Сжигание мусора. Как сжигают бытовые и промышленные отходы

Материалы, которые принимают на полигонах:

• Бытовые отходы жилых домов, учреждений, предприятий, занимающихся торговлей пром- и продтоваров.
• Отходы строительных организаций, которые могут быть приравнены к твердым бытовым отходам.
• Могут приниматься промышленные отходы 4 класса опасности, если их количество не превышает третьей части принимаемого мусора.

Отходы, ввоз которых запрещен на полигон:

• Строительный мусор 4 класса опасности, который содержит асбест, золу, шлаки.
• Промышленный мусор 1, 2, 3 класса опасности.
• Радиоактивные отходы.
• Полигоны устраиваются согласно строгим санитарным нормам и только на тех участках, где риск заражения человека бактериями через воздушное или водное пространство сводится к минимуму. Занимаемая площадь рассчитана примерно на 20 лет.

Компостирование

Этот метод переработки знаком огородникам, которые для удобрения растений применяют перегнившие органические материалы. Компостирование отходов - метод утилизации, основанный на естественном разложении органических материалов.

Сегодня известен способ компостирования даже неотсортированного потока бытовых отходов.

Из мусора вполне реально получить компост, который впоследствии мог бы использоваться в сельском хозяйстве. В СССР было построено множество заводов, но прекратили они функционировать из-за большого количества тяжелых металлов в мусоре.

Сегодня технологии компостирования в России сводятся к сбраживанию неотсортированного мусора в биореакторах.

Полученный продукт нельзя использовать в сельском хозяйстве, поэтому он находит применение тут же, на свалках - им покрывают отходы.

Этот метод утилизации считается эффективным при условии, что завод оснащен высокотехнологичным оборудованием. Из отходов вначале удаляют металлы, аккумуляторы, а также пластик.

Преимущества мусоросжигания:

• меньше неприятных запахов;
• уменьшается количество вредных бактерий, выбросов;
• полученная масса не привлекает грызунов и птиц;
• есть возможность при сжигании получать энергию (тепловую и электрическую).

Недостатки:

• дорогостоящее строительство и эксплуатация мусоросжигательных заводов;
• строительство занимает не менее 5 лет;
• при сжигании отходов в атмосферу попадают вредные вещества;
• зола от мусоросжигания токсична и не может храниться на обычных свалках. Для этого нужны специальные хранилища.

По причине нехватки городских бюджетов, несогласованности с мусороперерабатывающими компаниями и по другим причинам в России пока не налажено производство мусоросжигающих заводов.

Пиролиз, его виды и преимущества

Пиролизом называют сжигание мусора в специальных камерах, препятствующих доступу кислорода . Есть два вида :

• Высокотемпературный - температура сжигания в печи свыше 900°С.
• Низкотемпературный - от 450 до 900°С.

При сравнении обычного сжигания как метода утилизации мусора и низкотемпературного пиролиза можно выделить следующие преимущества второго способа:

• получение пиролизных масел, которые впоследствии используют при производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, который получают в достаточном количестве для обеспечения производства энергоносителей;
• выделяется минимальное количество вредных веществ;
• установки для пиролиза перерабатывают почти все виды бытовых отходов, но мусор предварительно должен быть отсортирован.

Высокотемпературный пиролиз в свою очередь имеет достоинства перед низкотемпературным:

• не требуется сортировать отходы;
• масса зольного остатка значительно меньше, и его можно использовать в промышленных и строительных целях;
• при температуре горения свыше 900°С разлагаются опасные вещества, не попадая в окружающую среду;
• полученные пиролизные масла не требуют очистки, так как они имеют достаточную степень чистоты.

Преимущества есть у каждого из методов переработки мусора, но все упирается в стоимость установок: чем эффективнее и выгоднее метод утилизации, тем дороже его установка и длиннее срок окупаемости. Несмотря на эти недостатки, государство стремится реализовать проекты по эффективной и безопасной переработке мусора, понимая: за этими технологиями будущее.

Продукты деятельности людей в быту, транспорте, в областях промышленности и хозяйства, которые не находят применения непосредственно в местах их образования, или используются в качестве сырья в других сферах промышленности или в ходе переработки, носят название отходов. Ими могут быть остатки материалов, сырьевые отходы, остаточные полуфабрикаты, которые образуются в процессе выпуска продукции и утрачивают свои полезные физические качества (полностью или частично). В ходе переработки сырья, при добыче, обогащении полезных ископаемых также образуются продукты, которые считаются отходами производства, ибо это производство не занимается получением этих продуктов. Непригодные в дальнейшем применении по прямому назначению, списанные машины, различный инструментарий, бытовые изделия называются отходами потребления.

Возможное использование отходов определяет их как утилизируемые и не утилизируемые. В отношении утилизируемых отходов существуют всевозможные технологии их переработки, сопровождаемые вовлечением их в оборот хозяйства или промышленности. Для не утилизируемых отходов таких технологий на сегодня не существует. Классификатор промышленных отходов, расчет по гигиеническим значениям вещества или экспериментальный путь определяют принадлежность отходов к определенным группам.

Отходы всех групп и классов подразделяют на:

• отходы твердого типа,
• пастообразного вида,
• жидкостные,
• пылевидные (газообразные).

К отходам твердой группы можно отнести негодную тару (металлическую, деревянную, картонную, пластмассовую), обтирочные материалы, отработанные фильтроэлементы и фильтровальные материалы, обрезки полимерных труб, остатки кабельной продукции. К отходам пастообразной группы относятся шлам, смола, фильтровальные осадки и пироги с фильтров и отстойников после очистки емкостей от теплообменников. Жидкими отходами могут быть сточные воды, которые вследствие своей высокой токсичности не подлежат биологической очистке. Пылевидные (газообразные) отходы представляют собой выбросы с участков обезжиривания на металлургическом производстве, при окраске оборудования.

Принадлежность отходов к группе по химической устойчивости подразделяет их на взрывоопасные, самовозгорающиеся, разлагающиеся (с выделением при этом ядовитых газов), устойчивые. Далее отходы подразделяются на растворимые в воде отходы и отходы, которые не растворяются в воде. По своему происхождению отходы делятся на органические, неорганические отходы, а также смешанные. Отходы промышленности представляют собой зачастую химические отходы, являющиеся неоднородными, сложными смесями из поликомпонентов, которые обладают всевозможными физико-химическими свойствами и могут представлять опасность химического, токсического, коррозийного, биологического действия, а также опасность возгорания и взрывоопасность. Отходы можно классифицировать по различным признакам: по их химическим признакам, по их технологическому образованию, по их возможной переработке в дальнейшем и их дальнейшему использованию. В России химические отходы делятся на четыре класса опасности , с которыми связаны затраты на их переработку и захоронение:

1. отходы чрезвычайно опасного класса; сюда относятся отходы с содержанием ртути и её соединений, а также сулемы, хромовокислого и цианистого калия, сурьмы. Токсичность соединениям ртути придает вредное воздействие иона Hg2+. В организм человека и животных ртуть попадает не в виде ионов, а при соединении в крови с молекулами белка, образуя после таких соединений металлопротеиды. При отравлении выше названными веществами наступает нарушение функций центральной нервной системы, поражение почек вплоть до полного их отказа, что впоследствии приводит к смерти пострадавшего;
2. отходы высоко опасного класса; сюда относятся отходы с содержанием хлористой меди, щавелевокислой меди, трёхокиси сурьмы и соединений свинца. Токсичность их проявляется, как и любой процесс отравления, сопровождаясь анемией, язвой желудка, изменениями в печени и почках, кровоизлиянием во внутренних органах, смертью;
3. отходы умеренно опасного класса; сюда относятся отходы с содержанием оксидов свинца, хлоридов никеля, 4-хлористого углерода. При длительном воздействии на организм понижается число эритроцитов;
4. отходы малоопасные с содержание сульфатов магния, фосфатов, соединений цинка. Сюда относятся отходы, образующиеся в результате флотационного метода обогащения полезных ископаемых, где применяются амины. Попадая в организм, пыль фосфатов приводит к развитию пневмосклероза, сокращению бронхов и кровеносных сосудов. Контакт кожи человека с фосфатами может вызвать дерматиты, характеризуемые сыпью, жжением и зудом;
5. отходы не опасные и не токсичные.

