ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЁРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Сбор и промежуточное хранение отходов. Часто сбор отходов
является наиболее дорогостоящим компонентом всего процесса утилизации ТБО. Правильная организация сбора отходов позволит сэконо-
8
мить значительные средства, которые можно направить на организацию вторичной переработки ТБО. Система сбора ТБО, существующая
в России, с точки зрения экономичности должна оставаться стандартизованной. Однако дополнительное планирование необходимо, чтобы
решить вновь возникшие проблемы (например, отходы киосков различных видов, на сбор которых не хватает ресурсов и времени). Часто
средства для решения вновь возникших проблем можно найти, вводя
за сбор мусора дифференцированную плату.
На территории России часто приходится транспортировать отходы на большие расстояния. Для решения этой проблемы создаются
станции временного хранения отходов, от которых мусор будет вывозиться по железной дороге или большими по грузоподъёмности машинами.
На базе полигонов ТБО во многих городах созданы специализированные муниципальные предприятия по сбору, складированию и
временному хранению ТБО. Очень часто полигоны контролируются
природоохранными организациями, деятельность которых частично
финансируется из экологических фондов.
Мусороперегрузочные станции (МПС) и вывоз ТБО. В последнее время в отечественной и мировой практике наблюдается тенденция
замены прямого вывоза ТБО двухэтапным с использованием так называемых мусороперегрузочных станций. Наибольшее распространение
такая технология получила в крупных городах, в которых свалки и полигоны ТБО расположены далеко от населённого пункта. При двухэтапном вывозе ТБО наиболее широко используются транспортные мусоровозы большой вместимости и съёмные пресс-контейнеры.
Двухэтапная система вывоза ТБО включает в себя следующие
технологические операции:
– сбор ТБО в местах накопления;
– вывоз отходов обычными собирающими мусоровозами на
мусороперегрузочную станцию (МПС);
– перегрузка в транспортные мусоровозы большой вместимости;
– перевозка ТБО к местам их утилизации или захоронения;
– выгрузка ТБО.
Использование МПС позволяет:
– уменьшить расходы на транспортировку ТБО в места утилизации или захоронения;
– снизить количество обычных собирающих мусоровозов;
– сократить суммарные выбросы в атмосферу от мусоровозного
транспорта;
– улучшить технологию складирования ТБО.
Также применение МПС положительно с точки зрения охраны
окружающей среды, поскольку уменьшает количество полигонов для
складирования ТБО, снижает интенсивность движения по транспорт-
9
ным магистралям и т.д. Чтобы получить преимущества, которые даёт
применение МПС, необходимо решить ряд организационных и технических вопросов, а именно выбрать тип МПС, тип применяемого на
ней оборудования, включая мусоровозы большой вместимости, места
расположения МПС, её производительность и определить количество
таких станций для города.
Захоронение. Это наиболее старый способ удаления ТБО во всём
мире. Захоронение осуществляется в приповерхностной геологической
среде.
Зная высокую санитарно-эпидемиологическую и химическую
опасность неорганизованного сбора, складирования и хранения ТБО,
при выборе площадки, предназначенной под полигон, необходимо
тщательно изучить ряд вопросов:
– особенности местности;
– тип (рельеф) местности;
– особенности геологического состава земных слоёв места,
предназначенного под полигон ТБО;
– особенности окружающего природного ландшафта;
– преобладающую розу ветров.
После тщательного анализа указанных факторов, проведённого
компетентными профессиональными специалистами и экологической
экспертизы, выполненной независимыми экспертами-профессионалами, осуществляют выбор участка под полигон ТБО.
Традиционно применяемые свалки несут в себе множество проблем – мусор на них самовозгорается, они загрязняют атмосферу и
водоёмы, являются причиной многих болезней, рассадниками грызунов и птиц. В конце 50-х годов прошлого века начинают внедрять так
называемые «санитарные полигоны», на которых отходы определённый промежуток времени пересыпают почвой.
Современные полигоны представляют собой сложную систему,
обеспечивающую отсутствие контакта отходов с окружающей средой.
Однако это затрудняет процесс разложения отходов, и они представляют собой своеобразную «бомбу замедленного действия». Поэтому
особенно важно спланировать мероприятия по выводу полигона из
эксплуатации с его последующей рекультивацией.
