За последнее время в развитых промышленных странах Западной Европы, Японии и США переработка основной массы ПО ведется централизованно, по полной заводской технологии. При этом практически исключается процесс захоронения или складирования отходов на территории предприятий за исключением золы, шлака и обезвоженных гальваношламов, которые по мере накопления вывозятся на переработку в строительные материалы или для других целей.

Одним из образцовых предприятий такого типа является завод «Коммуникеми» в г. Ниборге (Дания). Завод расположен в центре страны и занимает площадь 5 га. Приемный пункт завода имеет подъездные автомобильные дороги и железнодорожную ветку, вдоль которой на длине 170 м построена платформа, предназначенная для разгрузки бочек и товарных вагонов. Специальное место выделено для разгрузки железнодорожных цистерн.

Доставка отходов на завод «Коммуникеми» осуществляется фирмой «Трансхимия». Для опорожнения цистерн, привозящих нефтеотходы, растворители, жидкие токсичные отходы, на заводе применяется трубопроводный транспорт, так что, начиная с места разгрузки и до обезвреживающей установки, персонал не имеет непосредственного контакта с токсичными отходами.

Пастообразные отходы химической промышленности, использованные консистентные смазки, жироподобные вещества привозят в бочках, которые устанавливают на движущийся рольганг, вскрывают специальными ножами и транспортируют дальше к месту сжигания.

В состав основного технологического оборудования, смонтированного на заводе «Коммуникеми», входят:

· установка для обработки отработанных масел;

· установка для обработки загрязненных растворителей, включая оборудование для опорожнения бочек, содержащих пожаро-взрывоопасные вещества;

· установка для обработки неорганических химических загрязнений;

· установка с барабанной печью для сжигания и прокаливания промышленных твердых, жидких и пастообразных отходов;

· котел-утилизатор и система очистки дымовых газов;

· специальная циклонная печь с мокрой очисткой дымовых газов для термического обезвреживания галогенсодержащих углеводородов.

Значительное место на заводе занимают наземные резервуары для хранения жидких химических отходов и нефтепродуктов. Для складирования твердых отходов на время ремонта или технического обслуживания оборудования предназначено специальное хранилище. У въезда на завод размещается административный корпус, который кроме административных помещений включает также лабораторию, зал заседаний, душевые, гардероб, столовую.

На заводе «Коммуникеми» (рис. 3.7) от одной станции контроля и приемки отходов, поступающих по железной дороге и автотранспортом, ответвляются две линии сжигания для галогенсодержащих и всех остальных отходов. Доставленные на завод отработанные масла и нефтесодержащие отходы подвергаются обработке путем нагрева до 90…100 °С и последующего отстаивания в вертикальных резервуарах, где они разделяются на четыре фракции:

· осадок, перекачиваемый на сжигание двухпоршневыми насосами и предварительно проходящий через дробилки;

· воду, подаваемую в камеру дожигания;

· масло, идущее потребителям для вторичного использования;

· легковоспламеняющиеся отходы, которые собираются в верхней части резервуара и направляются в конденсатор, а затем в жидком виде смешиваются с растворителями, привозимыми отдельно, и направляются на сжигание.

Растворители служат топливом для барабанной печи, являющейся основным оборудованием завода для обезвреживания отходов.

Загрузка отходов в печь может осуществляться следующими способами: скиповым подъемником для твердых отходов; лифтом для металлических бочек и барабанов вместимостью до 200 л; поршневыми насосами для подачи сгущенных нефтесодержащих осадков, собранных после отстаивания загрязненных масел и растворителей.

Подача высококалорийных растворителей, служащих основным топливом для работы барабанной печи и обезвреживания отходящих газов в камере дожигания, осуществляется насосами через форсунки. Загрузочное отверстие барабанной печи снабжено качающимся шибером, предотвращающим подсос воздуха во время подачи отходов. Шлаковая подушка, образующаяся в нижней части печи в процессе горения отходов, предотвращает кирпичную футеровку от разрушения при падении в печь тяжелых металлических бочек. Оба подъемника (для твердых отходов и бочек) во избежание несчастного случая блокированы друг против друга.

Дозировка подачи твердых отходов производится изменением числа ходов подъемников. Дозировка остальных веществ осуществляется в результате изменения подачи соответствующих насосов.

