2.2.3. Обращение с отходами производства и потребления в городах

Охрана городской среды от негативного влияния всех видов отходов производства и потребления является в настоящее время наиболее сложной экологической проблемой. С этой целью в соответствии с действующим законодательством Беларуси субъекты хозяйствования обязаны:

• внедрять в производство экологически чистые, малоотходные, безотходные и ресурсосберегающие технологии;

• максимально использовать отходы производства и потребления;

• проводить лабораторный контроль качества окружающей среды в местах складирования и временного хранения отходов;

• возмещать в полном объеме вред, причиненный окружающей среде, здоровью и имуществу граждан и организаций при нарушении законодательства в области обращения с отходами;

• предоставлять любую информацию по вопросам образования отходов и обращения с ними;

• немедленно оповещать штаб Гражданской обороны (ГО), местные органы власти, а также органы Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды (далее – Минприроды) и санитарного надзора о случаях попадания опасных отходов в окружающую среду;

• обеспечивать транспортируемые и хранящиеся отходы специальными этикетками со знаками класса опасности, названия отходов, их агрегатного состояния, цвета, запаха, пожароопасных свойств, вида упаковки и специальных требований при обращении с ними, в том числе при аварии, адресом предприятия, где получены эти отходы.

Собственники отходов обязаны разработать и утвердить Паспорт опасности отходов и Инструкцию по обращению с отходами производства, срок действия согласования инструкции составляет 5 лет.

Обезвреживание отходов должно осуществляться только на объектах обезвреживания отходов, эксплуатация которых производится в соответствии с требованиями, установленными законодательством Беларуси в области обращения с отходами.

Сбор опасных отходов осуществляется с учетом класса опасности: отходы 1-го класса помещаются в тару – стальные баллоны; 2-го класса – в прочные полиэтиленовые мешки. Допускаются также другие виды тары для хранения опасных отходов, согласованные с органами санитарного надзора. Сбор опасных отходов в жидком и пастообразном состоянии осуществляется в герметичные и коррозионностойкие емкости, устанавливаемые в специально отведенном месте. Опасные промышленные отходы после затаривания взвешиваются, результаты вносятся в журнал учета.

В соответствии с действующим законодательством опасные отходы предприятий подлежат временному хранению на их территории, пока не будет разработана технология по их утилизации или не будут созданы региональные полигоны для захоронения этих отходов. Предельное количество накопленных отходов на территории предприятия устанавливается в соответствии с нормативным документом «Предельное количество накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия (организации)».

На полигоны по обезвреживанию и захоронению опасных промышленных отходов принимаются только отходы 1-3-го классов опасности. Твердые промышленные отходы 4-го класса опасности по согласованию с органами санитарного надзора и коммунальными службами могут вывозиться на полигоны для складирования КО. Складирование и захоронение промышленных отходов производится на платной основе на основании разрешений территориальных органов Минприроды.

Наиболее опасными являются такие отходы, которые содержат химически активные загрязнители, способные поступать в питьевую воду или в растения, служащие пищей для человека и сельскохозяйственных животных. Это в первую очередь синтетические яды (биоциды) – соединения ТМ, пестициды, гербициды и прочие стойкие органические соединения, некоторые продукты нефтепереработки – циклические и полициклические ароматические углеводороды и др.

Первостепенной задачей в области охраны городской среды от негативного влияния отходов является удаление и переработка твердых бытовых отходов от населения и других видов ТКО.

Норматив образования коммунальных отходов – это установленное среднее количество КО, образуемое в процессе жизнедеятельности человека или в процессе осуществления экономической деятельности, необходимой для обеспечения жизнедеятельности человека в населенных местах, на расчетную единицу (кг/м², т/м² и т. д.).

Нормы накопления отходов – это количество отходов, накопленное за определенный период времени (сутки, год) и отнесенное к расчетной единице (один человек, одно гостиничное место, 1 м² торговой территории и т. д.).

