Forurensning av veps med fast avfall og behandlingsmetoder. Resirkulering av husholdningsavfall som bedrift

Det nåværende systemet for å håndtere dem i vårt land ble dannet tilbake i Sovjettiden. Hovedmetoden for deponering av fast husholdningsavfall er deponering av deponi. Ved første øyekast er det billigst, men når de gjør beregninger glemmer de ofte å ta med i betraktningen at det i tillegg til kostnadene ved vedlikehold av tomten også kommer kostnader til avvikling, erstatning for naturskader og uopprettelige tap av ressurser.

Som et alternativ, i noen megabyer, deponeres fast avfall ved å brenne det i spesialiserte avfallsanlegg. Denne metoden har imidlertid en rekke ulemper, en av dem er at avfallsanlegget også er en kilde til området rundt. Riktignok er det verdt å merke seg at det er forbrenningsteknologier som minimerer dannelsen av dioksiner. I tillegg, som et resultat av denne metoden, reduseres avfallsvolumet med ti ganger og det er mulig å produsere varme eller elektrisitet, og den resulterende slaggen resirkuleres til industrien.

Også kastet gjennom aerob biotermisk kompostering. Før dette er de sortert. Alt som dannes som følge av forbruk kan deles inn i tre hovedgrupper. Den første er (fast avfall), som kan bearbeides til nyttige materialer og motta en viss inntekt fra salget deres, som lar deg kompensere for kostnadene. Det andre er biologisk nedbrytbart avfall det kan gjøres om til kompost, selv om kostnadene forbundet med dette er vanskelige å kompensere. Den tredje er ikke-resirkulerbart fast avfall fra denne gruppen forskjellige måter, avhengig av deres spesifikke sammensetning.

Aerob biotermisk kompostering regnes som den mest lovende teknologien i dag. Med dens hjelp omdannes fast avfall til en ufarlig tilstand og blir til kompost, som er en gjødsel som inneholder mikroelementer, fosfor, nitrogen og kalium. Slik deponering av fast avfall lar deg returnere det til naturlig avfall i naturen.

Bruk av massebehandling av fast avfall ved bruk av sistnevnte metode er vanskelig i dag av en rekke årsaker: ufullkommen lovgivning, mangel på enhetlig informasjonsgrunnlag for alle typer fast avfall, svak kontroll med regelverksoverholdelse og utilstrekkelig finansiering. Hvis vi vender oss til erfaring utviklede land, så blir det klart at det er mulig å etablere det riktig bare hvis du nærmer deg dette problemet systematisk. Alle prosesser knyttet til avfallshåndtering bør konfigureres og feilsøkes. Det er nødvendig å dekke alt i sin helhet, inkludert kilder til avfallsgenerering (organisasjoner og mennesker), transport, lagring, sortering, prosessering og endelig deponering. Offentligheten og hver enkelt innbygger bør være aktivt involvert i å løse dette problemet. Og viktigst av alt, vi trenger en effektiv mekanisme for økonomisk stimulering av rasjonelle og forsiktig holdning til det naturen har gitt oss.

Den vanligste metoden for deponering av fast avfall er forbrenning etterfulgt av deponering av den resulterende asken på et spesielt deponi. Det er ganske mange avfallsforbrenningsteknologier - kammer, lag, fluidisert sjikt. Søppel kan brennes blandet med naturlig brensel.

Termisk prosessering: prosess, fordeler og ulemper

Forbrenningsmetode(eller i generelt syn termiske metoder for deponering av fast avfall) har både utvilsomme fordeler (forbrenningsvarmen av fast avfall kan brukes til å generere elektrisitet og varme bygninger, pålitelig avfallshåndtering) og betydelige ulemper. Obligatorisk godt system rensing av røykgasser, siden ved brenning av fast avfall frigjøres hydrogenklorid og fluor, svoveldioksid, nitrogenoksider, samt metaller og deres forbindelser (Zn, Cd, Pb, Hg, etc., hovedsakelig i form av aerosoler). ut i atmosfæren og, Det som er spesielt viktig er at det 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 tilgang til luft. Bruk av pyrolyse kan redusere innvirkningen av fast avfall på miljø og motta slike 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).

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 ned i en intensivt blandet skumsmelte. Slaggtemperaturen er 1400 – 1500 °C. På grunn av intens varmeoverføring gjennomgår avfall høyhastighets pyrolyse og gassifisering. Mineraldelen deres løses opp 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. Kjemisk oppbygning slagg kan justeres innenfor vide grenser, og oppnår sammensetninger 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 temperaturer prosess, en rasjonell forbrenningsplan, bestående av en kombinasjon av redokspotensialet til gassfasen og temperaturregime, forårsake lave nivåer av nitrogenoksider (NOx) og andre urenheter i røykgasser.