Проблемы, связанные с защитой окружающей среды, занимают сегодня одно из первых мест среди актуально важных задач человечества. Выбросы от промышленных предприятий в атмосферу достигают сегодня таких размеров, что допуски по санитарным нормам в отношении уровня загрязнений оказываются превышенными в несколько раз. Тоннами поступают в биосферу отходы в твердом, пастообразном, жидком, газообразном виде, нанося тем самым неоценимый вред природе, подрывая её ресурсы. В связи с этим появилась необходимость разработать и внедрить новые современные и безопасные методы решения проблемы избавления биосферы от ее загрязнения производственными и потребительскими отходами. С целью выбора более рационального пути решения данной проблемы ведётся предварительный учет отходов и их оценка.

После сбора отходов производится их оценка. В зависимости от этого отходы перерабатываются, подвергаются утилизации или захоронению. Переработке подвергаются такие отходы, которые оказываются полезными в будущем.

Например, отработанные масла подвергают очистке от продуктов коррозии, износа, очищают их от взвешенных частиц, продуктов термического распада, вводя после этого присадки. Вследствие чего получают масла для повторного применения.

Отходы резино-технических изделий, как автомобильные шины, измельчают, затем отправляют на новое изготовление этой же продукции.

Ртутные лампы подвергают демеркуризации, получая при этом ртуть.

Отработанное ядерное горючее с атомных станций перерабатывается на радиохимических заводах. При такой переработке получают плутоний и уран, используя их в дальнейшем в ядерных реакторах.

Технологические методы переработки отходов и оборудование , применяемое для утилизации отходов предприятий промышленности, предусматривают разработку технологических процессов, предусматривающих:

• снижение степени химических загрязнений окружающей среды токсичными веществами при утилизации отходов;
• совершенствование оборудования для утилизации и переработки отходов, методов их переработки, способов очистки выбросов газа в атмосферу и очистки сточных вод.

Отходы, которые не подлежат переработке и использованию в дальнейшем как вторичное сырьё, которые нуждаются в сложной и эконолически не выгодной переработке, или которые имеются в избыточном количестве, которые не подлежат сжиганию, не поддаются нейтрализации, должны быть захоронены на полигонах. Целесообразно использовать для захоронения такого рода отходов специально создаваемые хранилища с последующим использованием промышленных отходов в будущем. При захоронении отходов промышленности можно использовать резервуары геологических формаций, как гранит, вулканические породы, базальты, соляные толщи, гипс, доломит, глина и т.д. Такие хранилища можно сооружать как самостоятельные хранилища, а можно их организовывать совместно с горнодобывающими производствами. При таком размещении отходов следует соблюдать определенные условия:

• водонепроницаемость пластов и наличие над ними и под ними водоносных толщ;
• исключение деформаций, возникающих при сдвиге под действием собственной массы, динамических нагрузок, вследствие землетрясения, наземных взрывах, способных сделать толщу водопроводящей;
• размещение хранилища рядом с населенным пунктом, места появления наводнений, прорывов дамб и плотин;
• имеющиеся способы и средства, с помощью которых можно будет быстро и надёжно "блокировать" выработки, через которые осуществляется подача отходов в выработанное пространство.

Для подземного захоронения отходов подходят различные глубины и зоны гидродинамики в литосфере, в связи с чем, хранилища подразделяются на неглубокие, среднеглубокие и глубокие. Подземные ёмкости можно создавать и нетрадиционными способами с помощью энергии камуфлетного взрыва и ядерного взрыва. Итак, хранилища токсичных отходов промышленности представляют собой сложную геотехническую систему с компонентами геологической среды, как массивы горных пород, подземные воды. Сюда относятся также инженерные сооружения наземно-подземного типа, как выработки, скважины и прочие виды коммуникаций.

Взрывоопасные отходы , которые после создания технологий для их переработки и использования могут быть ценны и полезны в будущем, целесообразно хранить в подземных хранилищах, к которым предъявляются повышенные требования к обеспечению безопасности и возможной флегматизации. С уничтожением взрывоопасных отходов связаны большие затрачиваемые средства на обеспечение безопасности при осуществлении процесса. Размещение хранилищ с взрывоопасными отходами подлежит общим защитным мероприятиям по хранению промышленных отходов. Удары механического типа, трения, воздействия высоких температур, электрическое искрообразование или блуждающие токи, химические взаимосвязи между компонентами, опасность близкого взрыва могут оказать воздействие на отходы и вызвать их возможный взрыв. Существует ряд отдельных требований, которые предъявляются к хранению данного рода отходов:

• размещение отходов взрывоопасного класса в тарах, чтобы предотвратить все виды выше названных воздействий;
• удалённое расположение от ЛЭП;
• прокладка качественной электропроводной линии для освещения подсобок;
• защита от химических взаимосвязей с другими компонентами, что достигается при низкой температуре хранения и флегматизации;
• осторожные методы транспортировки и погрузочно-разгрузочных операций со взрывоопасными отходами.

Наземные полигоны, предназначенные для хранения отходов промышленности, являются пунктами временного или промежуточного назначения на пути транспортировки отходов в хранилища. Размещение наземных полигонов в соответствии с правилами по их проектированию и созданию запрещено:

• рядом с залеганиями пресных подземных вод и их водоохранными зонами;
• рядом с расположенными залеганиями минеральных вод (лечебных и промышленных);
• вблизи охранных курортных зон;
• вблизи заповедников;
• среди селитебных и рекреационных областей населенных пунктов.

Токсичные промышленные отходы можно обезвредить термическими методами. На сегодняшнем этапе открывается много возможностей по сокращению количества не утилизируемых отходов. Их химический состав всегда сложный, поэтому их перерабатывать в полезные продукты пока довольно затруднительно, а также экономически нецелесообразно. Поэтому и используются термические методы обезвреживания промышленных отходов:

1. Жидкофазное окисление производственных отходов применяют для обезвреживания отходов в жидкой фазе и осадков в сточных водах. Данный метод состоит в окислении содержащихся в отходах органических и элементоорганических примесей сточных вод кислородом. Для осуществления метода необходимы определенные температурные значения 150 - 350 °С и давление от 2 до 28 МПа. Интенсивности жидкого окисления благоприятствует высокая концентрация кислорода, растворенного в воде, которая растет при высоком давлении. Параметры давления и температуры, количество примесей и самого кислорода, время действия процесса способствуют окислению органических веществ, при котором образуются органические кислоты (CH3COOH, HCOOH) или CO 2 , H 2 O и N 2 . При окислении в щелочной среде элементоорганических соединений образуются водные растворы веществ (хлоридов, бромидов, фосфатов, нитратов, оксидов металлов). Жидкофазное окисление требует незначительных энергетических затрат, если сравнивать с другими методами, однако является более дорогостоящим в сравнении с этими методами. К другим недостаткам данного метода относится высокая коррозионность при выполнении процесса: накипь образуется на поверхности нагрева. Некоторые вещества окисляются не полностью, сточные воды, имеющие высокую теплоту сгорания, невозможно окислить. Использование данного метода имеет смысл в процессе первичной переработки отходов.
2. Гетерогенный катализ находит применение при обезвреживании промышленных отходов в газообразных и жидких фазах. Имеют место 3 разновидности гетерогенного катализа отходов промышленности. Окисление термокаталитического типа применяется для обезвреживания отходов в виде газа, имеющих мало горючих примесей. На катализаторах отходы окисляются при температуре ниже, чем температура самовоспламенения у горючих составляющих газа. Характер примесей и характеристики активности катализаторов определяют температуру окисления (250 - 400 °С), процесс окисления происходит в установках различных габаритов. В термокатализаторах успешно подвергают окислению CO, H 2 , углеводороды (УВ), NH3, фенолы, альдегиды, пары смол, канцерогенные соединения. В процессе окисления образуются CO 2 , H 2 O, N 2 . Чтобы увеличить удельную катализируемую поверхность, используют пористые керамические пластины из окиси алюминия или оксидов других металлов, которые обладают каталитической активностью.