Рассмотрим основные требования, которые предъявляются к полигону ТБО:
1. Полигон должен быть расположен на определённой высоте
относительно близлежащих водоёмов, чтобы его не заливало паводковыми водами. Это крайне необходимо с точки зрения санитарноэпидемиологической опасности.
2. Полигон должен быть расположен в месте, окружённом
солидными лесными массивами, и направление преобладающей розы
10
ветров должно исключать возможность попадания воздуха с поверхности полигона в близлежащие населённые пункты.
3. Основа полигона должна иметь водонепроницаемое покрытие, обеспечивающее многолетнюю работу полигона, отсутствие возможности оползней, просачивания продуктов разложения в почву и
грунтовые воды.
4. ТБО должны быть складированы и равномерно распределены
по участку сравнительно тонким слоем, уплотнённым так, чтобы не
было разноса мелких и лёгких частиц.
5. Отсутствие возможности попадания грунтовых вод на основание полигона.
6. Максимальная высота слоя закладки ТБО не должна превышать 2 м. Уплотнённые ТБО должны быть покрыты промежуточным
слоем, препятствующим уносу ветром мелких и лёгких фракций ТБО,
а также выходу на свободную поверхность различных вредных насекомых и, прежде всего, мух.
7. ТБО необходимо складировать, хранить и перемещать на заранее спланированные участки (карты) по мере их сепарации и переработки.
8. Обеспечение санитарно-эпидемиологических норм, предъявляемых к эксплуатации полигонов.
9. Должна быть обеспечена засыпка ТБО (с учётом расположения карт) и наличие запаса материала для верхнего покрывающего
слоя.
10. Отсутствие возможности возгорания ТБО на территории полигона.
11. Обеспечение полива ТБО в периоды повышенной пожароопасности в засушливый период времени.
12. Отсутствие возможности складирования и хранения ТБО
с единичными трупами животных, а также взрывоопасными и токсичными промышленными отходами.
Санитарные эпидемиологические центры и комитеты по охране
природы осуществляют постоянный мониторинг за правильной эксплуатацией полигонов ТБО.
Побочные процессы, протекающие при захоронении ТБО. Под
действием окружающей среды (в первую очередь светопогоды) ТБО
постепенно подвергаются естественному старению, а именно, органические и неорганические вещества, в том числе отходы чёрных и цветных металлов.
Старение химических материалов, содержащих серу, мышьяк,
различные галогены (хлор, бром и пр.), тяжёлые металлы (медь,
свинец, хром и др.), вызывает постепенное, незаметное, медленное
отравление почв, поскольку, например, тяжёлые металлы обладают
мутагенными и канцерогенными свойствами.
11
ТБО из органики природного происхождения (картон, целлюлозно-бумажные материалы, белковые материалы, в том числе разнообразные пищевые отходы, а также волокнистые материалы из клетчатки
или из её производных), в первую очередь, подвергаются старению
под воздействием биохимических и биологических факторов. Особенно в тёплый период времени (при температурах выше 0 °С).
Природные материалы разлагаются под действием следующих
факторов:
а) биологических:
– микрофлоры – актиномицет, бактерий, которые развиваются и
растут при температурах выше 0 °С; дрожжей; различных грибков;
вирусов и водорослей;
– микрофауны – червей, простейших, двупароногих, клещей,
многоножек;
б) биохимических:
– ферментов (энзимов) различного происхождения и характера.
В условиях биохимического и биологического разложения отходов природных материалов происходит образование так называемой
патогенной флоры – большого числа бактерий, вызывающих серьёзные инфекционные заболевания (например, холеру). Наиболее высокую опасность представляют отходы научно-исследовательских и
лечебных организаций, а именно стоматологические и хирургические
отходы (отходы поликлиник, больниц, санаториев и т.п.), поскольку
они являются потенциальными носителями и возбудителями тяжёлейших инфекционных заболеваний.
Старение ТБО, содержащих синтетические полимерные материалы, опасно образованием канцерогенных веществ.
В результате сложных химических реакций и микробиологической деятельности на различных участках свалки температура колеблется в пределах от 50 до 100 градусов, обеспечивая самопроизвольное
возгорание и отравляя окружающую среду различными соединениями
класса диоксинов.
Под действием ультрафиолетовых лучей в ясную погоду на воздухе протекает фотохимическая реакция с возникновением различных
экзотических веществ (прежде всего газов) с неизученными свойствами. Периодическое нахождение человека в такой атмосфере может
вызвать у него в лучшем случае аллергию, в худшем – различные новообразования.