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 stor kvantitet bunnaske (opptil 25 % ved konvensjonell forbrenning), som inneholder tunge ikke-jernholdige metaller og dioksiner, danner 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 for termisk behandling av 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:

CD-prosess– forbrenning av fast avfall i en ovn med rister (KR) eller en kjeleenhet på rister av forskjellige utforminger;
CS prosess– forbrenning av avfall i et fluidisert lag (FB) av inert materiale (vanligvis sand av en viss størrelse);
Pyroxel-prosess– elektrometallurgisk, 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;
prosess utviklet ved instituttet kjemisk fysikk RAS - brenning– gassifisering av avfall i et tett lag av klumpmateriale uten tvungen blanding og bevegelse;
Termoseleksjonsprosess– kombinert, inkludert stadiene av avfallskomprimering, pyrolyse og høytemperaturforgassing (for å produsere syntesegass, inerte og enkelte mineralprodukter og metaller);
Siemens prosess - pyrolyse– forbrenning av pyrogas og separerte karbonholdige rester ved bruk av ikke-oksygenanriket blast.

Forbrenning av fast avfall i ovn-kjele enheter (KR-prosess) på grunn av den 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 den boblende effekten (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.

Biotermisk behandling av fast avfall: Aerob gjæring

Fra biotermiske metoder i praksis størst fordeling mottatt aerob gjæring, som ofte kalles kompostering (etter navnet på sluttproduktet av gjæring - kompost, brukt i jordbruk).

Fermentering er en biokjemisk prosess for nedbrytning av den organiske delen av avfall av mikroorganismer. I biokjemiske reaksjoner samhandler organisk materiale, oksygen og bakterier (saprofytiske aerobe mikroorganismer som finnes i MSW i tilstrekkelige mengder), og karbondioksid, vann og varme frigjøres (materialet selvvarmes til 60-70°C). Prosessen er ledsaget av syntese av humus. Reproduksjon av mikroorganismer som ødelegger avfall er mulig ved et visst forhold mellom karbon og nitrogen.

Den beste kontakten mellom organisk materiale og mikroorganismer sikres ved å blande materialet, som et resultat av selvoppvarming som under fermenteringsprosessen de fleste sykdomsfremkallende mikroorganismer, helminteegg og fluelarver blir ødelagt.

I følge resultatene av forskning fra engelske spesialister, i det innledende stadiet av gjæring, forekommer mineralisering av blandingen, noe som fremgår av en reduksjon i det totale karboninnholdet organisk materiale og humussyrer. Den resulterende biomassen har en høy grad av polymerisering og er preget av en betydelig (sammenlignet med jord) nitrogenkonsentrasjon. Under fermenteringsprosessen synker innholdet av fenolgrupper i biomassen og innholdet av HOOC og C=0 grupper øker.

Som et resultat av den fullførte gjæringsprosessen halveres massen av biologisk nedbrytbart materiale og det oppnås et solid, stabilisert produkt.

Kompostering etter deponering av fast avfall har utviklet seg i verdenspraksis som et alternativ til forbrenning. Miljømålet med kompostering kan betraktes som tilbakeføring av deler av avfallet til det naturlige kretsløpet.

Kompostering av fast avfall utviklet seg mest intensivt fra slutten av 60-tallet til begynnelsen av 80-tallet, hovedsakelig i land Vest-Europa(Italia, Frankrike, Nederland). I Tyskland skjedde toppen av anleggskonstruksjonen i andre halvdel av 80-tallet (i 1985 ble 3% av fast avfall behandlet til kompost, i 1988 - omtrent 5%). Interessen for kompostering økte igjen på midten av 90-tallet basert på involvering i behandling ikke av fast avfall, men av selektivt innsamlet mat- og planteavfall, samt avfall fra hage- og parkkomplekset ( termisk behandling av dette avfallet er vanskelig på grunn av høy luftfuktighet, og nedgraving er forbundet med ukontrollert dannelse av sigevann og biogass). I europeisk praksis, innen 2000, ble ca. 4,5 millioner tonn avfall behandlet årlig ved bruk av aerob gjæring ved mer enn 100 anlegg (hvorav 60 anlegg ble bygget i 1992-95).