Поступающие на сжигание через загрузочные узлы ПО перемешиваются и сгорают в барабанной печи 22. Оптимальный режим ее работы обеспечивается регулированием частоты вращения барабана. Твердые и жидкие шлаки на выходе из барабанной печи попадают в мокрый шлаковый бункер 18 и транспортируются на склад. Несгоревшие частицы и отходящие газы поступают в камеру дожигания 21, где поддерживается температура 900…1000 °С. Если вследствие низкой теплоты сгорания отходов или неполного сгорания температура в барабане понижается, то через расположенную сбоку горелку подается дополнительное топливо, что способствует повышению температуры и полному сгоранию отходов. Для обеспечения полного выгорания отходящих газов в камеру вторичного сжигания 21 с большой скоростью вдувают вторичный воздух. Правильно выбранная протяженность и направленность потока отходящих газов обеспечивает их полное дожигание и равномерную нагрузку котла.

Расположенный после камеры дожигания паровой котел обеспечивает тепловой энергией нужды завода, а избыток пара используется для подогрева воды в системе теплоснабжения г. Ниборга. Температура перегретого пара составляет около 240 °С, температура выходящих из котла газов колеблется в пределах 280…300 °С.

В летнее время часть пара охлаждается в воздушных конденсаторах, а образовавшийся конденсат возвращается на рециркуляцию. Для покрытия потерь воды в термической системе станции построена установка водоподготовки для полного обессоливания воды производительностью 4 м³/ч.

Отходящие газы очищаются в электрофильтре 19. Пыль оседает на вертикально установленные коронирующие электроды и осадительные пластины, которые периодически очищаются ударным способом с помощью падающего молота. Вся установка для сжигания работает под пониженным давлением, которое создается дымососом 15.

Шлаки и обезвоженные гальванические шламы вывозят в определенное место и складируют с соблюдением осторожности. Линия сжигания для галогенсодержащих отходов значительно меньше линии, предназначенной для сжигания всех остальных отходов. Специфика отходящих токсичных газов требует их мокрой очистки в скруббере. Образующуюся сточную воду нейтрализуют известью, а обезвоженные дымовые газы объемом 30 000 м³/ч через трубу 14 выбрасываются в атмосферу. Очищенную сточную воду сливают в систему городской канализации, а обезвоженный шлам направляют на площадку хранения и для дальнейшего использования. Расчетная производительность завода – 80 000 т промышленных отходов в год. Общие затраты на строительство завода составили 70 млн. датских крон (9 млн. руб. по курсу того времени), из них 40 млн. крон (5 млн. руб.) составили затраты на оборудование.

Большой опыт по заводской переработке ПО накоплен и в других странах.

Определенные сдвиги наметились и в отечественной практике. С целью решения проблемы обезвреживания ПО институтом Научно-исследовательский и проектный институт Генплана Москвы совместно с рядом институтов разработан проект очистки Москвы от ПО. МосводоканалНИИпроектом разработан централизованный комплекс по обезвреживанию и переработке по заводской технологии нефтесодержащих и близких к ним по свойствам отходов и осадков с очистных сооружений промышленных предприятий, а также твердых отходов (рис. 3.8).

В состав комплекса входят производственные отделения:

· приема и подготовки к сжиганию жидких горючих отходов;

· приема и хранения растворителей и отходов лакокрасочных материалов;

· приема и подготовки к термической обработке осадков нефтесодержащих сточных вод;

· термической обработки отходов (нагретые газы от сжигания жидких и твердых горючих отходов используют для сушки и прокаливания негорючих отходов);

· очистки отходящих газов;

· очистки промышленных сточных вод комплекса;

· складирования обезвреженных материалов.

Кроме того, предусматриваются обслуживающие отделения, ремонтно-механическое, служебно-бытовое, вспомогательных служб.

Все отходы, поступающие на комплекс, проходят предварительную подготовку перед термической обработкой: обезвоживание, дробление, сортировку. Обезвоженные жидкие горючие отходы нефтепродуктов и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), растворители и отходы лакокрасочного производства, производственный мусор сжигают, и тепло отходящих газов используют для обжига осадков нефтесодержащих сточных вод и сушки гальваношламов. Сточные воды, образующиеся в технологическом процессе обработки отходов, а также ливневые воды после очистки от механических примесей и нефтепродуктов используют для мойки автомашин комплекса, гашения золы, приготовления реагентов.

Дымовые газы подвергаются двухступенчатой сухой и мокрой очистке и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Часть полученного котельного пара подается на отопление и горячее водоснабжение. Проектирование комплекса осуществляется на базе отечественного оборудования.

В настоящее время в России эксплуатируются 4 мусоросжигательных завода и 4 мусороперерабатывающих (табл. 3.3). Все мусоросжигательные заводы укомплектованы импортным оборудованием, все мусороперерабатывающие – отечественным.