Атмосферные осадки способствуют взаимодействию химических
элементов и их проникновению в грунтовые воды. Также опасно периодическое поступление химических веществ с поверхностным и
подпочвенным стоком. Токсичные газы, выделяющиеся со свалок,
распространяются на большие расстояния преимущественно в направлении преобладающей розы ветров, а также вступают в реакции с вы-
12
бросами ближайших промышленных предприятий, ухудшая и без того
тяжёлую экологическую обстановку. Ещё одним побочным эффектом
свалки ТБО может быть возникновение крыс и тараканов, особенно
устойчивых к химическим препаратам.
На свалках отходы ежедневно подвергаются процессу биохимического разложения. В результате этого интенсивно формируются анаэробные условия, вызывающие биоконверсию органического вещества. При этом образуется биогаз, называемый свалочным газом (СГ).
Удельный выход свалочного газа составляет 120…200 м3 на тонну
ТБО, и образуется преимущественно в первые 10 – 50 лет работы
свалки, особенно интенсивно СГ выделяется в первые 5 лет – около
50% от полного запаса.
Эмиссии СГ, поступающие в окружающую среду, приводят
к негативным эффектам не только локального, но и глобального характера. Поэтому на Западе широко внедряются программы, направленные на минимизацию эмиссии СГ. Это привело к созданию самостоятельной отрасли мировой индустрии, включающей утилизацию и
экстракцию СГ.
Принципиальная схема экстракции СГ на полигонах имеет следующий вид: вертикальные газодренажные скважины образуют сеть,
соединённую газопроводами, в которой компрессорная установка служит для создания разрежения, необходимого для транспортировки СГ
до места утилизации или использования. Установки для сбора и утилизации СГ монтируются за пределами полигона на специально подготовленной площадке.
Предварительные полевые газо-геохимические исследования
проводятся с целью оценки газопродуктивности существующей
толщи ТБО.
Газодренажная система сооружается как целиком на всей территории свалки ТБО после окончания её эксплуатации, так и на отдельных секторах свалки в зависимости от очерёдности их загрузки.
При этом нужно помнить, что для добычи СГ целесообразно использовать полигоны мощностью не менее 10 м. Также необходимо намечать
строительство системы сбора СГ на рекультивированной территории
полигона ТБО, т.е. перекрытой слоем грунта толщиной не менее
30…40 см.
Основными способами утилизации СГ являются:
– факельное сжигание, процесс, обеспечивающий снижение
пожароопасности на территории полигона ТБО и устранение неприятных запахов, при этом выделяемая энергия в хозяйственных целях
не используется;
– использование СГ в качестве топлива для газовых двигателей
с целью получения тепла и электроэнергии;
– прямое сжигание СГ для производства тепловой энергии;
13
– доведение содержания метана в СГ (процесс обогащения)
до 94…95% с последующим его использованием в газовых сетях
общего назначения;
– использование СГ в качестве топлива для газовых турбин
с целью получения тепловой и электрической энергии [3].
Биотермическое компостирование. Этот один из способов утилизации ТБО, основанный на ускоренных, естественных реакциях
трансформации мусора при температуре порядка 60 °С в среде кислорода, подаваемого в виде горячего воздуха. В результате такого воздействия биомасса ТБО превращается в компост в специальной биотермической установке (барабане). Необходимо отметить, что для реализации данного технологического процесса исходный мусор должен
быть очищен от крупногабаритных предметов, а также стекла, металлов, пластмассы, керамики и резины. В биотермических барабанах
очищенная фракция мусора подлежит выдержке в течение 2 суток
с целью получения товарного продукта. Затем компостируемый мусор
снова очищается от цветных и чёрных металлов, подлежит измельчению и складированию с целью дальнейшего использования в качестве
биотоплива в топливной энергетике или компоста в сельском хозяйстве. Процесс биотермического компостирования проще всего проводить
на предприятиях по механической переработке ТБО, что обычно является составной частью технологической цепи таких предприятий.
Однако существующие в настоящее время технологии компостирования не позволяют избавиться от солей тяжёлых металлов, что приводит к фактической непригодности компоста из ТБО для использования
в сельском хозяйстве. Чаще всего, такие предприятия убыточны.
