig eksempel er en hermetikkboks. Den kan ikke lenger brukes til å lagre mat, men etter å ha smeltet den ned, brukes den til å lage nye matbeholdere eller andre metallgjenstander. Det blir åpenbart: sekundære råvarer er gjenstander som, etter å ha blitt brukt til det tiltenkte formålet, er ressurser som er nyttige for videre bruk. For å få et nytt produkt eller råstoff er avfallsgjenvinning nødvendig. I dag brukes flere metoder for dette, som er beskrevet nedenfor.

Naturlig resirkulering

Tilbake på 1900-tallet ble husholdningsavfall i de fleste tilfeller behandlet gjennom kompostering. Søppel, spesielt organisk avfall, ble dumpet i spesialgravde groper og dekket med jord. Over tid ble avfallet nedbrutt, råtnet og ble brukt som gjødsel i landbruket. Men relativt nylig har denne metoden blitt litt modifisert. Forskere har utviklet forseglede installasjoner for oppvarming av kompostert avfall. I dette tilfellet begynner organiske rester å brytes ned raskere, noe som produserer metan, som er biogass. Det var dette som begynte å bli brukt til å lage biodrivstoff.

Spesialiserte selskaper har dukket opp som bygger mobile stasjoner for resirkulering av avfall. De brukes i små landsbyer eller på gårder. Det ble beregnet at slike store stasjoner beregnet for byer er ulønnsomme å vedlikeholde. Det tar ganske mye tid å få et nedbrytende produkt, men den resulterende gjødselen forblir fortsatt ubrukt og må også kastes på en eller annen måte. Utenom dette er det annet avfall som ikke har noe sted å gå, så det vil samle seg. Dette er for eksempel plast, konstruksjonsrester, polyetylen m.m. Men å lage et spesialisert anlegg hvor fast husholdningsavfall skal behandles er ikke økonomisk lønnsomt for myndighetene.

Termisk resirkulering

Termisk behandling betyr forbrenning av fast husholdningsavfall. Prosessen brukes til å redusere mengden organiske stoffer og nøytralisere dem. Videre begraves eller kastes de resulterende restene. Etter forbrenning reduseres avfallet betydelig i volum, alle bakterier blir ødelagt, og den resulterende energien kan generere elektrisitet eller varme vann til varmesystemet. Slike anlegg er vanligvis plassert i nærheten av store bydeponier slik at fast avfall kan behandles med transportbånd. Det er også deponier i nærheten beregnet for deponering av resirkulert avfall.

Det kan bemerkes at avfallsforbrenning er delt inn i direkte og pyrolyse. Med den første metoden kan du bare oppnå termisk energi. Samtidig skaper pyrolyseforbrenning muligheten til å utvinne flytende og gassdrivstoff. Men uavhengig av metoden for termisk deponering, frigjøres skadelige stoffer i atmosfæren under forbrenning. Dette skader miljøet vårt. Noen mennesker installerer filtre. Deres formål er å holde fast flyktige stoffer. Men som praksis viser, er selv de ikke i stand til å stoppe forurensning.

Hvis vi snakker om teknologien for behandling av medisinsk avfall, er flere spesielle ovner allerede installert i Russland. De er utstyrt med gassrenseutstyr. I tillegg dukket det opp mikrobølgeovn, damp og varmebehandling og autoklavering i landet. Dette er alle alternative metoder for forbrenning av medisinsk og annet egnet avfall. Rester som inneholder kvikksølv behandles med spesielle termokjemiske eller hydrometallurgiske metoder.

Plasma resirkulering

Denne metoden er på dette øyeblikket Det er mest på en moderne måte resirkulering. Handlingen foregår i to stadier:

1. Avfallet knuses og komprimeres under en presse. Om nødvendig tørkes søppelet for å oppnå en granulær struktur.
2. De resulterende stoffene sendes til reaktoren. Der overfører plasmastrømmen så mye energi til dem at de får en gassform.

Brann kan unngås ved å bruke et spesielt oksidasjonsmiddel. Den resulterende gassen ligner i sammensetning som vanlig naturgass, men den inneholder mindre energi. Ferdig produkt forseglet i beholdere og sendt til senere bruk. Denne gassen er egnet for turbiner, kjeler, dieselgeneratorer.

Tilsvarende behandling av industriavfall og husholdningsavfall har vært brukt en stund i Canada og USA. I disse landene blir restene av menneskelig aktivitet effektivt deponert, og sluttproduktet brukes for godt som drivstoff. I Vesten forbereder de seg allerede på å introdusere denne teknologien i enda større skala. Men siden slikt utstyr er ganske dyrt, kan CIS-land ikke kjøpe det.

Er det mulig å løse problemet med avfallshåndtering?

Selvfølgelig for at behandling av fast avfall og farlig avfall skal skje kl toppnivå, krever mye økonomiske investeringer. Dette bør også politiske miljøer være interessert i. Men for øyeblikket må vi nøye oss med utdatert gjenvinningsutstyr. Ifølge myndighetene takler eksisterende fabrikker problemet, så det er ikke nødvendig å rekonstruere og utstyre dem på nytt. Drivkraften til dette kan bare være en miljøkatastrofe.