Таблица 3.3

Технико-эксплуатационные показатели мусоросжигательных заводов России

Показатель	Местонахождение мусоросжигательного завода
	Москва № 2	Москва № 3	Пятигорск	Мурманск
Год пуска в эксплуатацию	1975	1983	1985	1986
Мощность по приему ТБО, тыс. м3/г. (тыс. т./г.)	370(75)	1500(300)	750(150)	600(120)
Изготовитель технологического оборудования	Франция	Дания	Чехия	Чехия
Количество вырабатываемого тепла, ГДж/год	335	1090	330	830
Число агрегатов, шт.	2	4	3	2
Производительность агрегата по ТБО, т/ч	8,3	12,5	15	15
Тип колосниковой решетки	Обратно-переталкивающая	Наклонно-переталки­ваю­щая с дожига­тельным барабаном	Валковая	Валковая
Занимаемая площадь, га	2,1	3,5	5,1	3,7

Главный недостаток мусоросжигательных заводов – трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов и оксидов азота. На мусоросжигательных заводах используется одноступенчатая схема очистки газов, что не позволяет реализовать их полную очистку и может вызвать загрязнение воздушного бассейна. В настоящее время разрабатываются технологии более глубокой очистки газов. На всех мусоросжигательных заводах обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома. В процессе сгорания ТБО на мусоросжигательном заводе наряду с дымовыми газами образуются еще два вида отходов: шлак и зола. Важной задачей при эксплуатации мусоросжигательных заводов является утилизация или захоронение токсичных золы и шлака, масса которых составляет до 30 % сухой массы ТБО. Проблема утилизации золы и шлака в настоящее время решена и находится в стадии внедрения.

При переработке на заводах из ТБО извлекаются лом черных и цветных металлов и другие утильные фракции, для чего предприятия оснащаются комплектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного металла, стекла, пластмассы, а также грохотами, дробилками и др.

Наряду с полезными компонентами (органикой, азотом, фосфором, калием, кальцием и др.) в компосте присутствуют микроэлементы металлов, поэтому при его внесении в почву необходимо учитывать фоновые концентрации этих элементов в почве, с тем, чтобы не превысить значения ПДК в почве и в сельскохозяйственной продукции. Целесообразность применения того или иного из перечисленных методов обращения с ТБО зависит от размера города, состава и свойств ТБО данного города или региона, потребности в утильных фракциях, тепловой энергии или удобрении, климатических условий и многих других факторов.

При выборе технологии обезвреживания ТБО обосновываются следующими критериальные оценки:

1) экологическая приемлемость по сокращению загрязнения атмосферы, водных источников, земли;

2) санитарная и эпидемиологическая безопасность всей системы сбора, транспортирования, обезвреживания и утилизации отходов;

3) выполнение законодательных норм по выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду из комплексов по обезвреживанию отходов (экологическая безопасность), включая системы газоочистки, удаления золы, шлака и очистки сточных вод;

4) эффективность технологических и конструктивных решений, включающих:

ü производительность технологии;

ü уровень ее автоматизации;

ü степень защищенности от аварийных ситуаций и залповых выбросов;

ü коэффициент использования энергоносителей, применяемых в технологии;

5) капитальные вложения и сроки реализации капитальных вложений, приведенные стоимостные удельные затраты на обезвреживание единицы массы ТБО.

За последние 15 лет как в промышленно развитых странах, так и в России стратегия в области управления отходами подвергается существенным изменениям. Главными причинами таких изменений явились увеличение загрязнений природной среды и их негативное влияние на здоровье населения, а также происшедшие изменения в экологической политике и законодательстве.

В 1998 году в России принят федеральный закон «Об отходах производства и потребления», определяющий правовые основы обращения с бытовыми и промышленными отходами в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

Основными задачами управления отходами в России являются:

ü максимальное использование селективного сбора ТБО с целью получения вторичных ресурсов и сокращения объема обезвреживаемых отходов;

ü оптимальная эксплуатация полигонов ТБО с учетом последующей рекультивации территорий;

ü дальнейшее строительство высокомеханизированных комплексных мусороперерабатывающих предприятий.

Таким образом, политика в сфере управления отходами главным образом ориентирована на снижение количества образующихся отходов и на развитие методов их максимального использования. При такой постановке задачи одним из важнейших элементов является селективный сбор и сортировка отходов перед их удалением с целью извлечения полезных и опасных для сжигания или компостирования компонентов. Однако в настоящее время в стране централизованная государственная система учета, сбора и использования вторичных ресурсов отсутствует. При переходе к рыночной системе хозяйствования не были созданы условия, которые стимулировали бы использование вторичных ресурсов. Специализированные предприятия, занимавшиеся переработкой вторичных материалов, при акционировании частично перешли на другие виды деятельности.