В связи с этим предпринимаются попытки разработки концепций производства синтетического жидкого и газообразного топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, полученных на предприятиях мусороперерабатывающего сектора. Например, использовать
полученный компост как полуфабрикат с целью его дальнейшей переработки в газ.
Сжигание. Мусоросжигание – это один из наиболее сложных и
«высокотехнологичных» видов утилизации отходов. Процессу сжигания предшествует предварительная обработка ТБО с получением топлива, извлечённого из отходов. В процессе разделения ТБО из них
удаляют металлы, крупные объекты и дополнительно их измельчают.
Также из отходов следует извлечь аккумуляторы и батарейки, листья,
пластик, чтобы уменьшить вредные выбросы. В настоящее время процесс сжигания неразделённого потока отходов является чрезвычайно
опасным. В связи с этим становится ясно, что мусоросжигание должно
стать только одним из компонентов сложной комплексной программы
утилизации ТБО.
14
Вес отходов при сжигании уменьшается в среднем в 3 раза, также
устраняются некоторые неприятные свойства: выделение токсичных
бактерий и жидкостей, запах, привлекательность для грызунов и птиц.
В свою очередь, выделенная дополнительная энергия, может быть направлена на получение отопления и электричества.
Главной целью сжигания является уменьшение объёма ТБО перед
вывозом на свалку. Вывоз шлака и золы составляет примерно 30%
от массы ТБО, подвергнутых сжиганию.
В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили три метода утилизации и термического обезвреживания
ТБО:
– слоевое сжигание неподготовленных, исходных отходов в мусоросжигательных котлах;
– камерное или слоевое сжигание обогащённых отходов (специально подготовленных), очищенных от балластных составляющих и
имеющих относительно стабильный фракционный состав в цементных
печах или в топках энергетических котлов;
– пиролиз отходов, как обогащённых (прошедших предварительную подготовку), так и нет (исходных, неподготовленных).
Для обеспечения экологической безопасности при сжигании мусора необходимо соблюдать ряд принципов. Поддерживать заданную
температуру и продолжительность сжигания, которые зависят от типа
сжигаемых веществ; создавать турбулентные воздушные потоки, обеспечивающие полноту сжигания отходов. В связи с тем, что отходы
сильно различаются по физико-химическим свойствам и источникам
образования, существует множество типов оборудования и технических средств для сжигания. В настоящее время ведутся исследования,
направленные на совершенствование процессов сжигания. Они обусловлены ужесточением экологических норм и изменением состава
ТБО. Например, замена воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов на кислород, приводит к ускорению процесса сжигания, что обеспечивает снижение объёма горючих отходов, изменяет их состав, позволяет получить стеклообразный шлак и полностью исключить
фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию.
Также к современным способам можно отнести сжигание мусора
в псевдосжиженном слое. При этом способе достигается высокая полнота сгорания отходов при минимальном выходе вредных веществ.
По результатам исследований установлено, что сжигание мусора целесообразно применять в городах с населением не менее 15 тыс. жителей
при производительности печи около 100 т/сут. При этом с каждой тонны отходов вырабатывается примерно 300…400 кВт⋅ч электроэнергии.
В настоящее время топливо из ТБО получают в виде брикетов и гранул, а также в измельчённом состоянии. Поскольку сжигание топлива
15
в измельчённом состоянии сопровождается образованием большого
количества пыли, а использование топлива в виде брикетов приводит
к трудностям при загрузке печи и поддержании устойчивого процесса
горения, предпочтение отдаётся гранулированному топливу. Также
необходимо отметить, что при сжигании гранулированного топлива
намного выше КПД котла. Процесс сжигания мусора обеспечивает
минимальное содержание разлагающихся веществ в шлаке и золе,
но является источником выбросов в атмосферу вредных веществ.
В современных условиях главным направлением, обеспечивающим сокращение выброса вредных веществ в окружающую среду,
является раздельный сбор или сортировка ТБО. В последнее время
широкое распространение получил способ совместного сжигания ТБО
и шламов сточных вод. Данный метод приводит к отсутствию неприятного запаха, а также позволяет использовать полученное тепло для
сушки осадков и сточных вод. Из-за того, что в последнее время были
ужесточены нормы выбросов в атмосферу газовой составляющей процесса сжигания, стоимость процесса газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. В связи с чем, большинство мусоросжигательных предприятий являются убыточными. Поэтому необходимо
разрабатывать способы переработки ТБО, позволяющие утилизировать
и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в мусоре.