Selv om problemet er stort, er det fortsatt mulig å løse eller redusere størrelsen. Situasjonen krever en integrert tilnærming fra samfunnets og myndighetenes side. Det er bra hvis alle tenker på hva de personlig kan gjøre. Det enkleste en person kan gjøre er å begynne å sortere søppelet han genererer. Tross alt vet den som kaster avfall hvor han har plast, papir, glass eller matvarer. Hvis du tar for vane å sortere avfallsrester, vil slikt avfall bli enklere og raskere å gjenvinne.

En person må jevnlig minnes om viktigheten av riktig avfallshåndtering, sortering og forsiktig holdning til naturressursene den eier. Dersom myndighetene ikke tar grep og gjennomfører motiverende kampanjer, vil ikke enkel entusiasme være nok. Derfor vil problemet med avfallshåndtering forbli i vårt land på et "primitivt" nivå.

Hovedformålet med kompostering er desinfisering av fast avfall og bearbeiding til gjødsel - kompost - på grunn av den biokjemiske nedbrytningen av den organiske delen av fast avfall av mikroorganismer. Bruk av kompost som gjødsel i landbruket kan øke utbyttet av avlinger, forbedre strukturen i jorda og øke humusinnholdet i den. Det er også svært viktig at under kompostering frigjøres en mindre mengde "drivhusgasser" (først og fremst karbondioksid) til atmosfæren enn ved forbrenning eller deponering til deponier. Den største ulempen med kompost er det høye innholdet av tunge ikke-jernholdige metaller i den.

Optimale komposteringsforhold er: pH fra 6 til 8, fuktighet 40 – 60 %, komposteringstid utføres i spesielle innendørsbassenger eller tunneler i en måned.

Den teknologiske ordningen sørger for lossing av søppelbiler i mottaksbøtter, hvorfra avfallet føres inn på båndtransportører ved hjelp av forklematere eller gripekraner, og deretter inn i roterende biotermiske tromler.

I biotrommer, med konstant tilførsel av luft, stimuleres den vitale aktiviteten til mikroorganismer, resultatet av dette er en aktiv biotermisk prosess. Under denne prosessen økte temperaturen på avfallet til 60 °C, noe som bidro til at patogene bakterier døde.

Kompost er et løst, luktfritt produkt. Basert på tørrstoff inneholder kompost 0,5 - 1 % nitrogen, 0,3 % kalium og fosfor og 75 % organisk humusstoff.

Den siktede komposten gjennomgår magnetisk separering og sendes til knusere for å male mineralkomponenter, og deretter transporteres til ferdigvarelageret. Det separerte metallet presses. Den skjermede ikke-komposterbare delen av fast avfall - lær, gummi, tre, plast, tekstiler og annet - sendes til et pyrolyseanlegg.

Det teknologiske opplegget til denne installasjonen sørget for tilførsel av ikke-komposterbart avfall til en lagringsbeholder, hvorfra det ble sendt til lastebeholderen til tørketrommelen. Etter tørking kom avfallet inn i pyrolyseovnen, der dens termiske nedbrytning skjedde uten lufttilgang. Som et resultat ble en damp-gassblanding og en fast karbonholdig rest - pyrokarbon - oppnådd. Damp-gassblandingen ble sendt til den termomekaniske delen av installasjonen for avkjøling og separering, og pyrokarbon ble sendt til avkjøling og videre prosessering. Sluttproduktene av pyrolyse var pyrokarbon, tjære og gass. Pyrokarbon brukes i metallurgisk og noen andre industrier, gass og harpiks brukes som drivstoff.

Forbrenning med og uten varme

Forbrenningsmetoden (eller generelt termiske metoder for deponering av fast avfall) har både utvilsomme fordeler (forbrenningsvarmen til fast avfall kan brukes til å generere elektrisitet og varme bygninger, pålitelig avfallshåndtering) og betydelige ulemper. Et godt røykgassrensingssystem er nødvendig, siden ved brenning av fast avfall, hydrogenklorid og fluor, svoveldioksid, nitrogenoksider, samt metaller og deres forbindelser (Zn, Cd, Pb, Hg, etc., hovedsakelig i form av aerosoler) slippes ut i atmosfæren ), og det som er spesielt viktig, under forbrenning av avfall, dannes dioksiner og bifenyler, hvis tilstedeværelse i avgassene kompliserer rensingen betydelig på grunn av den lave konsentrasjonen av disse svært giftige forbindelsene.

En type forbrenningsprosess er pyrolyse - termisk dekomponering av fast avfall uten lufttilgang. Bruk av pyrolyse gjør det mulig å redusere påvirkningen av fast avfall på miljøet og få slikt sunn mat, Hvordan brennbar gass, olje, harpiks og fast rest (pyrokarbon).

Prosessen med høytemperaturbehandling av husholdnings- og industriavfall i en boblet slaggsmelte er mye annonsert (fig. 1). Hovedenheten i den teknologiske ordningen er en bobleovn, hvis design ble utviklet i samarbeid med spesialister fra Stalproekt Institute (Moskva).

Ris. 1. Ovn for varmebehandling av husholdnings- og industriavfall i boblet smeltet slagg:
1 - lag med slagg som luftbobler gjennom; 2 - lag med stille slagg; 3 - metalllag; 4 - brannsikker ildsted; 5 - sifon for å frigjøre slagg; 6 - sifon for å frigjøre metall; 7 - flyt; 8 - vannkjølte vegger; 9 - vannkjølt hvelv; 10 - dyser for lufttilførsel; 11 - lanser for drivstofftilførsel; 12 - lasteenhet; 13 – deksel; 14 – lastetrakt; 15 – gassutløpsrør.