Разрушение централизованной системы сбора и переработки отходов и общее падение промышленного производства резко снизили объемы сбора и использования вторичного сырья. Проблема сбора и сортировки ТБО осложняется отсутствием нормативно-правовой основы для практического внедрения системы.

Несмотря на то, что отходы из жилого фонда являются существенным источником вторичного сырья, практическая реализация селективного сбора ценных компонентов представляет собой сложную проблему, связанную с организацией сбора и переработки загрязненного материала, а также с уровнем цен на сырье соответствующего качества. Поэтому на первом этапе развития системы обращения с ТБО наибольший интерес представляет сбор вторичного сырья из отходов общественных и коммерческих организаций и учреждений, количество и качество которого выше качества вторсырья, содержащегося в ТБО жилого фонда.

Существующая система учета и контроля за образованием и размещением отходов не позволяет из-за своей децентрализации получить достоверную информацию о фактических объемах образования отходов как в целом по России, так и по отдельным регионам, а также исключить несанкционированное их размещение. Это привело к образованию многочисленных стихийных несанкционированных свалок. Сложившаяся ситуация с размещением отходов негативно влияет на состояние природной среды и санитарно-эпидемиологическую обстановку как в целом по стране, так и вблизи крупных городов особенно.

Для мегаполисов в наибольшей степени подходит проектирование и строительство комплексных заводов, обеспечивающих использование отходов как источника энергии и вторичного сырья. Построение промышленной технологии именно по принципу комбинации различных методов переработки ТБО нивелирует недостатки каждого метода, взятого в отдельности. Именно комплексная переработка ТБО обеспечивает в совокупности малую отходность производства, его максимальную экологическую и экономическую целесообразность. При использовании технологии «сортировка + сжигание» количество шлака снижается до 15 % исходного ТБО, а золы – до 1 %, причем шлак может вовлекаться в промышленную переработку (производство строительных материалов по известным технологиям). При этом предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очистку компоста от примесей, снижает потребную производительность оборудования для термической и биотермической обработки ТБО, улучшает состав отходящих газов, облегчает ведение процесса термообработки в оптимальном режиме.

Для городов с населением 100…200 тыс. жителей целесообразна разработка упрощенной технологии обезвреживания и утилизации ТБО. Для городов с населением около 100 тыс. жителей, расположенных в южных районах, целесообразно применение полевого компостирования ТБО с предварительным отбором утильных фракций.

Складирование отходов на полигонах остается пока основным методом обезвреживания отходов. Для сокращения площадей под полигоны разработаны методы многоярусного складирования с многократным уплотнением, что позволяет значительно увеличить нагрузку на единицу площади. При высотной схеме ТБО укладываются на высоту более 20,0 м.

Опыт строительства и эксплуатации полигонов для ТБО требует: разработки экономичных и эффективных материалов для промежуточной изоляции и противофильтрационных экранов в основании полигонов ТБО; разработку и внедрение специальных катков-уплотнителей; разработку оборудования для сбора и очистки фильтрата, сбора и утилизации биогаза.

Сложившаяся в Российской Федерации система обезвреживания ТБО основана на захоронении подавляющего большинства отходов (около 98 %) на полигонах и неорганизованных свалках. Из-за отсутствия раздельного сбора ТБО в общий контейнер, а нередко рядом с ним, вместе с бумагой, полимерной, стеклянной и металлической тарой, пищевыми отходами выбрасываются лекарства с просроченным сроком годности, разбитые ртутьсодержащие термометры и люминесцентные лампы, тара с остатками ядохимикатов, лаков, красок и т.д. Все это под видом малоопасных ТБО вывозится на свалки, которые чаще всего устраивают в выработанных карьерах, оврагах, заболоченных местах вблизи населенных пунктов, что недопустимо с эколого-гигиенических позиций.

Нередко их называют полигонами, однако они не отвечают требованиям, предъявляемым к сооружениям по захоронению отходов, не имеют гидроизолирующего (бетонного, глиняного или другого) основания, препятствующего распространению токсичных загрязнений по водоносным горизонтам. В результате сточные воды (фильтрат), которые вытекают из тела полигона, содержат в большом объеме крайне токсичные органические и неорганические загрязнения. Неконтролируемые процессы в теле свалки приводят к формированию болезнетворной микрофлоры, также усугубляющей опасность фильтрата. При отсутствии необходимой гидроизоляции фильтрат попадает в почву, проникает в подземные воды и по водостокам – в открытые водоемы, отравляя источники водоснабжения. Токсичность фильтрата приводит к уничтожению окружающей свалку растительности.