В нашей стране порядок и условия обращения с КО на территории населенных мест устанавливаются местными исполнительными и распорядительными органами по согласованию с соответствующими территориальными органами Минприроды и Министерства здравоохранения Республики Беларусь (далее – Минздрав).

Местные исполнительные и распорядительные органы утверждают для каждого населенного пункта нормативы образования КО (дифференцированные и общие средние), организуют сбор, перевозку, хранение и обезвреживание КО, находящихся на их территории, а также взимание платежей за размещение отходов.

Дифференцированный норматив образования КО устанавливает количество образующихся КО дифференцированно в жилищном фонде по видам благоустройства и объектам обеспечения жизнедеятельности человека в населенных местах в течение определенного промежутка времени на расчетную единицу. Он применяется при выборе системы сбора, в том числе раздельного сбора, определения количества контейнеров, разработке транспортных схем вывоза, расчете лимитов размещения отходов производства, входящих в состав КО, а также при проведении расчетов за оказанные услуги по санитарной очистке. Основными показателями для дифференцированных нормативов образования КО являются объем, масса, средняя плотность, коэффициенты суточной и сезонной неравномерности образования.

В табл. 2.8 приведены некоторые данные по рекомендуемым дифференцированным нормативам образования отходов в городах в соответствии с Правилами определения нормативов образования коммунальных отходов.

Общий средний норматив образования КО устанавливает общее количество образующихся в течение года КО на территории населенного места на одного жителя. Он используется при планировании системы санитарной очистки населенного места (проектировании объектов по захоронению и переработке КО, определении количества специальной коммунальной техники и работников, расчета расхода горючесмазочных материалов и других затрат на санитарную очистку). Основными показателями для общей средней нормы образования КО являются их средний объем и средняя плотность.

При выборе методов обращения с отходами, широко используемых на практике, следует пользоваться следующими понятиями:

• размещение отходов – хранение и захоронение отходов;

• хранение отходов – содержание отходов на объектах размещения в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использования;

• захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую природную среду;

• использование отходов – применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии;

• обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание их на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду.

Таблица 2.8.Некоторые рекомендуемые дифференцированные нормативы образования коммунальных отходов в населенных пунктах

Ориентировочный морфологический состав и физические свойства ТКО, образующихся в населенных пунктах страны, приведены в ТКП 17.11-02-2009 «Объекты захоронения твердых коммунальных отходов. Правила проектирования и эксплуатации» (табл. 2.9).

Таблица 2.9. Примерный усредненный годовой состав твердых коммунальных отходов

Примечания. 1. Основная масса ТКО (95–98 %) имеет размер менее 0,25 м. 2. Средняя плотность в местах сбора составляет около 200 кг/м³. 3. Средняя влажность – 52 %.

На количество накопления ТКО и их состав влияют уровень благосостояния населения, степень благоустройства жилья, культура торговли, ассортимент товаров, степень развития общественного питания и прочее. Как показывает практика, состав ТКО в мире относительно постоянен. Поэтому для их утилизации выработана унифицированная для большинства стран система, позволяющая депонировать или переработать большинство компонентов ТКО.

Данная система состоит обычно из трех взаимодополняющих и технологически связанных между собой блоков: рециклинг, или повторное использование; утилизация; складирование (депонирование).

Система защиты городской среды от негативного влияния отходов жизнедеятельности и соотношение блоков между собой определяется уровнем развития производства, хозяйственной деятельности, ее преимущественной ориентацией, техники и технологии, социального сознания населения и другими факторами. Известно, что в Японии до 90 % ТКО направляется на повторное использование; в США их складируется до 80 %, в Польше – до 98 %.

Рециклинг (повторная переработка) ТКО. Это наиболее прогрессивный и экологически оправданный способ использования отходов, который уже в большинстве развитых стран превратился в особого рода производственную деятельность со своей структурой, специфическими технологиями и аппаратурным оформлением как собственно производства, так и его экологической безопасности.

Структура рециклинга состоит:

• из сети предприятий по сбору, обработке и переработки ТКО;

• доставки ТКО на специализированные предприятия по их переработке;

• производства продукции из переработанных ТКО;

• реализации полученной продукции.