I CIS-landene brukes direkte kompostering av innledende fast avfall ved ni anlegg: i St. Petersburg (det første anlegget i tidligere USSR, bygget i 1971; på slutten av 1994 ble et annet anlegg satt i drift i St. Petersburg), Nizhny Novgorod, Minsk og Mogilev, Tasjkent, Alma-Ata, Tbilisi og Baku (alle anlegg ble designet av Giprokomunstroy Institute, Mogilev - av Belkommunproekt Institute), I I 1998 ble et anlegg satt i drift i Togliatti, hvor foreløpig men ineffektiv sortering av fast avfall ble implementert.

Det skal bemerkes at på grunn av den heterogene sammensetningen av avfall, er direkte kompostering av fast avfall upraktisk, siden den resulterende komposten er forurenset med glass og tungmetaller (sistnevnte, som nevnt, er inneholdt i farlig husholdningsavfall - avfall galvaniske celler, fluorescerende lamper).

I de første mekaniserte industrianleggene ble fast avfall oftest kompostert i hauger, og materialet ble periodisk utsatt for vending.

For tiden er tre metoder for aerob gjæring mest vanlig i industrien:

gjæring (kompostering) i biotromler;
tunnelkompostering (gjæring);
gjæring (kompostering) i et oppbevaringsbasseng.

I CIS siden 1971 har kompostering i biofat utelukkende blitt praktisert (i modusen for lasting og lossing av materiale er rotasjonshastigheten til biotrommelen 1,5 min1, resten av tiden 0,2 min1). I Russland (anlegg i Togliatti), basert på sementovner, produseres biotromler i to størrelser - 36 og 60 m lange; diameter på biotromler - 4 m.

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 tankeløs 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, utdanning, helsevesen og sosiale kulturtilbud.

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 gjenvinning er kraftig forenklet egen samling søppel, promotert 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 deponering 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 en slik metode som resirkulering av kommunalt fast avfall, kan de ved brikettering 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 avfallet som slippes ut og foreløpig kraftig forurensning i søppelcontainere og endringer i noen avfallskomponenter 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, resirkulering er et spesialtilfelle av konseptet "avhending 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, kan deponering av fast avfall utføres 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 måtene å håndtere avfall på. 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 ved brenning av avfall frigjøres en stor mengde termisk energi, som I det siste lært å bruke den til autonom drift av avfallsforbrenningsbedrifter. 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. Prosessen med kompostering kvitter seg ikke bare med en stor del av avfallet som forurenser miljøet, men produserer også stoffer som er nyttige for landbruket - gjødsel.

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

Video: Moderne tilnærming til avfallshåndtering

Termisk prosessering: prosess, fordeler og ulemper

Forbrenningsmetode(eller generelt termiske metoder for avhending 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 tilgang til luft. Bruk av pyrolyse gjør det mulig å redusere påvirkningen av fast avfall på miljøet og få nyttige produkter som brennbar gass, olje, harpiks og faste rester (pyrokarbon).

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 ned i en intensivt blandet skumsmelte. Slaggtemperaturen er 1400 – 1500 °C. På grunn av intens varmeoverføring gjennomgår avfall høyhastighets pyrolyse og gassifisering. Mineraldelen deres løses opp i slagget, og metallgjenstandene smelter, og det flytende metallet faller ned på ildstedet. Når kaloriinnholdet i avfallet er lavt, tilføres termisk kull i små mengder til ovnen for å stabilisere det termiske regimet som ekstra brensel. Naturgass kan brukes i stedet for kull. 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 slaggen kan justeres innenfor vide grenser, og oppnå sammensetninger som er egnet for produksjon av forskjellige byggematerialer - steinstøping, pukk, betongfyllstoffer, mineralfiber, sement.

Ovnsgasser med høy temperatur (1400 – 1600 °C) suges av en røykavtrekk inn i en dampkjele for kjøling og fordelaktig bruk av energien. 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 av giftige stoffer til 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

CD-prosess– forbrenning av fast avfall i en ovn med rister (KR) eller en kjeleenhet på rister av forskjellige utforminger;
CS prosess– forbrenning av avfall i et fluidisert lag (FB) av inert materiale (vanligvis sand av en viss størrelse);
Pyroxel-prosess– elektrometallurgisk, 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;
prosess utviklet ved Institute of Chemical Physics ved det russiske vitenskapsakademiet - forbrenning– gassifisering av avfall i et tett lag av klumpmateriale uten tvungen blanding og bevegelse;
Termoseleksjonsprosess– kombinert, inkludert stadiene av avfallskomprimering, pyrolyse og høytemperaturforgassing (for å produsere syntesegass, inerte og enkelte mineralprodukter og metaller);
Siemens prosess - pyrolyse– forbrenning av pyrogas og separerte karbonholdige rester 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 skaper dette sekundær (fast, uforbrent) slagger 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.