В случае большого количества пыли и паров воды не следует использовать катализаторы глубокого окисления промышленного типа, работающие при температуре макс. 600 - 800 °С.

Данный метод нельзя использовать также для переработки отходов с содержанием высококипящих и высокомолекулярных соединений. Вещества не полностью окисляются, а поверхность катализаторов забивается. Недостатком метода является и тот факт, что он не применим для отходов даже с небольшим количеством P, Pb, As, Hg, S, галогенов, которые разрушают катализаторы.

Восстановление термокаталитического типа находит применение для обезвреживания отходов в форме газа с содержанием NOX. Парофазное окисление каталитическим методом используется для того, чтобы перевести органические примеси сточных вод в фазу пар / газ с последующим окислением посредством кислорода.

Методы гетерогенного катализа лучше не использовать как самостоятельный метод обезвреживания отходов, лучше применять его как отдельный этап общего технологического цикла обезвреживания.

Сточные воды с содержанием неорганических веществ с нелетучими свойствами можно обезвредить, дополнив данный процесс огневым методом или другими методами обезвреживания промышленных отходов.

Следующий метод термического обезвреживания промышленных отходов - пиролиз . Существует два различных процесса пиролиза промышленных отходов: окислительный и сухой пиролиз.

Окислительный пиролиз является процессом термического распада отходов промышленности, при котором они частично сжигаются или непосредственно контактируют с продуктами сгорания топлива. Этот способ термического обезвреживания применяется для многих отходов, «неудобных» для сжигания или газификации. Это отходы вязкого или пастообразного состояния, влажные осадки, пластмассы, шламы с большим количеством золы, земля с большим количеством примеси мазута, масла и других соединений, отходы, которые сильно пылят.

Сухой пиролиз представляет собой также процесс термического разложения отходов, но без доступа кислорода. Вследствие данного процесса образуется пиролизный газ, имеющий высокую теплоту сгорания, продукт в жидком виде и углеродистый остаток в твердом состоянии. Данный способ термической обработки отходов высокоэффективно обезвреживает их и позволяет применять как топливо и химическое сырьё. Это способствует развитию малоотходных и безотходных технологий, рациональному применению природных ресурсов.

Различают низкотемпературный (450-550 °С), среднетемпературный (макс. 800 °С) и высокотемпературный пиролиз (900 °С- 1050 °С) в зависимости от температуры, при которой протекает процесс. Способ обработки отходов методом сухого пиролиза приобретает все большее распространение. Сегодня это чуть ли не самый перспективный способ утилизации твердых отходов органического содержания, для которого характерно выделение ценных компонентов из данных отходов.

Процесс пиролиза отходов осуществляется в реакторах, имеющих внешний и внутренний обогрев. Внешний тип обогрева применяют в реакторах, имеющих исполнение в виде вертикальных реторт, или в барабанных реакторах вращающегося типа. В реакторах пиролизные газы не разбавляются теплоносителями, сохраняя за счет этого высокую характеристику теплоты сгорания. Газ, получаемый в реакторе с внешним типом обогрева, содержит минимум пыли, ибо он не перемешивается с газовым теплоносителем, что является положительным моментом данного оборудования. Обычно теплоноситель пропускается через слой отходов с содержанием мелкодисперсных частиц.

В реакторах, имеющих внутренний обогрев (вертикальные шахтного типа, с псевдоожиженным слоем, барабанные вращающегося типа), в качестве теплоносителя применяют газы, но после их нагрева до 600—900 °С. Эти газы не вступают в химическую реакцию с отходами (инертные и горючие газы, без кислорода). Лучше всего, если при этом газ циркулирующий.

Недостатком данного оборудования считается то, что в реакторе, имеющем внутренний обогрев, в связи с применением газообразных теплоносителей увеличивается запыленность пиролизного газа. Однако, внутренний обогрев конвекцией делает процесс пиролиза интенсивным, позволяет уменьшить габариты реакторов в сравнении с реакторами, имеющими внешний обогрев.

Следует уделить несколько слов методу газификации , используемому для переработки отходов. Цель данного метода: получение горючего газа, смолы, шлака. Газификация представляет собой, как и выше описанные методы, термохимический процесс, осуществляемый при высоких температурах. При данном процессе органическая масса взаимодействует с газифицирующими агентами, превращая при этом органические продукты в горючие газы. Газифицирующие агенты - это воздух, кислород, водяной пар, диоксид углерода, их смеси.

Процесс газификации проходит в механизированных газогенераторах шахтного типа. При этом применяется дутьё: воздушное, паровоздушное и парокислородное. Преимущества газификации перед сжиганием состоят в следующем:

• использование образовавшихся горючих газов как топливо;
• использование образовавшихся смол в качестве топлива или химического сырья;
• снижаются уровни выбросов золы и сернистых соединений в воздух.

Недостатки газификации:

• при использовании воздушного и паровоздушного дутья образуется генераторный газ с низкой характеристикой теплоты сгорания, непригодный для транспортировки;
• невозможна переработка отходов крупных размеров пастообразного типа, перерабатываются только отходы дробленые и сыпучие с газопроницаемыми характеристиками.

При использовании парокислородной газификации образуется газ с хорошей характеристикой по теплоте сгорания, что дает возможность транспортировать его на большие расстояния.

Рассмотрим следующий метод термической обработки отходов промышленности. Это огневой метод, в основу которого заложено разложение и окисление токсичных компонентов в отходах при высоких температурах. При этом образуются почти нетоксичные или малотоксичные продукты, как дымовые газы, зола. Данный метод обеспечивает получение такой ценной продукции, как отбеливающая земля, активированный уголь, известь, сода и др. Химический состав промышленных отходов определяет содержание дымовых газов (SOХ, P, N 2 , H 2 SO4, HC1), соли щелочных и щелочноземельных элементов плюс инертные газы. Метод переработки огневого типа, применяемый для промышленных отходов (токсичных, химических), классифицируют следующим образом, что обусловлено типом отходов и способом их обезвреживания:

• простой способ заключается в сжигании отходов, которые могут сгореть самостоятельно; температура горения при этом методе составляет мин. 1200 - 1300° С. Недостаток метода заключается в том, что горючие отходы могут представлять ту или иную ценность при дальнейшем использовании в будущем;
• огневой метод окислительным способом представляет собой сложный процесс из нескольких физических и химических этапов обезвреживания негорючих отходов, используемый при обработке отходов твердого и пастообразного вида;
• огневой метод восстановительным способом представляет собой уничтожение токсичных отходов, при котором не образуются побочные продукты, которые можно дальше использовать как отдельное сырьё или самостоятельный товарный продукт. Образуемые в результате обработки совершенно безвредные продукты (дымовые газы, стерильные шлаки) сбрасываются в отвалы. Данный метод можно использовать при обработке твердых и газообразных выбросов, ТБО и др.;
• с помощью регенерация огневым способом из отходов извлекают какие-либо реагенты. Этим методом восстанавливают свойства отработанных реагентов или материалов. Положительными качествами данного метода считаются его природоохранные и ресурсосберегающие цели. Однако для осуществления этих целей необходимо определение оптимальных температур путем эксперимента, времени действия процесса, избыточное значение кислорода в камере горения, должна быть обеспечена равномерная загрузка отходов, топлива и кислорода. При несоблюдении названных условий в дымовых газах появляются нежелательные компоненты. При обезвреживании промышленных отходов чисто термическим методом или с применением катализаторов могут уничтожаться вещества с элементами органики, которые могли бы стать ценным сырьем для целевых продуктов, что является также негативным моментом.