Кроме выделения фильтрата из тела свалки в атмосферу постоянно поступают газообразные продукты распада ТБО – метан, аммиак и пр. Они являются источником систематических пожаров на свалках, которые, в свою очередь, загрязняют атмосферу. Кроме того, метан является газом, способствующим разрушению озонного слоя.

Приведенные данные свидетельствуют о крайней экологической опасности неорганизованных свалок даже для тех, кто не входит в непосредственный контакт с отходами. В результате распространения загрязнений по воде и воздуху у жителей, проживающих вблизи со свалками, отмечается повышенная заболеваемость и смертность, рождение детей с уродствами. Наши свалки – это мины не только замедленного действия, они уже воздействуют на ныне живущих и в еще большей степени будут воздействовать на будущие поколения.

Из-за нехватки территорий организованные свалки все дальше удаляются от городов. Чтобы далеко не везти, отходы выбрасываются в места, не предназначенные для этих целей. Огромное число несанкционированных свалок раскинулось в несчетном количестве вдоль автомобильных и железных дорог, в местах отдыха и купания, вокруг дачных и садовых товариществ. Контроль за ними практически отсутствует, не разработаны принципы и условия, препятствующие их образованию. Администрации, руководители территорий не замечают их, не организуют работ по контролю и ликвидации.

Несмотря на то, что большинство видов отходов являются ценным вторичным сырьем, а отдельные виды бумаги и картона, изделия хозяйственного потребления и обихода могут полностью или почти полностью изготавливаться из вторичного сырья, его доля в производстве важнейших видов продукции составила в 2002 году в среднем около 11 %, в том числе в производстве стали 27 %, гипса и цемента 20 %, картонно-бумажной продукции 18 %, изделий из термопластов – 4,2 % и т.д.

Использование отходов в 2002 году позволило обеспечить экономию первичных материальных ресурсов на сумму свыше 70 млрд. рублей:

ü использование лома черных металлов позволило сэкономить свыше 19 млн. тонн чугуна на сумму около 58 млрд. руб.;

ü за счет использования макулатуры и древесных отходов сэкономлено 9,7 млн. м3 древесины на сумму 3,2 млрд. руб.;

ü за счет использования зол и шлаков ТЭС в строительстве сэкономлено 2,0 млн. т строительных материалов на сумму 1 млрд. руб.

Чрезмерное образование отходов вызвано несовершенством организации и технологии производства на большинстве отечественных предприятий. Понятие «отходы производства» должно рассматриваться как неиспользованное или недоиспользованное сырье, поступающее в окружающую среду (т.е. на площадки временного хранения, санкционированные свалки, полигоны и пр.). Еще Менделеев утверждал, что нет отходов, а есть неиспользованное сырье. По существу отходы являются продукцией несовершенных технологий производства.

Российская промышленность располагает материально-технической базой для производства оборудования по переработке отходов. В конце 1990-х годов модернизировано оборудование по переработке минерального сырья, разработано и производится специальное оборудование: моечные машины, сортировочные линии, оборудование для разволокнения текстильных отходов, прессы для пакетирования мелкого лома и макулатуры, установки по демеркуризации ртутьсодержащих ламп и многое другое.

В дальнейшем с целью снижения экологической опасности обращения с ТБО необходимо:

1) провести на территории Российской Федерации инвентаризацию образующихся, перерабатываемых и захораниваемых отходов производства и потребления;

2) провести скрининговую инвентаризацию мест бывших захоронений отходов с целью выявления дополнительных для страны сырьевых ресурсов и оценки влияния этих мест на окружающую среду и здоровье человека;

3) разработать подзаконные акты по основным положениям федерального закона «Об отходах производства и потребления»;

4) разработать технологии раздельного сбора, переработки и утилизации отходов производства и потребления;

5) внедрить имеющиеся отечественные ресурсосберегающие и экологически безопасные технологии переработки отходов;

6) создать и распространить справочник отечественных безопасных технологий переработки ТБО и получения из них вторичного сырья, топлива, энергии;

7) организовать систему эколого-гигиенического образования руководителей административных территорий, предприятий, организаций по обращению с отходами производства и потребления;

8) организовать систему раздельного сбора отходов производства и потребления с целью их использования в качестве сырья;

9) систематически проводить разъяснительную работу с населением по раздельному сбору отходов потребления;

10) разработать систему жесткого контроля за несанкционированными свалками и создать условия, исключающие возможность их появления.