Biotermisk behandling av fast avfall: Aerob gjæring

Av de biotermiske metodene i praksis er den mest brukte aerob gjæring, som ofte kalles kompostering (etter navnet på det endelige gjæringsproduktet - kompost, brukt i landbruket).

I følge resultatene av forskning fra engelske spesialister, forekommer mineralisering av blandingen i det innledende stadiet av gjæring, noe som fremgår av en reduksjon i det totale karboninnholdet i organisk materiale og humussyrer. Den resulterende biomassen har en høy grad av polymerisering og er preget av en betydelig (sammenlignet med jord) nitrogenkonsentrasjon. Under gjæringsprosessen synker innholdet av fenolgrupper i biomassen og innholdet av HOOC og C=0 grupper øker.

Som et resultat av den fullførte gjæringsprosessen halveres massen av biologisk nedbrytbart materiale og det oppnås et solid, stabilisert produkt.

Kompostering av fast avfall utviklet seg mest intensivt fra slutten av 60-tallet til begynnelsen av 80-tallet, hovedsakelig i vesteuropeiske land (Italia, Frankrike, Nederland). I Tyskland skjedde toppen av anleggskonstruksjonen i andre halvdel av 80-tallet (i 1985 ble 3% av fast avfall behandlet til kompost, i 1988 - omtrent 5%). Interessen for kompostering økte igjen på midten av 90-tallet basert på involvering i behandling ikke av fast avfall, men av selektivt innsamlet mat- og planteavfall, samt avfall fra hage- og parkkomplekser (termisk behandling av dette avfallet er vanskelig på grunn av høy fuktighet, og nedgraving er forbundet med ukontrollert dannelse av filtrat og biogass). I europeisk praksis, innen 2000, ble ca. 4,5 millioner tonn avfall behandlet årlig ved bruk av aerob gjæring ved mer enn 100 anlegg (hvorav 60 anlegg ble bygget i 1992-95).

I CIS-landene brukes direkte kompostering av originalt fast avfall ved ni anlegg: i St. Petersburg (det første anlegget i det tidligere USSR, bygget i 1971; på slutten av 1994 ble det andre anlegget tatt i bruk i St. Petersburg) , Nizhny Novgorod, Minsk og Mogilev, Tasjkent, Alma-Ata, Tbilisi og Baku (alle anlegg ble designet av Giprokommunstroy Institute, Mogilevsky - av Belkommunproekt Institute I 1998 ble et anlegg satt i drift i Togliatti, hvor foreløpig, men ineffektiv sortering av fast avfall ble implementert.

I de første mekaniserte industrianleggene ble fast avfall oftest kompostert i hauger, og materialet ble periodisk utsatt for vending.

For tiden er tre metoder for aerob gjæring mest vanlig i industrien:

gjæring (kompostering) i biotromler;
tunnelkompostering (gjæring);
gjæring (kompostering) i et oppbevaringsbasseng.

Riktig avfallshåndtering er et stort skritt mot å forbedre miljøet.

Det er mer enn én måte å resirkulere avfall på.

Hovedoppgaven til hver metode er å fullføre oppgaven uten å tillate spredning skadelige bakterier og mikroorganismer. Samtidig er det nødvendig å minimere de skadelige stoffene som frigjøres under selve deponeringen.

La oss se på alternativene for avfallshåndtering og vurdere hvor effektive hver av dem er.

Deponering av avfall på deponier

Deponier tjener til å samle inn og behandle avfall naturlig. Mange av dem bruker et veldig enkelt og forståelig resirkuleringssystem: så snart en viss mengde søppel er samlet, blir det gravd ned. Ikke bare er denne metoden utdatert, den er en tidsinnstilt bombe, fordi det finnes materialer som ikke brytes ned på flere tiår.

De få teststedene som har produksjonsverksteder til disposisjon, fungerer som følger: Ankommende biler registreres ved sjekkpunktet. Volumet av kroppen måles også der for å bestemme kostnadene ved avhending; strålingsnivåer måles. Hvis det overskrider akseptable standarder, bilen slipper ikke gjennom.