Чтобы достичь хорошей степени разложения промышленных отходов, особенно галоидосодержащих, печь, предназначенная для сжигания продуктов, должна обеспечивать необходимое время их нахождения в зоне горения, хорошее перемешивание реагентов с кислородом при определенной температуре. Количество кислорода регулируется. Чтобы не образовывались галогены, а полностью переходили в галогеноводороды, необходимо избыточное количество воды и как можно меньше кислорода, чтобы образовывалось меньше сажи. Если в момент разложения хлорорганических продуктов снижается температура, то это приводит к образованию диоксинов, которые высокотоксичны и достаточно устойчивы. Это является также отрицательным моментом метода огневого сжигания. Это дало толчок на поиск новых технологий обезвреживания токсичных отходов.

Имеющее успех новое направление, основанное на применении низкотемпературной плазмы , используется при утилизации опасных отходов. С помощью плазмы хорошо обезвреживаются химические отходы (химической промышленности), включая галлоидосодержащие с элементами органических соединений, перерабатываются отходы твердого, пастообразного, жидкого, газообразного вида, органического и неорганического характера, слаборадиоактивного класса, БО, примеси канцерогенных веществ, при соблюдении жестких требований в отношении предельно-допустимых значений при выбросе в воздух, воду. Обезвреживание отходов плазменным методом может выполняться двумя путями:

• посредством ликвидации особо опасных высокой токсичности отходов плазмохимическим методом;
• переработка отходов плазмохимическим методом, чтобы получить товарный продукт.

Процесс деструкции углеводородов, способствующий образованию CO, CO 2 , H 2 , CH 4 , наиболее эффективно проходит при использовании плазменного метода. Плазменный нагрев углеводородов в твёрдом и жидком виде, не требующий расхода, способствует образованию газового полуфабриката (водорода с оксидом углерода). Данный синтез-газ имеет определенную ценность, его используют как пар для ТЭЦ и при изготовлении искусственного жидкого топлива, а расплав смеси шлаков не вреден для окружающей среды при его захоронении в недра. Разложения в плазмотроне вредных продуктов (полихлорбифенилов, метилбромидов, фенилртутьацетатов, хлор - и фторосодержащих пестицидов, полиароматических красителей) происходит почти полностью. В результате разложения образовываются CO 2 , H 2 O, HC1, HF, P 4 O 10 по следующим технологиям:

• процесс конверсии отходов в среде воздуха;
• в водной среде;
• в среде пар /воздух;
• процесс пиролиза отходов при малых концентрациях.

В зависимости от способа переработки отходов можно оптимизировать работу плазмотрона для отходов с разным химическим составом. Принцип работы плазмотрона и его конструкция довольно просты и состоят в следующем: сам процесс с применяемой технологией происходит в камере с двумя электродами: катодом и анодом. Они, как правило, изготавливаются из меди, иногда бывают полые. При определенном давлении в камеру загружаются отходы, кислород и топливо в заранее установленных объёмах. Добавляют водяной пар. Можно применять катализаторы. Давление и температура в камере постоянные. При использовании плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде получают ценную товарную продукцию:

• из жидких органических хлоросодержащих отходов получают ацетилен, этилен, HC1 и продукты на их основе;
• в плазмотроне с водородом при обработке органических хлоро- и фторосодержащих отходов получают газы с содержанием 95 - 98 % по массе HC1 и HF.

В целях удобства применяют брикетирование отходов в твердом виде и нагрев пастообразных отходов, чтобы перевести последние в жидкую фазу.

Для переработки горючих отходов радиоактивного типа (низкой и средней активности) была разработана технология, основанная на применении энергии плазменных струй воздуха. При этом вводится активированное углеводородное сырье в чистом виде или с содержанием галенидов. Данный способ способствует переводу опасных отходов в неактивную фазу с уменьшением их объема в несколько раз. Недостаток данного метода заключается в его энергоёмкости и сложности выполнения самого процесса. Поэтому его используют для переработки только тех отходов, переработка которых огневым методом обезвреживания не соблюдает экологические требования.

При сборе отходов их разделяют в зависимости от дальнейшего использования, методов их переработки, утилизации или захоронения. Это существенно упрощает и удешевляет их дальнейшую переработку, ибо значительно сокращаются расходы, затрачиваемые на их разделение. Переработка отходов является важнейшей стадией в обеспечении безопасности их жизнедеятельности, служит защите окружающей среды от загрязнения и сохранению природных ресурсов.

При выплавке металлов происходит образование металлургических шлаков , при образовании которых происходит взаимодействие руды, флюсов, топлива при высокой температуре. Состав этих шлаков определяется компонентами взаимодействующих материалов, их видами и спецификой металлургического процесса. Шлаки черной металлургии подразделяются на доменные, сталеплавильные, ферросплавные, ваграночные. Тип печей способствует получению мартеновских, конверторных или электроплавильных шлаков. Довольно распространенным методом переработки доменных шлаков считается грануляция, заключающаяся в резком охлаждении с помощью воды, пара или воздуха. Данному методу переработки подвергают, как правило, доменные шлаки, утилизация которых составляет около 60%. Основное применении доменные шлаки находят в цементной промышленности, где они служат добавками к сырью при производстве портландцементов. Там, кстати, наиболее распространено применение и остальных шлаков, медленно охлажденных. Сталеплавильные же шлаки утилизируются лишь на 30%.

Металлургические шлаки идут на приготовление по особой технологии шлакового щебня. Готовят его методом дробления шлаков из отвала, в котором шлак пролежал около 5 месяцев, став стабильным по составу. Щебень получается литой. Слив расплавленного шлака производится слоями до 500 мм толщиной. Шлаковый щебень применяется также в дорожном строительстве. А шлаковая вата широко используется как изоляционный материал.

Шлаки цветной металлургии отличаются своим разнообразием, они имеют значительно больший выход, по сравнению со шлаками черной металлургии. Их утилизация имеет сегодня ряд перспективных направлений, состоящих в их комплексной переработке: сначала извлекаются цветные и редкие металлы, а оставшийся силикатный остаток идет на изготовление строительных материалов по аналогии со шлаками черной металлургии. Используются шлаки и при вторичной переработке металлов, добавляя их для раскисления стали, экономя при этом дефицитный ферросилиций. Допускается их использование в качестве абразивного материала, которым очищают днища судов. Конвертерные шлаки часто применяют для обсыпки дамб, заменяя ими грунт. В целях доизвлечения железа из отходов используют метод обратной флотации хвостов, прямую флотацию руды, сухой метод магнитного сепарирования, магнитно-флотационный метод.