Ovnen er enkel og har små dimensjoner, høy ytelse og høy driftssikkerhet.

Prosessen utføres som følger. Husholdningsavfall mates inn i lasteenheten med jevne mellomrom. Skyveren kaster dem i et slaggbad, blåst med oksygenanriket luft. I badekaret senkes avfallet raskt i en intensivt blandet skumsmelte. Slaggtemperaturen er 1400 – 1500 °C. På grunn av intens varmeoverføring gjennomgår avfall høyhastighets pyrolyse og gassifisering. Mineraldelen deres oppløses i slagget, og metallgjenstander smelter, og flytende metall faller på gulvet. Med lavt kaloriavfall for stabilisering termisk regime som ekstra brensel tilføres det til ovnen i små mengder termisk kull. Kan brukes i stedet for kull naturgass. For å oppnå slagg av en gitt sammensetning, fylles fluks.

Slagget slippes ut fra ovnen gjennom en sifon kontinuerlig eller periodisk og sendes til behandling. Den kjemiske sammensetningen av slagget kan justeres innenfor vide grenser, og oppnår sammensetninger som er egnet for produksjon av ulike byggematerialer– steinstøping, pukk, fyllstoffer for betong, mineralfiber, sement. Metallet kommer inn i sifonen gjennom overløpet og helles kontinuerlig eller i porsjoner i en øse og overføres deretter for prosessering eller helles i griser direkte ved ovnen eller granuleres.

Brennbare gasser - produkter av pyrolyse og gassifisering av avfall og kull, frigjort fra badet - brennes over badet ved å tilføre oksygenanriket luft eller rent oksygen.

Ovnsgasser med høy temperatur (1400 – 1600 °C) suges av en røykavtrekk inn i dampkjelen for avkjøling og gunstig bruk energien deres. Kjelen utfører fullstendig forbrenning av gasser. De avkjølte gassene sendes deretter til rensesystemet. Før de slippes ut i atmosfæren, blir de renset for støv og skadelige urenheter.

Høye prosesstemperaturer og et rasjonelt forbrenningsskjema, bestående av en kombinasjon av redokspotensialet til gassfasen og temperaturforhold, bestemmer det lave innholdet av nitrogenoksider (NOx) og andre urenheter i røykgassen.

På grunn av høytemperaturforbrenning inneholder røykgasser betydelig mindre organiske forbindelser, spesielt dioksiner.

Overføringen av alkali- og jordalkalimetaller til damp-gassfasen under prosessforhold fremmer bindingen av klor, fluor og svoveloksider til sikre forbindelser som fanges opp under gassrensing i form av faste støvpartikler.
Ved å erstatte luft med oksygen kan du redusere volumet av røykgasser med 2–4 ganger, lette rengjøringen og redusere utslipp giftige stoffer i atmosfæren.

I stedet for en stor mengde askerester (opptil 25 % ved konvensjonell forbrenning), som inneholder tunge ikke-jernholdige metaller og dioksiner, dannes det inert slagg, som er et råmateriale for produksjon av byggematerialer.

Støv som føres ut fra ovnen med røykgasser fanges selektivt opp ved forskjellige rensetrinn. Støvmengden er 2–4 ganger mindre enn ved bruk av tradisjonelle ovner. Grovt støv (opptil 60%) føres tilbake til ovnen, fint støv, som er et konsentrat av tunge ikke-jernholdige metaller (Zn, Pb Cd, Sn, etc.), er egnet for videre bruk.

Moderne metoder for termisk behandling av fast avfall

Gintsvetmet-instituttet har sammen med andre russiske organisasjoner utviklet en teknologi termisk behandling Fast avfall i en boblet slaggsmelte. Dens største fordel er løsningen på det nåværende globale dioksinproblemet: allerede ved utløpet av boblende enheten er det praktisk talt ingen svært giftige forbindelser (dioksiner, furaner, polyaromatiske hydrokarboner). Samtidig er det nå en rekke innenlandske og utenlandske metoder for termisk behandling av fast avfall, som er på forskjellige utviklingsstadier. Tabellen viser hovedindikatorene for termiske metoder for behandling av fast avfall, mest kjent for økologer og spesialister i deponering av slikt avfall. Disse metodene har enten allerede blitt industrialisert eller har gjennomgått storskala testing. Essensen av prosessene som brukes:

• KR-prosess – forbrenning av fast avfall i en ovn med rister (KR) eller en kjeleenhet på rister av ulike design;
• FS-prosess – forbrenning av avfall i et fluidisert sjikt (FB) av inert materiale (vanligvis sand av en viss størrelse);
• "Pyroxel"-prosessen er en elektrometallurgisk prosess, inkludert tørking, pyrolyse (forbrenning) av avfall, behandling av mineralske forbrenningsrester i smeltet slagg, samt støv- og gassrensing av røykgasser;
• prosess i en enhet som en Vanyukov-ovn (PV) - smelting i en boblet smelte;
• en prosess utviklet ved Institutt for kjemisk fysikk ved det russiske vitenskapsakademiet - forbrenning - gassifisering av avfall i et tett lag av klumpmateriale uten tvungen blanding og bevegelse;
• Thermoselect-prosessen er en kombinert prosess, inkludert stadiene av avfallskomprimering, pyrolyse og høytemperaturgassifisering (for å produsere syntesegass, inerte og noen mineralprodukter og metaller);
• Siemens prosess – pyrolyse – forbrenning av pyrogass og separert karbonholdig rest ved bruk av ikke-oksygenanriket blast.