Fra sjekkpunktet sendes bilen til renovasjonsverkstedet. Sortering skjer manuelt: en maskin mater søppel inn på et transportbånd, og arbeidere derfra velger flasker, papir osv. De sorterte materialene legges i beholdere uten bunn, hvorfra søppelet går direkte inn i merden og under pressen. Når prosessen er fullført, komprimeres også det resterende avfallet (ikke inkludert i noen av kategoriene) og føres direkte til deponiet. Siden lenge nedbrytende materialer er sortert, kan det gjenværende avfallet dekkes med jord.

Plastflasker, papp og noe annet avfall kjøpes inn av bedrifter for produksjon. For eksempel fra plast flasker og beholdere, nett for grønnsaker er laget av glass flasker og fragmenter - nye produkter, laget av papp - toalettpapir.

Materialer som aksepteres på deponier:

Husholdningsavfall fra boligbygg, institusjoner, bedrifter som driver handel med industri- og matvarer.
Avfall byggeorganisasjoner, som kan sidestilles med kommunalt fast avfall.
Kan godtas industrielt avfall 4 fareklasser, dersom deres mengde ikke overstiger en tredjedel av det aksepterte avfallet.

Avfall hvis import er forbudt til deponiet:

Byggesøppel 4 fareklasser, som inneholder asbest, aske, slagg.
Industrielt avfall 1, 2, 3 fareklasser.
Radioaktivt avfall.
Deponier er ordnet i henhold til strenge sanitære standarder og bare i de områdene hvor risikoen for menneskelig infeksjon av bakterier gjennom luft eller vann er minimert. Den okkuperte plassen er designet for å vare i omtrent 20 år.

Kompostering

Denne behandlingsmetoden er kjent for gartnere som bruker råtnede organiske materialer for å gjødsle planter. Avfallskompostering er en deponeringsmetode basert på naturlig nedbrytning av organiske materialer.

I dag er det en kjent metode for å kompostere selv en usortert strøm av husholdningsavfall.

Det er fullt mulig å få tak i kompost fra søppel, som senere kan brukes i landbruket. Mange fabrikker ble bygget i USSR, men de sluttet å fungere på grunn av den store mengden tungmetaller i søppelet.

I dag kommer komposteringsteknologier i Russland ned på gjæring av usortert avfall i bioreaktorer.

Det resulterende produktet kan ikke brukes i landbruket, så det brukes akkurat der på søppelfyllinger - det brukes til å dekke avfall.

Denne avhendingsmetoden anses som effektiv forutsatt at anlegget er utstyrt med høyteknologisk utstyr.

Metaller, batterier og plast fjernes først fra avfallet.

Fordeler med avfallsforbrenning: mindre;
ubehagelige lukter
antall skadelige bakterier og utslipp reduseres;
den resulterende massen tiltrekker seg ikke gnagere og fugler;

Det er mulig å få energi (termisk og elektrisk) under forbrenning.

Feil:
kostbar bygging og drift av avfallsforbrenningsanlegg;
konstruksjonen tar minst 5 år;
Ved brenning av avfall slippes skadelige stoffer ut i atmosfæren;

Forbrenningsaske er giftig og kan ikke lagres på konvensjonelle søppelfyllinger. Dette krever spesielle lagringsmuligheter.

På grunn av mangel på bybudsjetter, inkonsekvens med avfallsbehandlingsselskaper og andre årsaker, er produksjonen av avfallsforbrenningsanlegg ennå ikke etablert i Russland.

Pyrolyse, dens typer og fordeler Pyrolyse er forbrenning av avfall i spesielle kamre som hindrer tilgang av oksygen.

. Det er to typer:
Høy temperatur - forbrenningstemperaturen i ovnen er over 900°C.

Lav temperatur - fra 450 til 900°C.

Når man sammenligner konvensjonell forbrenning som en metode for avfallshåndtering og lavtemperaturpyrolyse, kan følgende fordeler med den andre metoden identifiseres:
skaffe pyrolyseoljer, som deretter brukes i produksjon av plast;
frigjøring av pyrolysegass, som oppnås i tilstrekkelige mengder for å sikre produksjon av energiressurser; skiller seg ut minimal mengde;
skadelige stoffer

Pyrolyseanlegg behandler nesten alle typer husholdningsavfall, men avfallet må først sorteres.

Høytemperaturpyrolyse har på sin side fordeler fremfor lavtemperaturpyrolyse:
ikke nødvendig å sortere avfall;
massen av askerester er mye mindre, og den kan brukes til industrielle og konstruksjonsformål; ved forbrenningstemperaturer over 900°C brytes de ned farlige stoffer
uten å komme inn i miljøet;

De resulterende pyrolyseoljene krever ikke rensing, siden de har en tilstrekkelig renhetsgrad.