Кроме шлаков в металлургии образуется много различных видов пыли и шламов, они скапливаются и в отвалах, и шламосборниках. В этих отходах чего только не содержится: соединения свинца, магния, железа, серы и многих других элементов. Перед использованием шламы обезвоживаются (оставляя влажность до 9%), удаляют из них вредные примеси, добавляя их впоследствии к агломерационной шихте. Хранят их в качестве сформированных механическим или термическим способом с добавлением вяжущих средств кусков.

Следующий способ утилизации пыли с содержанием железа заключается в её включении в шихту при выпуске краски, цемента, красителей. При выпуске чугуна из доменной печи образуется графитовая пыль, представляющая собой чешуйки графита, которые выделяются из чугуна при его переливе. Потребность в графите очень сильно растет, он идет на изготовление электродов, тиглей, им присыпают формы перед отливкой, он служит добавкой при выпуске графито-коллоидных красок и т.д. Изготовление алмазов, металлокерамики, карандашей также не обходится без графита. Так что графитовая пыль с предприятий черной металлургии считается ценным вторичным сырьём. Сегодня графитовую пыль утилизируют в двух направлениях:

• предприятия с большим количеством пыли сами её измельчают, обогащают флотационным методом по обычной схеме, затем доводят химическим путем и используют у себя на предприятии;
• графитовая пыль обогащается на металлургических предприятиях с последующей переработкой концентрата на графитовых предприятиях.

Таким образом, и графитовая пыль, и шламы (золо- и серосодержащие) имеют и другое направление утилизации: их применяют в сельском хозяйстве как мелиорант для различных почв, как кислых, оподзоленных, например. Шламы нейтрализуют почвы с повышенной кислотностью.

Сточные воды трубопрокатного производства содержат окалину и масла различного рода. При очистке отделяется окалина, которая утилизируется как добавка к агломерационной шихте. В случае сильного замасливания окалины её обрабатывают сталеплавильным шлаком в жидкой фазе. Шлак, обогащенный окалиной, представляет в застывшем виде ценный металлургический продукт.

Для решения вопроса по утилизации шлаков и зол следует решить ряд технических вопросов по разработке предпосылок на их применение, агрегатов и технологий по их переработке, по изучению психологии потребителей вторичных минеральных продуктов.

Существующие сегодня на рынке технологии утилизации отходов были проанализированы и вывод сделан следующий:

Все технологии, предлагаемые сегодня на рынке, по утилизации / термической обработке промышленных отходов, основаны на методах пиролиза или их разновидностях, сжигании, требующем огромных затрат газа или дизеля (плазмы). Как сам пиролиз, так и множество его разновидностей, существуют уже свыше ста лет, но применяется в промышленности, или при обработке чистых продуктов (уголь, древесина, нефть), или используются пиролизные котлы с нагрузкой по циклам. В первом случае мы говорим о методе пиролиза, например, в нефтеперерабатывающей сфере промышленности, во втором речь идёт о чистой утилизации отходов. В обоих случаях мы говорим о недостатке пиролизного метода как о проблеме, связанной с образованиями смолистого нагара при наличии серы и прочих опасных элементов. Следствием этого являются частые остановки оборудования, поломки его, ускоренная коррозия металла и даже пожары. Безаварийный режим работы такого оборудования связан с частыми профилактиками, чистками котлов (а их должно быть не менее 3-х, так как режим работы идет циклами) и т.д.

Большую проблему на сегодня доставляет и газоочистительный пиролиз. В ходе этого процесса необходимо нейтрализовать высоко канцерогенную золу, которую собирает газоочистка. Плазменные утилизаторы не имеют этой проблемы, нагар не образуется, но плазму получить не так просто, её можно применять лишь при утилизации дорогостоящих материалов.

Сегодня для нейтрализации опасных отходов существует оборудование, основанное на использовании СВЧ-энергии, однако все имеющиеся на сегодня технологии осуществляются циклами, оно практически дезинфицирует отходы, а температура в камере не превышает 130ºC.

Сегодня все более новые разработки оборудования появляются на рынке, оборудование нового поколения, способное нейтрализовать, утилизировать различные виды отходов и материалов, с уникальнейшими микроволновыми системами газоочистки. Эти технологии, над которыми работают научно-исследовательские компании и институты Европы, основаны на воздействии микроволнового поля высокой концентрации на нейтрализуемые материалы или опасный газ.

С помощью двух новых технологий (МТО - микроволновая термическая обработка и МОГ - микроволновое окисление газов) нейтрализуют или утилизируют различные виды отходов, при этом микроволновое оборудование функционирует непрерывно, обеспечивая положительный энергетический баланс.

Микроволновые установки по праву называют "всеядными", ибо они способны утилизировать любые отходы: от биологических до ядохимикатов, включая и медицинские отходы. Система загрузки настраивается под утилизируемый материал индивидуально, в соответствии с заданием заказчика, параметрами эксплуатации и функциональными режимами оборудования. Инновационный метод работает на мгновенном разогреве отходов до 1000 °С с высокой концентрацией СВЧ - энергии и имеет множество положительных факторов:

• материалы нагреваются по всему объему;
• среда процесса контролируется: при отсутствии кислорода или при его дефиците (различных газов), или в избыточной среде);
• виды отходов определяют подачу в камеру оборудования воздуха или инертных газов;
• выбросы небольшого количества газов эффективно нейтрализуются (происходит дожигание в камере MOГ);
• на оборудовании можно осуществлять пиролиз органических веществ, при регулировании стабилизации пиролизных газов;
• можно осуществлять газификацию органических веществ (частичную или полную);
• сжигание отходов (частичное или полное).

Вопросы утилизации отходов промышленности волнуют ученых всего мира, так как на сегодня нет единого комплексного подхода к вопросам по переработке и по использовании вторичных изделий и промышленных отходов. Эта тема имеет большое значение также и в рамках щадящего отношения к окружающей среде. Тема утилизации отходов у нас в стране намечает целый ряд вопросов, решить которые просто необходимо и считается возможным только в совокупности, с привлечением специалистов разного профиля: технологов по производственной части процесса, медицинских работников, работников экологической службы и экономистов. Вопросы утилизации химических отходов постоянно волнуют ученых мира. Свидетельством этого считается появление множества новых устройств и методов, которые предназначены хоть немного изменить столь печальное положение в этой области в положительную сторону. Некоторые полагают, что самый простой выход в том, чтобы переправить отходы за пределы земли, все заводы по переработке должны быть перенесены в космос, а все новые заводы должны быть построены на орбите Земли, откуда все отходы промышленности сразу будут уходить на солнце. Но это всё дорогостоящие проекты будущего, и если они когда-то будут реализованы, то только для отходов, которые представляют настоящую опасность для человечества.

Описание

Печи (установки) для сжигания отходов и мусора — это компактно собранная технологическая линия для термической утилизации жидких, биологически опасных отходов, отходов в нефтехимической и химической промышленности, а также различное оборудование служащее для утилизации твердых промышленных отходов и мусора.

Целью утилизации отходов и мусора с помощью сжигания, является уменьшение объема и массы отходов и мусора.

Температура сжигания промышленных отходов и мусора: от 700 до 900°C.

Дожигание отводимых газов происходит при температуре до 1200°C, что обеспечивает полное разложение и сгорание сложных органических соединений.