Forbrenning av fast avfall i kjeleovner (KR-prosess) på grunn av relativt lave temperaturer (600 – 900 °C) løser praktisk talt ikke dioksinproblemet.

I tillegg resulterer dette i dannelse av sekundær (fast uforbrent) slagg og støv, som krever separat behandling eller sendes til deponering med påfølgende negative konsekvenser for miljøet. Disse manglene er til en viss grad iboende i QE-prosessen. Her legger vi til behovet for å forberede råvarer for prosessering for å opprettholde partikkelstørrelsesfordelingen.

Ulempene med prosessen utviklet av Institute of Chemical Physics ved det russiske vitenskapsakademiet inkluderer:

• behovet for å sortere og knuse avfall til visse størrelser; tilsetning og påfølgende separasjon av kjølevæske med en gitt granulometrisk sammensetning;
• behovet for å utvikle et dyrt røykgassrensesystem - syntesegass, som er en blanding av karbonmonoksid og hydrogen.

Prosessen med å smelte fast avfall i en boblet smelte (i en PV-ovn) bør bemerkes (i tillegg til dioksinsikkerhet) ytterligere to fordeler: relativt høy spesifikk produktivitet og lav støvfjerning. Disse indikatorene skyldes bobleeffekten (intensiv gassrensing av smeltebadet og sprutmetning av ovnens arbeidsrom over badekaret). En viktig positiv faktor er tilstedeværelsen av industriell erfaring i deres drift ved ikke-jernholdige metallurgibedrifter i Russland og Kasakhstan. Generelt kan det sies at den siste innenlandske utviklingen er overlegen i nøkkelindikatorer til andre innenlandske og utenlandske teknologier for behandling av fast avfall og er et definitivt vitenskapelig og teknisk gjennombrudd for å løse det globale miljøproblemet.

For tiden er en av forfatterne, under veiledning av oppgavens prosjektleder, i ferd med å utvikle et design for et deponi for fast avfall for stasjonen. Arkhonskaya Nord-Ossetia-Alania, hvor problemet med utilfredsstillende håndtering av fast husholdningsavfall er akutt. Ved utvikling av dette prosjektet vil det tas hensyn til skisserte løsninger for håndtering av fast avfall og først og fremst den foreløpige sorteringen av dette avfallet og utvinning av polymer og annet avfall for videre behandling.

Cand. tech. Realfag, førsteamanuensis Tsgoev T.F.,
stud. Shevereva M.
Institutt for økologi.
Nord-Kaukasus gruve- og metallurgisk institutt
(Statens teknologiske universitet)
"Works of young scientists" nr. 2, 2011

LITTERATUR
1. Zaitsev V.A. Industriell økologi: opplæringen. M., DeLi, 1999. 140 s.
2. Azarov V. N., Grachev V. A., Denisov V. V., Pavlikhin G. P. Industriell økologi: en lærebok for høyere utdanning utdanningsinstitusjoner Kunnskapsdepartementet Den russiske føderasjonen under generelt utg. V.V. Guteneva. M., Volgograd: PrintTerra, 2009. 840 s.
3. Kalygin V. G. Industriell økologi: lærebok. hjelp til studenter høyere lærebok etablissementer, slettet M.: Forlag. Senter "Academy", 2007. 432 s.
4. Kalygin V. G., Bondar V. A., Dedeyan R. Ya. Industriell og miljømessig sikkerhet, sikkerhet i menneskeskapt nødsituasjoner. Forelesningskurs / Red. V. G. Kalygina. M., Koloss, 2006. 520 s.
5. Grechko A.V. Moderne metoder for termisk behandling av fast avfall. // Skoleball. Energi. 2006. Nr. 9.
6. Babushkin D.A., Kuznetsova A.V. Metoder for resirkulering av oljeholdig avfall // EI Ressursbesparende teknologier. 2006. Nr. 6.

Miljøet har alltid vært en kilde til ressurser for menneskeheten, men i lang tid hadde ikke livsaktiviteten en merkbar innvirkning på naturen. Bare siden slutten av forrige århundre, under påvirkning Økonomisk aktivitet Merkbare endringer i jordens biosfære begynte å skje. De har nå nådd alarmerende proporsjoner.

Omfanget av problemet

Rask vekst i befolkning og forbruksnivå naturlige ressurser, moderne materiell produksjon fører til ubetenksom behandling av naturen. Med denne holdningen blir en stor del av ressursene hentet fra naturen tilbakeført til den i form av avfall, skadelig og uegnet for videre bruk.

Forskere anslår at det genereres 5 tonn søppel hver dag i verden, mens mengden øker årlig med 3 % i volum. Opphopning av husholdningsavfall på overflaten er skadelig omkringliggende natur, forurenser vann, jord og atmosfære og truer eksistensen av alt liv på planeten. Derfor er en av de viktige sakene rundt om i verden deponering av husholdningsavfall.

Klassifisering av husholdningsavfall

Husholdningsavfall kan klassifiseres etter flere kriterier.