В нашей стране методы утилизации ТБО с использованием пиролиза малоизвестны из-за своей дороговизны. Суть процесса пиролиза
заключается в необратимом химическом изменении ТБО под действием температуры без доступа кислорода. В зависимости от используемой температуры пиролиз условно можно разделить на низкотемпературный (до 900 °С) и высокотемпературный (свыше 900 °С).
Низкотемпературный пиролиз – это процесс, в результате которого измельчённые ТБО подвергаются термическому разложению.
Существует несколько вариантов процесса пиролиза мусора: пиролиз
отходов органического происхождения под действием температуры
без доступа воздуха; пиролиз при температуре 760 °С в присутствии
воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов; пиролиз с использованием вместо воздуха кислорода с целью получения большого
количества тепла; пиролиз при температуре 850 °С без разделения отходов на неорганическую и органическую составляющие. Дальнейшее
увеличение температуры пиролиза приводит к уменьшению выхода
твёрдых и жидких продуктов и к повышению выхода газа. Главным
преимуществом пиролиза по сравнению с процессом непосредственного сжигания отходов является его высокая эффективность с точки
зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. Кроме того,
с помощью пиролиза можно перерабатывать различные составляющие
ТБО, не поддающиеся утилизации, а именно, пластмассы, автопо-
16
крышки, отстойные вещества, отработанные масла и др. После проведения пиролиза практически не остаётся биологически активных
веществ, в связи с чем, подземное складирование отходов пиролиза
не несёт в себе вреда окружающей среде. Образующийся в результате
пиролиза пепел имеет высокую плотность, что значительно уменьшает
объём отходов, подвергаемых подземному складированию. При пиролизе невозможно восстановление (выплавка) тяжёлых металлов.
К преимуществам пиролиза можно отнести малую мощность используемого оборудования и лёгкость транспортировки и хранения полученных продуктов. Поэтому, пиролиз требует меньших капитальных
затрат. Предприятия по переработке ТБО пиролизом в настоящее время функционируют в США, Дании, Японии, Германии и других развитых странах. Наиболее широко научные исследования и практические
разработки в этой области начались в 70-х годах прошлого века, в период так называемого «нефтяного бума». С этого времени получение
энергии и тепла путём пиролиза из резиновых, пластмассовых и других горючих отходов стало рассматриваться как один из важных источников выработки энергетических ресурсов. Наибольшее значение
этому процессу придают в Японии.
Высокотемпературный пиролиз, по сути, есть не что иное, как
превращение мусора в газ. Технология этого метода подразумевает
получение из ТБО (в первую очередь из биологической составляющей)
вторичного сырья – синтез-газа, с целью использования его для получения горячей воды, пара и электроэнергии. Также в результате процесса высокотемпературного пиролиза образуются твёрдые продукты
в виде шлака и золы, т.е. непиролизуемые остатки. Технологическая
схема этого метода утилизации включает в себя четыре последовательных этапа: удаление из мусора крупногабаритных предметов, чёрных и цветных металлов с использованием электромагнита и путём
индукционного сепарирования; обработка подготовленных ТБО в камере газофикатора с целью получения синтез-газа и вторичных побочных химических соединений – азота, хлора, фтора; очистка синтез-газа
от вредных примесей с целью повышения его энергоёмкости и экологических свойств, охлаждение и поступление синтез-газа в скруббер
для последующей очистки щелочным раствором, в первую очередь,
от соединений фтора, хлора, цианидов и серы; сжигание очищенного
синтез-газа в специальных котлах-утилизаторах для получения горячей воды, пара, или электроэнергии.
Комбинированная технология переработки зольных и шлаковых
отвалов ТЭЦ с добавлением части ТБО является одним из вариантов
процесса высокотемпературного пиролиза. Этот способ высокотемпературного пиролиза переработки мусора характеризуется комбинацией
следующих процессов: сушка – пиролиз – сжигание – электрошлако-
17
вая обработка. Основным оборудованием выступает рудно-термическая электропечь в специальном герметичном варианте, обеспечивающем расплавление подаваемых шлака и зола, выжигание из них
углеродных остатков, а также осаждение металлических включений.