Преимущества использования печей для сжигания и утилизации отходов и мусора:

• Полная утилизация отходов и мусора на месте их образования
• Отличный способ утилизации различных полимеров (полиэтилен, ПВХ, полистирол и др.)
• Решение проблемы утилизации отходов и мусора и улучшение экологии, полное соответствие требованиям промышленной безопасности
• Широкая номенклатура сжигаемых отходов и мусора
• Утилизация тепла, используемого на собственные нужды
• Высокоэффективная система газоочистки

Принцип работы печей (установок):

1. Предварительная подготовка перерабатываемого материала - смешивание с песком при помощи погрузчика до необходимой консистенции
2. Расчет количества необходимого тепла для утилизации исходного материала (задается физическими свойствами перерабатываемого материала, фактическая рабочая температура определяется в зависимости от текущих показателей).
3. Автоматическая горелка обеспечивает постоянный подогрев обрабатываемого продукта. Горелка - ключевое устройство печи, рабочие параметры горелки определяют основные технические показатели всей установки. Печь и горелка изолированы двойными уплотнительными пластинами из нержавеющей стали.
4. В печи происходит сгорание углеводородов. Принудительная вентиляция создается с помощью вентилятора, установленного на вращающейся печи.
5. Входное отверстие вторичной камеры устроено так, чтобы обеспечить турбулентное смешивание с воздухом сгорания и пламенем воспламеняющей горелки. Время нахождения газов во вторичной камере гарантирует полное сгорание всех углеводородов.
6. Вспомогательный нагнетающий вентилятор обеспечивает постоянную подачу воздуха, необходимого для обеспечения процесса горения. Количество воздуха контролируется датчиком кислорода непрерывного действия.

Комплектация (объем поставки) печей и установок для сжигания и утилизации отходов и мусора:

• ротационная печь с горелкой
• циклон (устройство пылеочистки)
• вторичная камера, получает углеводороды из вращающейся печи
• загрузочный бункер с виброситом
• двойной шнек
• ленточный транспортер
• подающий шнек печи
• разгрузочный транспортер печи
• транспортер циклона
• шнековый перемешивающий транспортер
• система управления

В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалки (полигоны). Наиболее рациональным методом переработки ТБО является мусоросжигание. Его зарождение относится еще к 1870 г. Основное его преимущество - сокращение объемов отходов более чем в 10 раз, а их массы - в 3 раза. Главный же недостаток прямого сжигания необработанных ТБО связан с серьезной опасностью загрязнения атмосферы вредными выбросами.Мусоросжигание – это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно его измельчить. Для того чтобы уменьшить вредные выбросы, из отходов также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации. Преимущества этого метода:

· уменьшение объема отходов в 10 раз;

· снижение риска загрязнения почвы и воды отходами;

· возможность рекуперации образующегося тепла.

Недостатки мусоросжигания исходных ТБО:

· опасность загрязнения атмосферы;

· уничтожение ценных компонентов;

· высокий выход золы и шлаков (около 30% по массе);

· низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков;

· сложность стабилизации процесса сжигания.

60.Сжигание твердых отходов

Сжигание твердых и пастообразных отходов может осуществляться во всех типах печей, за исключением барботажных и турбобарботажных. Наиболее широкое применение получили факельно-слоевые топки. Топки для слоевого сжигания, которые более других используются для сжигания твердых отходов (прежде всего твердых бытовых отходов и их смеси с производственным мусором), классифицированы по ряду других признаков: способам подачи и воспламенения отходов, удаления шлака и т.д. По режиму подачи отходов в слой различают топочные устройства с периодической и непрерывной загрузкой. По организации тепловой подготовки и воспламенения отходов в слое различают топки с нижним,верхним и смешанным (неограниченным) воспламенением. По способу подвода к слою топлива (отходов) существуют следующие схемы, отличающиеся сочетанием направлений газовоздушного и топливно-шлакового потоков: встречные (противоток), параллельные (прямоток), поперечные (перекрестный ток) и смешанные. Многочисленные исследования горящего слоя топлива (методами зонометрии, надслойного газового анализа, газообразования в слое, распределения температур в слое) позволили условно разделить весь процесс в нем на три основных периода: подготовка топлива (отходов) к горению, собственно горение (окислительная и восстановительная зоны), дожигание горючих и очаговых остатков. В зоне подготовки отходы прогреваются, из них удаляется влага и выделяются летучие вещества, образовавшиеся в результате нагрева отходов. В кислородной зоне происходит сгорание углерода кокса с образованием диоксида и частично оксида углерода, в результате чего выделяется основное количество тепла в слое. В конце кислородной зоны наблюдается максимальная концентрация CO2 и температура слоя. Непосредственно к кислородной зоне примыкает восстановительная зона, в которой происходит восстановление диоксида углерода, оксида углерода с потреблением известного количества тепла. Заканчивается процесс горения выжиганием озоленного кокса. Слоевые топки получили широкое применение для сжигания твердых бытовых и близких к ним по морфологическому составу ПО.

Барабанные печи - основной вид теплоэнергетического оборудования, которое применяется для централизованного сжигания твердых и пастообразных отходов. Этими печами оснащены станции обезвреживания отходов. Основным узлом барабанной печи (рис. 3.12) является горизонтальный цилиндрический корпус 1, покрытый огнеупорной футеровкой 2 и опирающийся бандажами 6 на ролики 7. Барабан наклонен под небольшим углом в сторону выгрузки шлака и в процессе работы вращается со скоростью 0,8…2 мин-1, получая движение от привода 10 через зубчатый венец 9. Во избежание продольного смещения барабана предусмотрены ролики 8.

Схема барабанной печи: А - загрузка отходов; В - выгрузка золы (шлака); С - дымовые газы; D - дополнительное топливо; Е - воздух;F - тепловое излучение; 1 - корпус барабанной печи; 2 - футеровка; 3 - разгрузочный торец; 4 - присоединительные сегменты; 5 - вентилятор; 6 - бандажи; 7 - ролики опорные; 8 - ролики боковые; 9 - зубчатый венец; 10 - привод; 11 - зона испарения воды; 12 - отходы; 13 - зона горения; 14 - зола (шлак).

Твердые и пастообразные отходы подаются в корпус печи с ее торца в направлении стрелок А. В случае необходимости дополнительное топливо или жидкие горючие отходы (растворители) распыливаются через форсунку (стрелка D), повышая температуру внутри печи. В зоне 12 поступивший материал, перемешиваясь при вращении печи, подсушивается, частично газифицируется и перемещается в зону горения 13. Излучение от пламени в этой зоне раскаляет футеровку печи и способствует выгоранию органической части отходов и подсушке вновь поступившего материала. Образовавшийся в зоне 24 шлак перемещается к противоположному торцу печи в направлении стрелки В, где падает в устройство для мокрого или сухого гашения золы и шлака.

Доклад доктора технических наук Игоря Михайловича Мазурина (НИУ МЭИ) и инженера-эколога Веры Владимировны Понуровской (НИУ МЭИ) на XXV заседании Всероссийского междисциплинарного семинара-конференции геологического факультета МГУ «Система Планета Земля» 31 января 2017 года.

Сегодня на территории России скопилось более 31 млрд тонн неутилизированных отходов, и их количество ежегодно увеличивается более чем на 60 млн тонн в год. Однако, главной проблемой является не постоянное увеличение количества мусора, а, скорее, неумение им распорядиться. На приведенной ниже диаграмме хорошо видно, что Россия — мировой лидер по депонированию мусора.

В России нет заводов, которые осуществляют полный цикл переработки мусора. Большинство отечественных производств до сих пор ограничиваются покупкой промышленных прессов, необходимых для спрессовывания мусора для его дальнейшей укладки на полигоне.