I henhold til sammensetningen deles derfor husholdningsavfall konvensjonelt inn i biologiske rester og ikke-biologisk avfall (søppel).

• rotter;
• kakerlakker

Kakerlakker kan være en bærer forskjellige typer sykdommer

Ikke-biologisk avfall inkluderer:

• papir;
• plast;
• metall;
• tekstiler;
• glass;
• gummi.

Prosessen med nedbrytning av dette avfallet kan vare i omtrent 2-3 år og er i de fleste tilfeller ledsaget av frigjøring av giftige stoffer, som forårsaker skade på miljøet og mennesker.

Av aggregeringstilstand avfall er delt inn i:

• hard;
• væske;
• gassformig;
• pastaer;
• geler;
• suspensjoner;
• emulsjoner.

Etter opprinnelse er avfall delt inn i:

• Industrielt – en type husholdningsavfall som kommer fra produksjon.
• Konstruksjon - dannes under konstruksjons- og installasjonsarbeid, reparasjon av veier, bygninger, samt under riving.
• Radioaktivt avfall.
• Kommunalt fast avfall (MSW) genereres i boligsektoren, handelsbedrifter, utdannings-, helse- og sosialinstitusjoner.

Dette er varer som har mistet forbruksegenskapene over tid og blitt til søppel, og inkluderer også vei- og gårdsavfall som fast avfall.

Den viktigste delen av husholdningsavfallet er MSW. For hver type avfall er det spesielle metoder for avfallshåndtering.

Resirkulering

Prosessen med avhending av fast avfall skjer i flere stadier:

• samling;
• transport;
• overnatting;
• nøytralisering;
• begravelse;
• Oppbevaring;
• resirkulering;
• avhending.

Først av alt innebærer prosessen med å kvitte seg med søppel dens nøye sortering. Oppgaven med foreløpig avfallssortering og deponering er i stor grad forenklet ved separat innsamling av avfall, som fremmes i de fleste europeiske land.

Metoder for avhending av fast husholdningsavfall

Det er forskjellige alternativer for ødeleggelse. Den viktigste måten å deponere fast avfall på er derfor graving på spesielle steder (deponier).

På deponier blir ugjenvinnbart avfall ødelagt - husholdningsavfall behandles, som et resultat av at det nesten helt slutter å eksistere som avfall. Avhendingsmetoden er ikke egnet for alle typer fast avfall, men kun for ikke-brennbart avfall eller for stoffer som avgir giftige stoffer ved forbrenning.

Fordelen med denne metoden er at den ikke krever betydelige økonomiske kostnader og tilstedeværelsen av store tomter. Men det er også ulemper ved å bruke denne metoden - akkumulering av gass under underjordisk forfall av avfall.

Brikettering er en ny, ennå ikke mye brukt i praksis, metode for deponering av fast avfall. Det inkluderer foreløpig sortering og pakking av homogent avfall i separate briketter, og deretter lagring av dem i spesielt utpekte områder (deponier).

Brikettering av avfall gjør det mulig å spare plass betydelig

Søppel pakket på denne måten presses, noe som i stor grad letter transporten på grunn av en betydelig reduksjon i volum.

Brikettert avfall er beregnet for videre behandling og mulig anvendelse til industrielle formål. Sammen med denne metoden, som for eksempel resirkulering av kommunalt fast avfall, ved brikettering, kan de transporteres for nedgraving eller deponering ved varmebehandling.

I hovedsak ligner denne metoden på begravelsesmetoden, men i praksis har den en rekke fordeler fremfor seg. Ulempene med metoden er at heterogeniteten til det emitterte avfallet og foreløpig kraftig forurensning i søppelcontainere og endringer i enkelte komponenter i avfallet skaper større vanskeligheter med brikettering.

Og den høye slipeevnen til komponenter som stein, sand og glass forstyrrer presseprosessen.

Siden disse avfallsbehandlingsmetodene har en rekke ulemper, til tross for deres billighet, det beste alternativet vil være fullstendig deponering av avfall under behandlingen til resirkulerbare materialer og drivstoff, samt mulig gjenbruk.

En ny måte å resirkulere avfall på

Søppeltømming

Ved resirkulering av avfall (latin rot utilis - nyttig), kan avfall senere brukes til ulike formål.

Avfall som skal kastes inkluderer:

• alle typer metaller;
• glass;
• polymerer;
• produkter fra garn og stoff;
• papir;
• gummi;
• organisk husholdnings- og landbruksavfall.

Den mest effektive metoden for avhending i dag er resirkulering.

Med andre ord er resirkulering et spesialtilfelle av begrepet "deponering av fast husholdningsavfall".

Ved resirkulering blir avfall returnert til prosessen med teknogenese. Det er to alternativer for resirkulering av avfall:

• Gjenbruk av avfall til det tiltenkte formålet etter hensiktsmessig sikker håndtering og merking. For eksempel gjenbruk av glass- og plastbeholdere.
• Retur av avfall etter behandling til produksjonssyklus. For eksempel går tinnbeholdere til stålproduksjon, returpapir går til papir- og pappproduksjon.

Noen typer avfall som ikke lenger kan brukes til det tiltenkte formålet, behandles, hvoretter det er mer hensiktsmessig å returnere dem til produksjonssyklusen som sekundære råvarer. Dermed kan en del av avfallet brukes til å generere termisk og elektrisk energi.