Электропечь снабжена элементами, обеспечивающими раздельный
выпуск металла, в дальнейшем перерабатываемого, и шлака, предназначенного для изготовления строительных блоков или гранулята
используемого в строительной индустрии. Параллельно в электропечь
подаются ТБО, где они преобразуются в газ под действием высокой
температуры расплавленного шлака. Количество воздуха, который
подаётся в расплавленный шлак, должно обеспечить окисление углеродного сырья и ТБО.
Одним из перспективных процессов является экологически чистая технология высокотемпературной (плазменной) переработки ТБО.
При осуществлении данного процесса к бытовым отходам при предварительной подготовке не предъявляется жёстких требований по влажности, химическому и морфологическому составам, а также агрегатному состоянию. Технологическое обеспечение и конструкция аппаратуры позволяют получать вторичную энергию в виде перегретого
водяного пара или горячей воды с подачей их потребителю, а также
вторичную продукцию в виде гранулированного металла и шлака или
керамической плитки. По сути, это один из видов комплексной переработки ТБО с получением тепловой энергии и полезных продуктов
из бытового мусора, являющийся при этом экологически чистым.
Таким образом, следует отметить, что высокотемпературный пиролиз является наиболее перспективным направлением переработки
ТБО, как с точки зрения экологической безопасности, так и с точки
зрения получения таких вторичных полезных продуктов как шлак,
синтез-газ, различные металлы и другие материалы, которые имеют
широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературный
пиролиз позволяет экологически чисто, экономически выгодно и технически довольно просто перерабатывать ТБО без их предварительной
подготовки, т.е. сортировки, сушки и т.д.
При выборе технологии для переработки ТБО необходимо руководствоваться следующими требованиями: произвести как можно
больше ценных конечных продуктов, для реализации их на рынке и
обеспечить минимальное количество выбросов в атмосферу вредных
веществ. Чтобы максимально полно решить эти задачи необходимо
использовать систему автоматической сортировки и разделенной переработки различных типов ТБО с помощью современных технологий.
Комбинации рассмотренных технологий устанавливаются в регионе на нескольких площадках таким образом, чтобы была обеспечена
минимальная по времени транспортировка ТБО к месту переработки и
18
своевременная поставка ценных конечных продуктов на сопутствующие
производства. Предприятие по переработке ТБО может состоять из
модулей различных типов и включать в себя сопутствующие производства. В зависимости от производительности завода выбирается количество технологических линий в каждом модуле. При производительности
завода 90 000 т ТБО в год достигается минимально допустимое соотношение [2 – 4].
Рециклинг (вторичное использование, утилизация). В настоящее время во всём мире считается, что сжигание отходов и захоронение являются тупиковыми технологиями. Несмотря на это, они продолжают достаточно широко развиваться и использоваться. Однако
возникает необходимость в осознании и продвижении в разных странах идей возвращения в биологический и производственный циклы
материалов, которые мы приравниваем к мусору.
В последние годы претерпела существенные изменения стратегия
управлениями отходами. Новая стратегия направлена на уменьшение
общего количества образующихся ТБО, на снижение в целом потока
захораниваемых отходов, в особенности за счёт создания условий, при
которых захоронение является экономически убыточным, и на развитие
новых методов утилизации отходов. Важным элементом является расширение заготовительной сети и повышение качества сбора отходов.
В большинстве европейских стран, например, в Дании, Нидерландах, Германии широко развита система раздельного сбора компонентов ТБО.
Захоронение ТБО, с точки зрения экономики, является малоэффективным, требующим больших капитальных затрат процессом.
Тем более, и с экологической точки зрения, эти затраты ничем не оправданы: безвозвратно теряются невосполнимые природные ресурсы,
входящие в компоненты ТБО, а именно, металлическая и пластиковая
тара, макулатура и стекло. Особое внимание сейчас уделяют методам
выделения из ТБО ценных вторичных материалов, не забывая и
об эффективной организации раздельного сбора отходов в источниках
накопления. Два этих направления не противоречат и не исключают
друг друга.
Способы раздельного сбора ТБО несколько различаются в отдельных странах в зависимости от местных условий: мусоросборники
вблизи дома, специализированные и платные центры сбора вторичного
сырья. Исходя из способа сбора мусора, осуществляется выбор транспорта для его перевозки. Здесь должны быть активно задействованы
частные компании, которые являются более мобильными, чем государственные службы. Далее необходимо выбрать тип и мощность
предприятия по утилизации ТБО: несколько малых локальных заводов,
крупная территориальная компания или крупное региональное пред-
19
приятие. При этом обеспечение экологической безопасности является
одним из определяющих факторов при создании системы раздельного
сбора отходов.