В Москве официально функционируют четыре мусорных полигона: «Саларьево», «Ракитки», «Сосенки» и «Малинки», их емкость практически исчерпана. За первую неделю работы проекта Общероссийского народного фронта (ОНФ) «Генеральная уборка» на «Интерактивной карте свалок» только в Москве и Московской области была отмечена 21 нелегальная свалка. Всего же, по неофициальным данным, в России больше 20 тысяч таких свалок.

Как же эту проблему собираются решать в Год Экологии? Прямо перед Новым Годом Правительство утвердило паспорт приоритетного проекта «Чистая страна».

С января 2017 по 2025 год в стране предусматривается построить пять экологически безопасных мусоросжигающих заводов с термической обработкой твердых коммунальных отходов: четыре в Московской области и один — в Казани. Регионы, где начал реализовываться проект, выбраны не случайно — Татарстан и Москва с Подмосковьем не справляются с объемом твердых коммунальных отходов, которые образуются на их территории. При этом строятся эти заводы будут по зарубежным технологиям, включенным в справочник НДТ по обращению с отходами.

В процессе работы над справочником наилучших доступных технологий осуществлялся перевод и реферирование европейских технических справочников BREF, директив Совета Европы в сфере обращения с отходами и иных зарубежных источников, содержащих информацию о механизмах применения принципа наилучших доступных технологий.

Справочник НДТ по обращению с отходами составлен в 3 частях. Части 1 и 2 посвящены НДТ для обращения с отходами различными методами, за исключением специальных технологий по сжиганию, в части 3 представлены НДТ для сжигания отходов. НДТ для обращения с отходами и НДТ для сжигания отходов составлены на основе отдельных европейских справочников, то есть принята структура, аналогичная сложившейся в странах ЕС. Авторы справочника уверяют, что организационно-техническая и эколого-экономическая информация, содержащаяся в справочнике, адаптирована для применения в Российской Федерации. Здесь возникает несколько вопросов:

1. Каким образом вышеупомянутая информация адаптирована для российских реалий?

2. Почему в справочник не вошла ни одна отечественная технология ни по переработки мусора различными методами, ни по термической переработке?

3. И, наконец, почему в приоритетный проект вошли только технологии, касающиеся сжигания отходов?
Ответов на эти вопросы нет.

Но прежде всего необходимо разобраться, отвечает ли строительство мусоросжигательных заводов российскому природоохранному законодательству. Согласно ст.1 ФЗ №89 «Об отходах производства и потребления» целью обезвреживания отходов является «снижение негативного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду».

Зарубежные исследования здоровья людей, живущих поблизости от мусоросжигательных заводов, отмечают более частые случаи саркомы, лимфомы, рака легких, рака печени, врождённых уродств, а также аллергических заболеваний.

В самой грязной 1-километровой зоне, где риск онкологии высок для всех, неизбежно окажутся сотрудники завода и жители ближайших дач. В 5-километровой зоне, где риск заболеть раком у детей возрастает в два раза, оказывается множество деревень. В 24-километровой зоне загрязнения (расстояние, на которое могут распространяться образующиеся при сжигании отходов диоксины) проживает более полумиллиона человек.

При сжигании на мусоросжигаительном заводе 1 килограмма поливинилхлорида, из которого изготовлены многие виды линолеума, оконных рам и электрооборудования образуется до 50 микрограммов диоксинов. Этого количества достаточно для развития раковых опухолей у 50 000 лабораторных животных.

Сжигание мусора

Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.

Диоксины , подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа». Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей.

В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов — с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.

В настоящее время в России работают 7 мусоросжигательных заводов. Сжигание мусора на них производится при температуре до 850 градусов Цельсия. При такой температуре образуется максимальное количество диоксинов, поскольку эффективное разрушение диоксинов возможно только при температурах выше 1200 градусов.

Как же собираются контролировать такой опасный загрязнитель как диоксины? Согласно все тому же справочнику НДТ — раз в год. Такой редкий контроль не вызывает удивления, если вспомнить тот факт, что в России есть только 3 лаборатории, способные сделать анализ на диоксины: в Москве, в Уфе и в Обнинске.

Таб. 1. Периодичность контроля маркерных загрязняющих веществ в выбросах в атмосферный воздух

Раз в год собираются контролировать также кадмий, таллий, ртуть и ее соединения. А меду тем, Нью-Йоркский Департамент охраны окружающей среды установил, что государственные мусоросжигательные заводы выбрасывают до 14 раз больше ртути, чем угольные электростанции в расчете на единицу энергии. В 2009 году в Нью-Йорке мусоросжигательные заводы сбросили в общей сложности на 36% больше ртути, чем угольные заводы.

Напомним, что такое понятие, как «экологическое преступление» в нашем законодательстве отсутствует, а загрязнением часто считается превышение вредного компонента над фоном.

При этом архивные данные государственного мониторинга большей части территории нашей страны отсутствуют, и доказать вред причиненный ОС (тем более аккумулятивный) практически невозможно.

Что касается менее серьезных загрязнителей, чем ртуть и диоксины, то концентрации их выбросов в атмосферный воздух от мусоросжигательных установок превышают ПДК этих же веществ зачастую на три порядка .

Таб. 2. Текущие уровни выбросов в атмосферный воздух

Кроме того, Министерство природных ресурсов России только еще планирует запретить сжигание не сортированного мусора, пригодного к переработке. А до этого запрета на мусоросжигательных заводах будут жечь все подряд.

Почему в этом аспекте Россия не позаимствовала мировой опыт, остается неясным. В Европе, где тоже существуют мусоросжигательные заводы, осуществляется раздельный сбор:

— люминисцентных ламп, содержащих ртуть;

— элементов радиоэлектроники: батареек, аккумуляторов, микросхем, содержащих тяжелые металлы;

— пластика;

— химически агрессивных компонентов.

Кроме того, Директива ЕС об отходах предписывает раздельный сбор минимум четырех фракций твердых коммунальных отходов: стекла, бумаги, металла и пластика . При этом различные национальные законодательства могут предписывать населению осуществлять еще более тщательную сортировку мусора.

В ЕС приняты также отдельные директивы, регулирующие обращение со специальными видами отходов — упаковкой, отработанными маслами, отходами очистных сооружений, батарейками, вышедшими из употребления транспортными средствами, отходами электроники.

В России отсутствие нормативной базы по сортировке мусора приведет к тому, что подобрать сорбент на вредные выбросы будет практически невозможно, потому что невозможно будет спрогнозировать состав активных радикалов, которые дадут отходы при окислении. Невозможно будет и спрогнозировать те вещества, которые получатся при рекомбинации полученных радикалов. При таком подходе на выходе мы можем получить даже более токсичные вещества, чем те, которые мы планировали сжечь.

Хочется обратить внимание и на ультра-мелкие частицы, которые не может задержать даже правильно подобранный фильтр.

Ультра-мелкие частицы — это частицы, рожденные от горения материалов (в том числе полихлорированные бифенилы, диоксины и фураны). Эти частицы могут быть смертельными, вызывая раковые заболевания, инфаркты, инсульты, астму и заболевания легких. Подсчитано, что взвешенные в воздухе твердые частицы являются причиной гибели более 2 млн человек по всему миру каждый год.

Не стоит забывать также и то, что фильтрующие установки и элементы к ним обычно составляют около 2/3 стоимости всего проекта мусоросжигательного завода. В условиях российской действительности дорогостоящие фильтры могут установить, но потом отключить. Штрафы за такое нарушение незначительны, да и специалисты Росприроднадзора должны предупреждать о предстоящей проверке за три дня.