Для обеспечения бесперебойной работы этой сети создается соответствующая материально-техническая база.

В основе данного метода лежит метод дифференцированного (раздельного) сбора отходов, при котором осуществляется сортировка отходов по виду с целью максимального дальнейшего извлечения утильных компонентов. При разделении отходов выделяют две категории:

• I категория – отходы, которые могут быть использованы для получения аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы и др.);

• II категория – отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторные батареи, цветные и редкие металлы, некоторые пластмассы и т. д.).

После разделения ТКО на фракции каждая их них поступает на последующую технологическую стадию переработки в конечный продукт.

Наибольшим уровнем повторного использования характеризуются ПО, которые, как правило, хорошо разделены, а также та часть КО, для которой централизованно налажен сбор (металлы, макулатура, аккумуляторные батареи, ветошь).

Известно, что в США 95 % всех упаковочных алюминиевых банок выпускается из вторичного сырья, что позволяет экономить порядка 5 % электроэнергии, затрачиваемой на производство из природного сырья, а также существенно снизить его расход. В Германии путем рециклинга получают 75 % всей стали, 33 % меди, 17 % алюминия, 50 % свинца, 33 % цинка. В большинстве стран действуют целевые государственные программы, поддерживающие, ориентирующие и субсидирующие малый и средний бизнес на сбор, сортировку, транспортировку и переработку отходов. Кроме того, эти программы также направлены на экономическую и моральную заинтересованность населения в разделении твердых бытовых отходов при их удалении из жилой зоны.

Утилизация ТКО. Основными методами утилизации отходов являются:

• прямое сжигание;

• пиролиз, или высокотемпературное разложение;

• брикетирование и грануляция;

• получение биогаза;

• компостирование.

Прямое сжигание – это довольно распространенный и эффективный способ сокращения объемов ТКО в поселениях. Однако с экологической и санитарно-гигиенической точки зрения этот способ представляет собой значительную опасность для городской и пригородной среды.

Мусоросжигающие заводы (МСЗ) являются источниками значительного количества выбросов и технологических отходов, представляющих при несоблюдении ряда технологических требований очень серьезную опасность для окружающей среды и здоровья населения. Такими требованиями являются:

• температура сжигания должна составлять 500 – 1400 °C;

• продолжительность сжигания должно быть не более 3 с;

• полное сжигание требует обязательного создания турбулентных воздушных потоков.

В зависимости от состава и способа сжигания на 1 т мусора приходится 300–500 кг несгоревших технологических отходов (шлаки, зола, дымовые газы).

Шлаки представляют собой гетерогенный материал очень сложного состава, обладающий специфическими физико-химическими свойствами, в частности высокой адсорбционной и теплотворной способностью. Они составляют обычно 10 % объема и 30 % массы сжигаемых ТКО, сравнительно безвредны и после определенной очистки (от метана) могут использоваться для дорожного покрытия, строительных материалов, материалов для отсыпки дамб, звукоизоляционных и утеплительных плит.

При сжигании 1 т ТКО в среднем образуется порядка 25–34 кг летучей золы. Около 95–99 % ее обычно улавливается очистным оборудованием и вывозится на свалки. Остальная часть золы выбрасывается в атмосферу вместе с дымовыми газами (водяным паром, оксидами азота и углерода, летучими органическими соединениями).

С золой и дымовыми газами в атмосферу попадают наиболее опасные для человека отходы мусоро сжигания – диоксины и фураны, которые присутствуют в самой летучей золе, колосниковых и дымовых газах, воздухе территории МСЗ, в крови персонала предприятий и населения, проживающего в зоне его влияния.

На свалках из неуловленной золы МСЗ диоксины и фураны могут попадать в грунтовые воды. В районах захоронения этой золы они обнаруживаются в молоке коров, коз, в крови домашних животных и птиц, откуда могут попасть в организм человека.