После осуществления процесса раздельного сбора ТБО, отдельные
фракции подлежат переработке в конечный продукт. На основе исследований установлено, что из 540 000 м3 ТБО может быть ориентировочно
получено следующее количество ценных товарных продуктов:
– 50 000…60 000 т биомассы, в виде компоста в качестве экологически чистого органического природного удобрения для всех видов
почв;
– 10 000…12 000 т – изделий из стекла;
– 10 000…11 000 т – изделий из железа;
– 7000 т – изделий из пластических масс, полученных экструзией или литьём под давлением.
За рубежом большое внимание уделяется выделению ценного
вторичного сырья из отходов упаковки. Так в США, из упаковочных
материалов, которые используются в качестве вторсырья, алюминий
составляет 47%, тара из-под газированной воды – 17%, консервные
банки из стали – 15%, стекло – 11%. В России сейчас ни пластик, ни
алюминий не перерабатываются в больших количествах, а имеются
лишь малотоннажные и экспериментальные проекты.
Стекло перерабатывается путём измельчения и переплавки.
Причём отходы стекла сортируют по цвету. Стеклянные отходы
низкого качества после измельчения могут быть использованы в качестве наполнителя для строительных материалов (например, так называемый «глассфальт»).
Зарубежный опыт разных стран, например, Дании свидетельствует о том, что вторичная переработка стекла приносит большую прибыль. В связи с этим переработка стекла в нашей стране приобретает
высокую эффективность в результате более низкой стоимости
людских ресурсов, транспортно-заготовительных расходов и энергозатрат. Также отходы стекла могут стать предметом экспорта в страны
Европы.
Алюминиевые и стальные банки переплавляют с целью получения вторичного металла. Например, на выплавку алюминия из отходов
банок для различных напитков расходуется всего 5% от энергии,
затрачиваемой на производство того же количества алюминия из руды,
что характеризует данный процесс, как один из выгодных видов
рециклинга.
Различные виды бумажных отходов уже многие десятилетия
используют вместе с обычной целлюлозой для производства пульпы –
сырья для бумаги. Из низкокачественных и смешанных отходов
бумаги производят картон, а также туалетную и обёрточную бумагу.
20
В России до сих пор ещё не используется в больших масштабах технология производства из высококачественных отходов (использованной
бумаги для лазерных принтеров и ксероксов, обрезков типографий, и
пр.) высококачественной бумаги. Также бумажные отходы могут найти широкое применение в процессе производства теплоизоляции.
Что касается переработки отходов пластика, то в целом это более
сложный и дорогой процесс. Вторичной переработке подвергаются не
все типы полимеров, а только термопласты. Наиболее распространёнными являются ПВД (полиэтилен высокого давления); ПНД (полиэтилен низкого давления); ПЭТ (полиэтилентерефталат); ПП (полипропилен); ПС (полистирол). Из отдельных видов отходов пластика могут
быть получены высококачественные изделия с теми же свойствами,
что и из первичного, другие отходы (например, из ПВХ) после переработки используются только в качестве добавки в строительные материалы. В целом по стране вторичная переработка отходов полимерных
материалов налажена слабо.
В мире вторичная переработка пластика считается малорентабельной, однако ошибочно затраты на неё зарубежных стран автоматически переносить на Россию, заранее предполагая её невыгодность.
Известно, что цены на отечественные полимеры близки к зарубежным,
а иногда даже превосходят их. Однако затраты на сбор и переработку
отходов из пластика в нашей стране в несколько раз ниже, исходя из
фактической разницы в заработной плате и стоимости энергоресурсов.
В связи с этим вторичная переработка отходов полимерных материалов может стать экономически выгодной. При этом необходимо понимать: чтобы заработал цивилизованный экономический механизм,
должна быть обеспечена поддержка от государства на начальном этапе
организации производства.