У Росприроднадзора, напомним, уже были претензии к газоочистным установкам мусоросжигательного завода. Так в ходе проверки в 2009 году МСЗ №2 в Москве предъявляются претензии к качеству работы и обслуживания газоочистных установок (ГОУ):

«В 2007 году оценка эффективности работы ГОУ вообще не проводилась. Технические осмотры ГОУ не проводятся», «фактическая эффективность ГОУ по веществам: диоксины и фураны, ниже заявленной в паспортах газоочистных установок проектной эффективности».

Почему-то полным молчанием обходят и сточные воды мусоросжигательных заводов.

Таб. 3. Текущие уровни сбросов сточных вод от систем мокрой газоочистки

Совершенно очевидно, что данные уровни сбросов не предназначаны для сброса в водоем, а, значит, необходимы дорогостоящие и многоступенчатые системы очистки сточных вод мусоросжигательных заводов.

Таким образом, можно убедиться, что мусоросжигательные заводы наносят вред окружающей среде и не удовлетворяют основной цели закона «Об отходах производства и потребления».

Кроме основной цели в законе прописан и основной критерий обезвреживания отходов . Этим основным критерием является уменьшение массы отходов .

Строительство мусоросжигательного завода в Казани планируется под лозунгом «Нулевое захоронение». Золу, остающуюся после сжигания отходов (а это 20−30% от массы отходов) планируется пустить в дорожное строительство.

Однако, на самом деле зола очень токсична (III класс опасности), поэтому сфера ее полезного применения весьма ограничена. Кроме того, не предусмотрен радиологический контроль золы мусоросжигательных отходов, хотя, как известно, при сжигании происходит повышении радиактивности примерно в 10 раз.

Зола ввиду своей химической нестабильности ограниченно применима в качестве заполнителя при строительстве дорог и малоответственных железобетонных изделий (бордюрный камень), то есть там, где обеспечивается ее стабилизация путем добавки в твердеющие смеси. К тому же, согласно последним исследованиям, добавка к цементным смесям золы от мусоросжигания ухудшает прочность цемента, хотя и приводит к стабилизации содержащихся в ней металлов. Во многих случаях зола захоранивается как токсичные отходы на специально оборудованных площадках.

Для обеспечения экологической безопасности и возможности широкого использования золы в строительстве требуется ее специальная переработка. Основная технология обезвреживания золы — ее переплавка с использованием различных схем подвода тепла (электрическая дуга, плазма и т. д.). Такой подход к проблеме видится не оправданным как по технологическим (многостадийность процесса утилизации отходов), так и по экономическим причинам (дополнительные капитальные и энергетические затраты).

Безусловно, в России существуют и отечественные технологии (например, утилизация отходов в шлаковом расплаве в печах Ванюкова), позволяющие получать потенциально экологически безопасные шлаки для производства широкого спектра строительных материалов.

Но, повторимся, ни одна отечественная технология в справочник НДТ так и не вошла.

Кроме того, по разным оценкам 1 т отходов при их сжигании дает 4−5 т продуктов горения и 2,5 м3 сточных вод. Их опасность для человека и окружающей среды мы подробно рассмотрели выше.

Стоит упомянуть и о том, что лоббисты мусоросжигательных заводов упорно умалчивают о дальнейшей судьбе сорбентов, которые должны улавливать вредные выбросы. В среднем любой сорбент рассчитан примерно на 10 тысяч циклов. Это примерно год эксплуатации, чуть больше или чуть меньше. А дальше сорбенты надо либо утилизировать, либо регенерировать, извлекая из них ядовитые компоненты. Ни про регенерацию, ни про утилизацию сорбентов ничего не известно. Напомним, что раз технология зарубежная, то, соответственно, зарубежные и комплектующие этих заводов, и сервисное обслуживание, то есть мы неизбежно попадаем в технологическую зависимость.

Таким образом, становится очевидно, принцип «нулевого захоронения» практически невозможен, а мусоросжигательные заводы не уменьшают, а увеличивают массу отходов, то есть не соответствуют основному критерию их обезвреживания.

В Московской области и Казани будут построены заводы швейцарско-японской компании Hitachi Zosen, которая возвела более 500 заводов по всему миру. Ниже мы кратко рассмотрим, как обстоят дела в этих странах с утилизацией мусора.

В Швейцарии шлак от МСЗ не используют для дорожных покрытий (как это предлагается в России), а захоранивают или используют при рекультивации мусорных полигонов. Фильтры же от МСЗ вообще экспортируются для захоронения в Германию. Повторимся, что судьбу российских фильтров упорно обходят молчанием.

В Японии уже давно проводится глубокая переработка вторсырья. В префектуре Иокогама жители сортируют мусор по 10 наименованиям. А городке Камикатцу, что на Сикоку, таких наименований до недавнего времени было 34, это число планируется увеличить до 44 в ближайшие пару лет.

Сортировка мусора не обязательно дороже его сжигания, полагают в Японии. И кое-где уже сокращают количество мусоросжигательных заводов. В Камикатцу за последние четыре года количество сжигаемого мусора сократилась вдвое.

Наконец, рассмотрим японскую динамику. В 2001 году сожжено 42 млн. т, захоронено 3 млн. тонн, переработано 7 млн тонн мусора в год. В 2008 же сожжено было уже только 36 млн тонн, захоронено 0,75 млн тонн, переработано — 10 млн тонн, при этом несложно заметить, что общее количество произведенного мусора сократилось на 12% — результат целенаправленных системных усилий муниципалитетов и гражданских инициативных групп.

Что касается других стран, то в США, например, в США из 150 МСЗ сегодня осталось около 70, а за последние 8 лет вообще не было построено ни одного нового мусоросжигательного завода. В Великобритании в 2009 году агентство рекламных стандартов запретило мусорной компании SITA Корнуолл распространять брошюры за пропаганду сжигания и, среди прочего, предъявило претензии в необоснованном указании на то, что Великобританское Агентство по охране здоровья якобы заявило, что современные мусоросжигательные заводы безопасны.

Необхоимо отметить, что в России общественность категорически против мусоросжигательных заводов. Так, Гринпис России, движение «РазДельный Сбор» и ЭКА объединились в «Альянс против сжигания и за переработку отходов» для информирования населения России об опасностях, которые несёт использование мусоросжигательных технологий.

Альянс подготовил и опубликовал меморандум, в котором можно в подробностях ознакомиться с позицией общественных организаций по вопросу обращения с отходами. В документе подчёркивается, что планы по строительству мусоросжигательных заводов противоречат действующему законодательству и основным направлениям государственной политики в сфере обращения с отходами в РФ. Экологически безопасной и экономически эффективной альтернативой, отвечающей целям устойчивого развития страны, являются сокращение потребления и повторное использование, а также раздельный сбор и переработка отходов.

Альянс обращает внимание, что существует конкуренция за отходы между мусоросжигательной и перерабатывающей отраслями. Поэтому поддерживая в первую очередь строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ), правительство РФ блокирует развитие отрасли вторичной переработки, так как самые хорошо горящие отходы — пластик и макулатура — являются и самыми востребованными на рынке вторсырья.

В меморандуме отмечается опасность попыток объявить энергию от сжигания отходов возобновляемой и ввести на неё «зелёный» тариф, который обяжет участников оптового рынка электроэнергии закупать энергию у МСЗ. Разница в тарифах будет переложена на потребителей, либо будет компенсироваться за счёт субсидий из бюджета, которые могли бы направляться в том числе на развитие отрасли вторичной переработки.

Итак, мусоросжигательные заводы не только уничтожают полезные компоненты, содержащиеся в отходах, но и являются исключительно опасным производством для человека и окружающей среды.

Игорь Мазурин, Вера Понуровская