Анализ альтернативных технологий с позиции ресурсосбережения

 

Появление отходов является следствием функционирования любого городского или сельского поселения. Отходы, «производимые» крупным муниципальным образованием имеют сложную структуру вследствие того, что на его территории проживает большое количество населения и располагается множество разноотраслевых предприятий и организаций. Основными «производителями» мусора в муниципальных образованиях являются: станции водоподготовки и водоочистки, промышленные предприятия, население, строительные организации и медицинские учреждения.

«В России мероприятия по снижению объемов образования ТКО сегодня практически не проводятся из-за наличия большого количества первоочередных нерешенных проблем в данной сфере. Подавляющее большинство российских регионов сталкиваются с недофинансированием мероприятий по утилизации ТКО, переполнением существующих свалок и полигонов, отсутствием систем раздельного сбора ТКО, острой нехваткой производственных мощностей по сортировке и переработке отходов и т.д. На фоне данных проблем борьба за снижение объемов образования ТКО в современной России выглядит небольшой частной задачей» [5].

«Из всех доступных на сегодня в России способов борьбы со все возрастающим количеством твердых бытовых отходов можно выделить следующие:

- захоронение ТКО на полигонах, в т.ч. свалках;

- сжигание;

- переработка с получением вторичного сырья» [1].

На рисунке 7 изображены пути утилизации и переработки ТКО.

 

 

Рисунок 7 – Схема возможных путей утилизации ТКО

 

«Как показала мировая практика, только 22-28% предварительно не отсортированных ТКО экономически целесообразно подвергать ресайклингу (переработке и вторичному использованию). По оценкам экспертов, эффективнее перерабатывать ТКО нежилого сектора, так как выход вторичного сырья при переработке бытовых отходов нежилого сектора выше (он составляет около 30-40%). При переработке отходов жилого сектора выход полезных фракций вторичного сырья находится в диапазоне 15-20%» [6].

«Остальная масса отходов, как источник потенциальной энергии, может быть подвергнута либо биотермической переработке (компостированию), либо высокотемпературной термической (сжиганию). Конечным продуктом биотермической переработки являются органические удобрения; с энергетической точки зрения такая переработка примерно в 4 раза более эффективна, чем высокотемпературная термическая переработка (сжигание). Однако процессу компостирования может быть подвергнуто не более 25% массы ТКО. Таким образом, около 50% ТКО в случае биотермической переработки все равно приходится либо сжигать, либо вывозить на полигоны захоронения ТКО» [6].

«Термическая переработка ТКО – универсальный процесс. Его можно использовать как для переработки всей массы ТКО, так и для переработки неподдающегося утилизации остатка. Как наиболее технически и экономически целесообразный из термических процессов в настоящее время используется процесс сжигания при температурах 900-1100°С. Сжигание ТКО широко распространено в западноевропейских странах, где в настоящее время сжигается от 36% (Франция) до 80% (Швейцария) ТКО, тогда как компостированием перерабатывается от 2% (Германия) до 15% (Нидерланды)» [6].

«Однако наибольшим энергетическим эффектом обладают комбинированные методы с применением установок по утилизации материалов и сжиганию или непосредственное сжигание неподготовленных отходов с выработкой тепловой и электрической энергии, а наименьшим - компостирование с захоронением неорганических остатков» [6].

«Исходя из этого, для крупных городов, способных позволить себе строительство мусоросортировочных и мусоросжигательных заводов, больше подходят комбинированные технологии, предполагающие сепарацию отходов в процессе ресайклинга, а также использование дополняющих друг друга процессов биотермической и высокотемпературной термической переработки компостируемых и некомпостируемых органических отходов» [6].

В настоящее время элементами системы управления бытовыми отходами на терpитории г. Тольятти являются: сбор, транспортировка и практически единственный способ утилизации отходов – полигонное захоронение до 99 % всех образующихся твердых бытовых отходов в г. Тольятти. Отходы размещаются на единственном санкционированном полигоне ТКО. Доля перерабатываемых материалов не превышает 1 %.

Сбор ТКО в основном осуществляется посредством мусоропроводов, дворовых и уличных мусоросборников – контейнеров. Вывоз ТКО осуществляется по несменяемой системе контейнеров, на планово-регулярной основе, согласно заключенным договорам. Емкости для временного хранения отходов (контейнеры), используемые на территории города, в основном, изготовлены из листовой стали 3 толщиной 2 мм, снабжены уголками захвата и усилены арматурой по углам контейнера, и имеют вместимость 0,75 куб. м при полной загрузке. Контейнеры установлены в местах временного накопления ТКО – контейнерных площадках. Для сбора крупногабаритных отходов на площадках предусматриваются специальные отсеки.