Помимо диоксинов и фуранов в процессе му соро сжигания в атмосферу, почву и водные объекты попадает значительное количество металлов, в том числе и тяжелых, соединения серы, хлора, фтора и другие, объем которых зависит только от номенклатурного состава сжигаемого мусора.

Эффективность применения мусоросжигания при условии выполнения всей полноты природоохранных мероприятий существенно возрастает за счет использования избытков теплоты на отопление и производство электроэнергии. Например, около 3 % электроэнергии Швеции и 5 % энергопотребления Брюсселя обеспечивается за счет сжигания ТКО. По разным оценкам 1 т ТКО эквивалентна 200–250 кг угля и 150 кг мазута.

В США сжигается 5 %, Японии – 26, Германии – около 35, Швеции – 51, Швейцарии (одна из самых экологически безопасных стран мира) – 75 % ТКО.

Пиролиз (высокотемпературное разложение) – активно развивающийся в последнее время способ утилизации ТКО, направленный на максимальное получение газа и нефтеподобных жидких продуктов. Пиролиз – это термическая обработка ТКО нагреванием без доступа воздуха. Различают низкотемпературный (500–600 °C) и высокотемпературный (свыше 1100 °C) пиролиз.

При таком разложении образуются продукты, которые могут использоваться в хозяйственной деятельности: газообразное топливо, твердый углеродистый остаток и смола. В качестве побочного продукта образуется подсмольная вода. Углеродистый остаток – пирокарбон, содержащий до 30–40 % углерода, применяют в качестве заменителя низкосортных графитов, заполнителя асфальтобетонных смесей, низкосортного топлива, сорбента; смола используется как топливо, компонент асфальтобетонных смесей, сырье для производства химических соединений; подсмольная вода – как антисептическое средство, в частности, для пропитки шпал.

Существуют три типа установок по пиролизу: горизонтальные (барабанного типа), вертикальные (шахтного типа) и смешанные. В них перерабатывается некомпостируемая часть ТКО (резина, кожа, текстиль). Поэтому внедрение пиролизных установок способствует созданию малоотходных технологий переработки ТКО.

К недостаткам существующих установок относятся низкая производительность, несовершенная система очистки газообразных продуктов, высокая энергоемкость процесса.

К достоинствам этого метода следует отнести использование газообразных продуктов пиролиза (пара и топливного горючего газа) как в самом процессе пиролиза, так и за его пределами. При этом методе выброс газообразных продуктов в атмосферу резко снижается, в связи с этим пиролизные установки утилизации ТКО можно устанавливать в городской черте.

Брикетирование и грануляция. Эти процессы направлены на получение из ТКО твердого топлива. В результате предварительного отбора и высушивания органической фракции ТКО теплота сгорания брикетов и гранул возрастает в 2 раза по сравнению с исходным продуктом, полученное топливо может храниться длительное время, не представляет опасности при хранении и транспортировке. За счет сортировки в таком топливе сокращается количество металлов и токсичных соединений. Такая установка давно работает в Донкастере (Великобритания) и производит 350 тыс. т гранулята каждый год. Значительное количество ТКО в Японии превращается в гранулы, которые используются при производстве строительных материалов, бетона или раствора, причем гранулы смешиваются с золой или шлаком МСЗ.

Однако получение брикетов и гранул из ТКО – процесс энергоемкий, требующий значительных финансовых вложений и трудозатрат. В связи с этим такие установки рекомендуются для городов и малых населенных пунктов.

Получение биогаза. В основе процесса лежит биотермиче-ское разложение органического вещества ТКО, протекающее при участии микроорганизмов с выделением теплоты. На первом этапе в слое отходов протекают аэробные процессы, затем нарастают анаэробные, конечным продуктом которых является биогаз.

Опыт показывает, что удельный выход газа составляет порядка 500 л на 1 кг сухого органического материала, который составляет до 40 % ТКО. Из каждой тонны отходов образуется до 250 м³ биогаза, состоящего из 50–60 % метана, 30–45 % диоксида углерода, 1–2% сероводорода и 1–2% – соединения азота, водорода, кислорода и других (всего до 32 компонентов). Состав биогаза зависит от номенклатуры и качества исходного органического сырья, степени его сортировки и подготовки, соблюдения технологии процесса.