I tillegg til de som allerede er oppført, resirkulering fast avfall kan gjøres på flere andre metoder. Hver av dem gjelder for en bestemt type avfall, og har sine egne fordeler og ulemper.

Termisk avfallsbehandling

Termisk prosessering refererer til flere metoder:

• brennende;
• lav temperatur pyrolyse;
• plasmabehandling (pyrolyse ved høy temperatur).

Metoden for enkel avfallsforbrenning er den vanligste og en av de billigste metodene for avfallshåndtering. Det er under forbrenning at store mengder avfall blir kastet, og den resulterende asken tar mindre plass, gjennomgår ikke forfallsprosesser og slipper ikke ut skadelige gasser til atmosfæren. Det er ikke giftig og krever ikke spesialutstyrte gravplasser.

Det viktigste med denne metoden er at når man brenner avfall, frigjøres en stor mengde termisk energi, som de nylig har lært å bruke til autonom drift av virksomheter som er involvert i å brenne avfall. Og overskuddet blir omdirigert til bystasjoner, noe som gjør det mulig å levere strøm og varme til hele områder.

Ulempen med denne metoden er at under forbrenning, i tillegg til sikre komponenter, en mettet giftige stoffer røyk, som skaper en tett gardin over jordens overflate og fører til betydelig forstyrrelse av ozonlaget i atmosfæren, noe som bidrar til tynning og dannelse av ozonhull.

Høy og lav temperatur pyrolyse

- Dette teknologisk prosess gassifisering av avfall, som skjer ved en smeltetemperatur høyere enn i et konvensjonelt prosessanlegg (over 900°C).

Som et resultat er produksjonen et forglasset produkt, som er helt ufarlig og ikke krever ytterligere avhendingskostnader. Utformingen av denne prosessen gjør det mulig å hente gass fra de organiske komponentene i avfallet, som deretter brukes til å produsere elektrisitet og damp.

Hovedfordelen med denne metoden er at den lar deg løse problemet med miljøvennlig avfallshåndtering uten ekstra kostnader for foreløpig forberedelse, sortering og tørking.

Fordelene med lavtemperaturpyrolyse (temperaturer fra 450 til 900 °C) er:

• bruk for resirkulering av nesten alle typer husholdningsavfall, nøye utvalgt på forhånd;
• skaffe pyrolyseoljer brukt i produksjon av plast;
• frigjøring av pyrolysegass egnet for videre bruk.

I tillegg finnes det en renovasjonsmetode som kalles kompostering. Siden det meste av avfallet består av ulike organiske rester, er de utsatt for rask råtnende i det naturlige miljøet.

Komposteringsmetoden er basert på denne egenskapen til organiske stoffer. I komposteringsprosessen kvitter den seg ikke bare med en stor del av avfallet som forurenser miljøet, men produserer også nyttig Jordbruk stoffer - gjødsel.

De presenterte avfallshåndteringsmetodene gjør at avfall kan behandles med minst mulig negativ innvirkning på miljøet.

Video: Moderne tilnærming til avfallshåndtering

Problemet med resirkulering av husholdningsavfall er problemet med å returnere ressurser til økonomien og naturen. For mange verdifulle ressurser ligger igjen i søpla som kastes på søppelfyllinger i håp om at naturen vil håndtere dem. I følge de samme dataene fra Russian Technologies State Corporation er omtrent 40 % av avfallet verdifulle råvarer som kan resirkuleres og selges. Men nå inne bare 7-8 % av avfallet blir resirkulert i Russland, og resten deponeres på søppelfyllinger. I Europa resirkulerer opptil 40 % av avfallet. Sverige gjenvinner 96 % av avfallet sitt, som gir opptil en femtedel av varmebehovet for oppvarming av boliger og en fjerdedel til belysning.

Resirkulering av avfall i Russland bør bli en bedrift, ikke en fôrkar

Den russiske føderasjonens naturressursdepartementet har beregnet at en familie på fire kaster rundt 1600 kg husholdningsavfall per år, som inneholder 150 kg plast, 100 kg avfallspapir, 1000 glassflasker, 3,5 kg klær og sko , 3 kg aluminiumsfolie og 1,5 kg korker. Dette kan være, men det blir ikke en råvare for ulike bransjer. Problemet med å resirkulere husholdningsavfall i Russland er at det skal bli en virksomhet, og ikke en mote, som å samle inn separat avfall, og ikke et felt for å "kutte" budsjettpenger, slik det skjer nå.

Dessverre, strukturen i bystyret og de store beløpene som er tildelt nå for deponering av husholdningsavfall, gjøre virksomheten med å behandle dem ulønnsom. Faktisk kan du nå komme inn i denne "virksomheten" bare hvis du har forbindelser på byadministrasjonsnivå. Tariffer for deponering av husholdningsavfall er slik at de lar deg tjene mye penger uten å bry deg med effektiviteten og i beste fall skumme fløten.

Videoikonografi av kanalen Moskva 24 "Hvor de tar ut søppel fra hovedstaden"

I følge Moskva-avdelingen for naturressursforvaltning og miljøvern genererte Moskva i 2011 2,9 millioner tonn kommunalt fast avfall (MSW). Bare 27,6 tusen tonn (mindre enn 1%) av husholdningsavfallet ble resirkulert. Dette er hovedsakelig avfallspapir (24 tusen tonn), plast flasker(1,53 tusen tonn), glass (1,05 tusen tonn). Det skal bemerkes at noe husholdningsavfall ikke registreres på noen måte fordi det ikke rekker å resirkuleres. Jernholdige og ikke-jernholdige metaller blir dratt bort av "svarte gravere", trevirke til ved.