В некоторых густонаселенных районах города применяется бесконтейнерная (планово-поквартирная) схема сбора и вывоза ТКО. Спецавтотранспорт прибывает в точно назначенное время, к которому жильцы выносят отходы и погружают в мусоровоз.

Доставка бытовых отходов из домовладений и предприятий-природопользователей осуществляется одноэтапно, без использования мусороперегрузочных станций.

На территории частного сектора города сбор твердых отходов осуществляется в индивидуальные емкости с последующим вывозом в ближайшие контейнеры. Специально отведенного места или площадок для сбора отходов в индивидуальном секторе, как правило, не предусмотрено. Несмотря на увеличение охвата санитарной очисткой частного сектора, часть жилищ частного домовладения пока остается вне планово-регулярной санитарной очистки, что приводит к образованию несанкционированных свалок ТКО, которые ликвидируются в ходе санитарных месячников.

В настоящее время в г. Тольятти отсутствует практика раздельного сбора отходов населением. Существующие предприятия по переработке вторичных материальных ресурсов работают, в основном, с отходами, образующимися в организациях и предприятиях, крупных коммерческих точках, где выделение и отдельное складирование того или иного перерабатываемого материала не представляет труда. Как показывает мировая практика, создание успешно функционирующей, эффективной интегрированной системы управления отходами базируется на раздельном сборе отходов в точке их образования, то есть с участием населения.

В г. Тольятти с 2009 г. предпринимались попытки организации раздельного сбора отходов. В частности, к таким инициативам относится реализация Администрацией г. Тольятти «пилотного» проекта по раздельному сбору отходов в микрорайоне «Калина».

Основной целью «пилотного» проекта являлось разделение всего объема ТКО на два основных потока в местах их образования:

- «Сухие» отходы – вторичные ресурсы, пригодные для промышленной переработки (пластмассы, стекло, макулатура, металлы, ветошь), составляющие порядка 35–50 % от общей массы ТКО

-«Влажные» отходы – в основном биоразлагаемые отходы для компостирования (кухонные, пищевые, садовые отходы, а также влажные и загрязненные остатки бумаги), составляющие 35–40 % в зависимости от сезона.

В микрорайоне «Калина» были построены и оборудованы контейнерные площадки для организации раздельного сбора. Основную сложность в реализации проекта представляет собой отсутствие в г. Тольятти мусоросортировочного комплекса, что фактически может привести к вывозу содержимого обоих контейнеров на полигон для захоронения, тем самым снизив общую заинтересованность и мотивацию населения.

В качестве технического решения предлагается на производственных площадях компании установить линию гранулирования (рисунок 8).

 

 

Рисунок 8 – Линия гранулирования

Гранулятор полимеров – это высокотехнологичное оборудование, используемое для вторичной переработки отходов пластика. Линия грануляции позволяет получить гранулы из таких полимеров, как ПВД, ПП, ПЭТ, ПНД, ПП, ПС и др.. Производительность гранулятора пластмасс составляет 100-160 кг/ч. В дальнейшем полученные гранулы можно использовать для производства продукции из вторичного материала. Например, переработанное сырье ПВХ отходов может применяться для производства труб, кабеля. Линия для производства гранул из вторичных полимеров является частью мусороперерабатывающего завода полного цикла.

Еще одно направление ресурсосберегающих технологий – вторичная переработка резины, в основном отработанных автомобильных шин.

Утилизация использованных шин и резиновых отходов - одна из самых серьезных проблем в сфере обращения с отходами 21 века. Одна из экологически безопасных возможностей переработки этого типа материалов - это нарушение их трехмерной структуры. Эту обработку, называемую девулканизацией, можно определить как процесс, который вызывает селективный разрыв химических связей сера-сера (SS) и углерод-сера (CS) без разрушения основной сети и без разрушения материала. Девулканизированный каучук можно смешивать с чистым каучуком или с другими видами матриц для получения новых соединений без значительного ухудшения механических и физических свойств. В литературе представлено много типов процессов девулканизации: химический, ультразвуковой, микроволновый, термомеханический и др. Термомеханическая девулканизация на основе экструзии кажется более подходящей для применения в промышленных масштабах.

Утилизация происходит поэтапно.

Первый шаг – это сбор резиновых изделий, которые необходимо переработать. В большинстве случаев это шины, но выбают и другие резинотехнические изделия. В некоторых случаях эти материалы поступают со свалок. В некоторых других случаях люди складывают его и отправляют в центр переработки.