После очистки и осушки биогаза теплота его сгорания может достигать 80 % по сравнению с природным газом, и он может эффективно использоваться в качестве топлива. Например, в Швеции местные автобусные маршруты и легковые перевозки практически полностью переведены на биогаз, получаемый из ТКО.

Основной проблемой использования биогаза является относительно высокий процент серы, сернистых соединений и галогенов в выбросах установки. Кроме того, экономическая эффективность сжигания биогаза быстро падает по мере удаления от места его производства. Биогаз – это сравнительно легкодоступное топливо для коммунальных и транспортных нужд.

Еще одним источником биогаза является такое обязательное природоохранное мероприятие, как дегазация свалок. При эксплуатации полигонов ТКО используют пассивную и активную дегазацию свалок. Первая осуществляется за счет избыточного давления образующихся в толще отходов газов (применяется редко, так как недостаточно эффективна и требует высокой степени изоляции свалки). Вторая осуществляется с помощью специальных устройств для добычи газа. Хорошо зарекомендовали себя системы вертикальных скважин, соединенные горизонтальными дегазационными трубопроводами.

Биогаз, после его очистки от углекислого газа, используется как источник тепловой энергии.

Компостирование ТКО заключается в получении компостных смесей из органической части ТКО за счет ее биологической переработки. В таких компостах несколько меньше органических веществ по сравнению с традиционными, получаемыми из отходов животноводческих и птицеводческих хозяйств, но больше микроэлементов. Основная задача при получении такого компоста состоит в предотвращении попадания в него тяжелых металлов и других токсичных соединений из исходного сырья.

Компосты из ТКО широко используются в европейских странах для создания искусственных плодородных грунтов в лесоразведении, благоустройстве и озеленении территорий и т. д.

Складирование (депонирование) ТКО. Складирование отходов до настоящего времени является наиболее общепринятым методом обезвреживания отходов.

Мощность объекта захоронения ТКО определяется количеством отходов, которое может быть принято на полигон в течение одного года. По этому показателю в техническом кодексе установившейся практики (ТКП) 17.11-02-2009 «Объекты захоронения твердых коммунальных отходов. Правила проектирования и эксплуатации» существует их классификация (табл. 2.10).

Таблица 2.10. Классификация объектов захоронения твердых коммунальных отходов

Современный полигон ТКО – это сложное комплексное природоохранное сооружение, предназначенное для захоронения и обеззараживания отходов (рис. 2.3).

При соблюдении действующего природоохранного законодательства, ТИПА в области обращения с отходами обеспечивается экологическая безопасность их складирования, хранения и обеззараживания.

Средний расчетный срок эксплуатации полигона составляет 15–20 лет.

Размещаются полигоны ТКО (далее – полигоны), как правило, на землях несельскохозяйственного назначения, на участках со слабо фильтрующими грунтами (глины, тяжелые суглинки) и глубоким залеганием грунтовых вод, с использованием естественных или техногенных углублений рельефа местности (суходольные овраги, балки, отработанные карьеры нерудных строительных материалов). Запрещается их размещение на площадях залегания полезных ископаемых, в зоне геологических разломов и карстовых явлений, на оползневых участках, в заболоченных местах, на землях природоохранного, рекреационно-оздоровительного и культурно-исторического назначения, водного и лесного фондов, на землях населенных пунктов.

Рис. 2.3. Принципиальная схема устройства полигона ТКО (Хомич, 2002,2006)

При проектировании полигонов предусматривается устройство производственной, хозяйственной и санитарно-защитной зон (СЗЗ), оборудованных соответствующими техническими, технологическими, транспортными и природоохранными средствами. Особое внимание при проектировании полигонов уделяется полному предотвращению негативного влияния объекта на окружающую среду в процессе строительства и эксплуатации.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.