Til tross for at i store byer Plassen for søppelfyllinger er allerede i ferd med å bli tom det er fortsatt billigere å lagre husholdningsavfall på søppelfyllinger eller brenne dem. Dette er forskjellen mellom den innenlandske økonomiske modellen innen resirkulering av husholdningsavfall og den europeiske. I Europa er miljøkravene økt ved lov, noe som gjør deponering av husholdningsavfall på deponi til den dyreste deponeringsmetoden, og resirkulering av dem er en seriøs og svært lønnsom virksomhet.

Måter å behandle husholdningsavfall på. Infografikk fra magasinet Around the World

Resirkulering av husholdningsavfall som bedrift

Resirkulering av husholdningsavfall til energi og resirkulerbart er en global trend i dag, og markedet for innsamling, fjerning, prosessering og deponering av avfall er anslått til 120 milliarder dollar på verdensbasis. Det russiske avfallsresirkuleringsmarkedet anslås i fremtiden å være fra 2 milliarder til 3,5 milliarder dollar per år. Investeringer i avfallsbehandling er svært lovende, siden virksomheten er ganske forutsigbar, noe som reduserer risikoen. Utenlandske fond og selskaper, tradisjonelt svært konservative med hensyn til Russlands landrisiko, er ofte enige om å finansiere byggingen av avfallsbehandlingsanlegg i Russland. Denne interessen skyldes også at den lar oss komme inn i markedet på et veldig tidlig stadium av markedsutviklingen, siden denne bransjen er helt i begynnelsen av sin utvikling.

Det er mindre enn 250 avfallsbehandlingsanlegg, rundt 50 avfallssorteringskomplekser og 10 avfallsforbrenningsanlegg i Russland. Dette er ekstremt utilstrekkelig for å behandle alt russisk avfall! I tillegg er det ingen fullsyklusanlegg for behandling av husholdningsavfall i Russland. Til nå var mange bedrifter i Russland begrenset til å kjøpe industripresser for pressing av husholdningsavfall for videre deponering på søppelfyllinger. En slik virksomhet innebærer fullstendig avhengighet av gunstige tariffer og forbindelser med kommunale myndigheter, og ikke av salg av husholdningsavfallskomponenter, som utenlandske investorer først og fremst er avhengige av. Det russiske departementet for naturressurser planlegger å forby brenning av usortert og resirkulerbart avfall. Dette forbudet vil utvilsomt være det første skrittet mot dannelsen av et sivilisert system for håndtering av husholdningsavfall og utvikling av avfallsgjenvinningsvirksomheten.

Hjemmelaget avfallsgjenvinningsanlegg i Kopeysk

Separat innsamling av avfall

Så langt er separat innsamling av husholdningsavfall i Russland mer en kjepphest og mote enn en meningsfull handling. Dessverre er nesten alle de separate beholderne jeg har sett bare fiksjon. Etter at innbyggerne har øvd på å sortere husholdningsavfall og dele det opp i ulike fraksjoner, havner de likevel alle i én container. De som samler søppel har ingen interesse av å resirkulere det.

Beholdere for separat innsamling av husholdningsavfall er mer en lastekult enn en meningsfull strategi

Et forsøk på å flytte inndelingen av husholdningsavfall i fraksjoner fra de som mottar penger til de som produserer søppel har ennå ikke ført til suksess. Alle forsøk på å innføre et system med separat innsamling av husholdningsavfall har mislyktes. Spesialbeholdere for glass, papir og matavfall det store flertallet av befolkningen ble rett og slett ignorert. Ideen om å innføre bøter vil bare øke kostnadene for innsamlingssystemet for husholdningsavfall.

Erfaringene til VtorKom i Kopeysk viser imidlertid at det er nok å dele husholdningsavfallet i kun to fraksjoner: tørt og vått. Den våte fraksjonen er nesten alltid organisk, og den er godt disponert gjennom kompostering og resirkulering til gjødsel. Den tørre delen blir sortert på et avfallsbehandlingsanlegg og nesten fullstendig resirkulert.

Påminnelse på beholderen om hva som kan legges i den

Resirkulering av husholdningsavfall

Avfallssortering er naturlig nok ikke nødvendig i seg selv, men for å skaffe resirkulerbare materialer. Her er hva du kan få fra husholdningsavfallet

• Jernholdige og ikke-jernholdige metaller- smelting, skrapmetall
• Glass, flasker og krukker — gjenbruk som emballasje og resirkulering
• Plast flasker—, produksjon av byggematerialer fra PET, ulike utradisjonelle metoder for resirkulering av plastavfall ()
• Plast- gjenvinning og bruk som råstoff
• Gummi, dekk— fyllstoff for lydisolerende materialer og veidekker
• Lær- bearbeiding til presset lær
• filler— produksjon av ikke-vevde materialer, bygningsisolasjonsmaterialer
• Papir og papp— behandling ved tremasse- og papirfabrikk
• Tre— kan brukes som drivstoff, råstoff til tremasse- og papirfabrikker
• Steiner og andre faste stoffer - som betongfyllstoff

I vår verden, på grunn av at befolkningen stadig øker, vokser også forbruket av ressurser jevnt. Og forbruket av fornybare og ikke-fornybare ressurser er ledsaget av en økning i mengden avfall. Søppelfyllinger, er forurensning av vannforekomster alt som menneskelig aktivitet fører til.