Главной проблемой при вторичной переработке ТБО является
разделение отходов на фракции и на отдельные компоненты. В мире
существует множество различных технологий, позволяющих разделять
вторсырьё и отходы. Самым дорогим и сложным является извлечение
вторсырья на специальных предприятиях из уже сформировавшегося
общего потока ТБО. Однако существуют и более простые технологии
удаления тех или иных компонент из потока ТБО, а именно, обогащение ТБО с целью устранения нежелательных элементов перед сжиганием и повышения его энергетической ценности. Следует отметить,
что реализация любых прогрессивных технологий вторичной переработки сырья невозможна без участия общественности – создания центров по сбору ТБО или покупки отходов у населения, разработки мероприятий по раздельному сбору отходов на улицах города с помощью
специальных контейнеров, а также организацию системы раздельного
сбора отходов на бытовом уровне.
21
На Западе установлены законы, обязывающие потребителей осуществлять сбор и сортировку отдельных видов отходов. Например,
во Франции полностью запрещено принимать несортированные ТБО
с целью их последующей переработки и захоронения. В Нидерландах
установлен запрет на захоронение органических составляющих ТБО
с целью повышения эффективности их раздельного сбора с последующим компостированием. В некоторых странах установлены специальные показатели, характеризующие рециклинг отдельных компонентов ТБО. Так, в США вторичной переработке подвергается около
17% муниципального мусора, и организации по охране окружающей
среды предлагают в качестве национальной цели приблизиться
по этому показателю к 25%. В развитых странах понимают, что рециклинг является дорогим процессом, однако замены ему по большому
счёту нет. Так же, как было сказано ранее, разработаны мероприятия
по уменьшению затрат, связанных с раздельным сбором ТБО, и оптимизированы расходы.
Одним из важнейших моментов в решении проблем утилизации
ТБО видится формирование рынка отходов и рынка изделий, получаемых из различных видов отходов. В противном случае, не будет создано предпосылок для развития системы сбора и сортировки ТБО, а мусор заполонит окрестности городов и посёлков. Понятно, что без стимулирующих правительственных программ и осознания проблем образования ТБО обществом, невозможно добиться создания таких рынков
с привлечением частного капитала.
В США подсчитали, что металлы, извлечённые из твёрдых отходов, могут обеспечить национальную потребность в железе на 7%,
в алюминии на 8% и в олове на 19%.
Задача, поставленная на федеральном уровне в США, – добиться
переработки 25% отходов в масштабах страны. Во многих американских городах и штатах эта цифра – 40%. В Сиэтле перерабатывается
60% всех отходов. В масштабах одного населённого пункта удавалось
перерабатывать до 90% отходов.
На местном уровне предпринимается ряд мер по сокращению
количества мусора. В Миннеаполисе и Сент-Поле запрещено продавать продукты питания в пластиковой оболочке, которая не разлагается или не может быть переработана.
В США перерабатывается 98% всего производимого стекла.
Большинство сообществ США используют комбинированную программу переработки – упаковка из-под пищевых продуктов и бутылки
из-под напитков собираются вместе. Далее они разделяются уже непосредственно на фабрике по переработке.
В России в новых экономических и социальных условиях организацию заготовительного процесса следует начинать с работы с населе-
22
нием, поскольку, прежде всего, степень заинтересованности людей
будет определять успех селективного сбора отходов. Нужно разработать стимульные и бесстимульные методы сбора, ориентированные на
различные специфические группы населения. В то же время, без участия частных компаний, готовых вкладывать собственные средства
в развитие инфраструктуры сбора, реализация проектов сбора и последующей утилизации ТБО представляется маловероятной. Обязательное условие – чёткая организация процесса сбора и постепенное, ступенчатое выделение вторичного сырья сначала по одной–двум позициям (например, только макулатура, а затем макулатура и металлическая
тара и т.д.), а также замкнутость цепочки, т.е. получение продукции из
отобранных отходов. При этом решающим моментом в определении
стратегии привлечения жителей к селективному сбору будет экономический фактор: цена приёма вторичного сырья на перерабатывающем
предприятии. Роль федерального центра должна заключаться в подготовке условий для их успешной реализации проектов селективного
сбора и рециклинга ТБО, и, прежде всего, формировании нормативноправовой и налоговой базы, способствующей становлению рынка вторичного сырья [1 – 5].
В результате проведённых исследований в области переработки
ТБО для средней климатической зоны России были получены ориентировочные стоимостные значения организации мусороперерабатывающих предприятий, представленные в табл. 1.1.
После анализа указанных в таблице данных можно сделать вывод,
что наиболее эффективным решением, не только с точки зрения охраны окружающей среды, но и экономической составляющей, является
организация в средней климатической зоне России мусороперерабатывающего завода.