Следующим шагом является измельчение резины на куски. Обычно эту функцию выполняет машина. Как правило, большинство компаний по переработке отходов используют измельчители с роторными ножницами. Он оснащен двумя выступами, вращающимися в противоположных направлениях, которые работают с высоким крутящим моментом и низкой скоростью. Он разбивает его на части и упрощает обработку.

Хотя следующий этап проще назвать сортировкой, он включает в себя удаление текстильных волокон и стальных волокон из резины. Обычно это происходит в процессе измельчения. И происходит это с помощью магнитов.

Эти магниты вытягивают стальные волокна из всего пучка. С другой стороны, есть сложная система, удаляющая полиэфирные волокна. Сюда входят встряхивающие сита, всасывание с низким вакуумом и ветровые просеиватели. Этот процесс очень важен, поскольку они составляют 30 процентов от всей группы.

Следующим шагом будет изготовление мульчи из старых покрышек. Цель состоит в том, чтобы получить сырье для изготовления новых шинных материалов. Однако имейте в виду, что этот процесс не приводит к потере изоляционной и эластичной резины. Затем этот процесс распространяется на измельчение мульчи до гранул.

Далее можно поступить несколькими способами – продавать готовую крошку либо производить из этой крошки какие-либо продукты.

На рисунке 9 предсталвен цикл производства изделий из вторичной резины, представленный экспертами компании «Техномаш», с применением новой добавки «Бинар».

 

 

Рисунок 9 – Применение модификатора-рециклизата «Бинар»

 

«Технология с получением рециклизата является экологически чистой, обеспечивает безотходную утилизацию и является наиболее экономически выгодной, так как при себестоимости 1 т полученного рециклизата $1200, его рыночная стоимость составляет не менее $2000 за 1 т. Рециклизат (вторичная сырая резина) может быть использован в качестве добавки при производстве новых автопокрышек, транспортерных лент, эластичных красок, приводных ремней, колес насосов и флотомашин, футеровок мельниц, течек и бункеров, фундаментов домов в сейсмоопасных зонах, бордюров дорог, ковриков и т. д» [3].

Заключение

 

Тема отчета по учебной практике – Охрана природной среды и ресурсосбережение в производственной деятельности ООО «МДМ»

Цель практики - первичное знакомство с технологическими процессами и производствами.

В работе были рассмотрены вопросы изучения методов и способов использования на предприятии ресурсосберегающих технологий.

Изучены технология, оборудование сточных вод предприятия.

Изучены технология, оборудование газоочистки предприятия.

Объектами охраны окружающей среды от загрязнения, истощения, деградации и иного негативного воздействия хозяйственной деятельности является атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность, животные и др.

В соответствии с законодательством РФ (ФЗ «Об охране окружающей среды», ФЗ «Об экологической экспертизе», «Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной(производственной) деятельности на окружающую среду в Российской Федерации») требуется проведение изучение вопросов воздействия намечаемой деятельности на окружающую среду до принятия решения о возможности её реализации и начала соответствующих работ [3, 4].

Предложены технические мероприятия по повышению ресурсосбережения путем снижения загрязнения воздуха выбросами метана. Предложены технические мероприятия по повышению ресурсосбережения путем снижения загрязнения воздуха выбросами метана.

В перспективе ТКО могут стать неисчерпаемым видом низкокалорийного топлива в силу непрерывного массового воспроизводства их населением. Как известно, топливом принято называть любое вещество, которое способно вступать в быстропротекающий окислительный процесс (горение) с окислителем и которое по технико-экономическим соображениям целесообразно использовать для целей получения тепловой энергии в энергетических, промышленных и отопительных установках. С этой точки зрения практический интерес представляют виды топлива, отвечающие следующим требованиям:

- доступность и распространенность для массового использования;

- достаточная химическая активность топлива, обеспечивающая возникновение и поддержание процесса горения;

- обеспечение достаточного тепловыделения на единицу массы сжигаемого вещества.

Твердые бытовые отходы отвечают всем перечисленным требованиям. Если рассматривать ТКО как один из видов топлива, то следует отметить, что компонентами любого топлива являются горючие элементы и негорючие примеси, или балласт. К горючим элементам топлива относится углерод С, водород Н и горючая сера S, образующие вместе с внутренним балластом (кислородом О и азотом N) сложные химические соединения. Внешний балласт составляют зола Л и влага W. Зола — негорючий остаток, полученный после сгорания топлива, представляющая собой смесь различных минеральных веществ, находящихся в топливе. Для примера: каменный уголь содержит 4...25% золы, дрова — 0,6%. Влага является вредной примесью топлива, поскольку уменьшает долю горючих веществ, так как часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, тратится на испарение влаги.