Og det er logisk at uten bruk av innovative metoder for avfallsbehandling, er det stor sannsynlighet for å gjøre planeten om til ett stort deponi. Og det er ikke overraskende at forskere stadig kommer opp med og implementerer nye måter å behandle fast avfall på. Hvilke metoder brukes i dag?

1. Deponering av avfall på deponier. Dette inkluderer

• Jordtilbakefylling

2. Naturlige metoder nedbryting av fast avfall. Dette inkluderer

• Kompostering

3. Termisk behandling av fast avfall. Dette inkluderer

• Brenner
• Lav temperatur pyrolyse,
• Høytemperaturpyrolyse (plasmabehandling)

La oss snakke om alt kort.

Deponi er den vanligste metoden for deponering av avfall i verden i dag. Denne metoden gjelder ikke-brennbart avfall og avfall som frigjør giftige stoffer ved forbrenning.

Et deponi (MSW) er ikke et vanlig deponi. Moderne avfallsplasser er komplekse tekniske strukturer utstyrt med forurensningskontrollsystemer grunnvann Og atmosfærisk luft. Noen deponier er i stand til å behandle gass som genereres under nedbrytningen av avfallsgass til elektrisitet og varme. Dessverre er det i dag i større grad refererer til europeiske land, siden i Russland oppfyller en svært liten prosentandel av deponier disse egenskapene.

Den største ulempen med tradisjonell avfallsdeponering er at selv med bruk av mange rensesystemer og filtre, gjør denne typen avhending det ikke mulig å fullstendig kvitte seg med slike negative effekter av avfallsdekomponering som råtning og gjæring, som forurenser luften og vann. Derfor, selv om deponering av fast avfall er ganske billig sammenlignet med andre avhendingsmetoder, anbefaler miljøvernere å resirkulere avfallet, og dermed minimere risikoen for miljøforurensning.

Kompostering er en avfallsbehandlingsteknologi som er basert på dens naturlige biologiske nedbrytning. Av denne grunn er kompostering mye brukt til å behandle avfall av organisk opprinnelse. I dag finnes det teknologier for kompostering av både matavfall og den usorterte strømmen av fast avfall.

I vårt land er kompostering ikke utbredt nok, og den brukes vanligvis av befolkningen i individuelle hus eller i hagetomter. Imidlertid kan komposteringsprosessen også sentraliseres og utføres på spesielle steder, som er et prosessanlegg (MSW) for organisk avfall. Sluttproduktet av denne prosessen er kompost, som kan brukes i ulike landbruksapplikasjoner.

Siden husholdningsavfall inneholder en ganske høy prosentandel organisk fraksjon, brukes ofte termiske metoder for å behandle fast avfall. Termisk avfallsbehandling (MSW) er et sett med prosesser med termisk påvirkning på avfall som er nødvendig for å redusere volum og vekt, nøytralisere det og skaffe energibærere og inerte materialer (med mulighet for avhending).

Viktige fordeler moderne metoder termisk prosessering er:

• effektiv avfallshåndtering (fullstendig ødeleggelse av patogen mikroflora).
• reduksjon av avfallsmengde opp til 10 ganger.
• bruk av energipotensialet til organisk avfall.

Av all variasjonen som MSW-behandlingsmetoder kan skilte med, er forbrenning den vanligste. De viktigste fordelene med forbrenning er:

• høy teknologitesting
• serieprodusert utstyr.
• lang garantiperiode
• høy grad av automatisering.

Hovedtrenden i utviklingen av avfallsforbrenning er overgangen fra direkte forbrenning av avfall til optimalisert forbrenning av brenselfraksjonen hentet fra fast avfall og en jevn overgang fra forbrenning som avfallsdeponeringsprosess til forbrenning som en prosess som gir ytterligere generering av elektrisk og termisk energi. Og den mest lovende i dag er bruken av plasmateknologier, som gir en temperatur høyere enn slaggens smeltepunkt, noe som gjør det mulig å oppnå et ufarlig forglasset produkt og nyttig energi.

Plasmaavfallsbehandling (MPW) er i hovedsak ikke annet enn en avfallsforgassingsprosedyre. Teknologisystem denne metoden innebærer å hente gass fra den biologiske komponenten i avfallet for å bruke den til å produsere damp og elektrisitet. En integrert del plasmabehandlingsprosessen er faste produkter i form av ikke-pyrolyserbare rester eller slagg.

En klar fordel med høytemperatur pyrolyse er at denne teknikken gir mulighet for miljøvennlig og relativt enkelt teknisk side resirkulere og destruere et bredt spekter av husholdningsavfall uten behov for forberedelse, dvs. tørking, sortering osv. Og selvfølgelig er bruken av denne teknikken i dag mer lønnsom fra et økonomisk synspunkt enn bruken av andre, mer utdaterte teknikker.

I tillegg, når du bruker denne teknologien, er det resulterende slagget et helt trygt produkt, og det kan deretter brukes til en rekke formål.