Главная

Проблемы утилизации твердых бытовых отходов. Захоронение мусора на полигонах, твёрдых бытовых и промышленных отходов Опасность захоронения твердых бытовых отходов

Любой город в наше время создает огромное количество отходов, особенно это относится к мегаполисам. Так, например, только из Москвы вывозится больше 9000 тонн мусора. Конкретно к твердым бытовым отходам (ТБО) относятся цветной и черный металл, бумага, картон, пластик, стекло и отбросы биологического происхождения, например изделия из кожи, остатки пищи, растительные отходы.

Вывоз, обработка, захоронение и прочие манипуляции с мусором уже давно «поставлены на конвейер». Эту нишу между собой делят бизнесмены, специальные организации и коммунальные службы. И в большинстве своем, весь мусор отправляется на полигон твердых бытовых отходов (полигон ТБО) или простым языком - на свалку.

Как устроен полигон твёрдых бытовых отходов?

Эти полигоны имеют определенные правила в устройстве и организации. Во-первых, срок службы свалки составляет от 15 до 20 лет, и располагаться она должна минимум в 1 км от ближайшего жилого строения. Грунтовые воды должны залегать глубже двух метров, а вокруг свалки создается защитная лесополоса шириной в 20 м.

Мусорный полигон не может располагаться на территории с водоемом. Интересно то, что под водоемом в данном правиле подразумеваются не только реки и озера, но и родники. Более того, на свалках есть небольшие скважины для проверки степени загрязнения грунтовых вод.

К полигону также прокладывается хорошая асфальтовая дорога. Площадь свалки бывает разной, но в любом случае она делится на несколько секторов, которые используются по очереди, каждый такой участок рассчитан на длительность от трех до пяти лет использования в зависимости от количества поступающего мусора. Первый из секторов используют всего пару лет.

Еще одной интересной темой устройства полигона ТБО являются особенности методов захоронения и изоляции отходов. Кроме защитной лесополосы, существуют специальные сетки и экраны, с помощью которых предотвращается распространение биогаза. Биогаз это результат метанового и водородного брожения, значительно загрязняющий атмосферу.

Захоронение мусора происходит так. Сначала вырывают котлован, который покрывают изнутри материалами, препятствующими проникновению токсичных веществ в землю. Зимой, например, для этого иногда используют строительные отходы: бетон, кирпич и тому подобное. После этого, спрессованные блоки или просто отходы из мусоровозов вываливают в котлован, добиваясь примерно двухметрового слоя, и пересыпают каждый день землей. Помимо этого мусор обрабатывают машинами-уплотнителями, чтобы добиться максимально возможной эффективности от объема котлована. Есть также вариант планировки, при котором вырываются не ямы, а траншеи, это обеспечивает удобство передвижения мусоровозов по свалке, хотя и возможно исключительно на достаточно ровной поверхности.

На содержании полигона твердых бытовых отходов можно делать деньги. И притом неплохие. Сам вывоз мусора, не говоря уже о переработке или перепродаже цветмета, стоит денег. Эти деньги оплачиваются всеми, кто пользуется услугами вывоза мусора, службам и предпринимателям, которые владеют той или иной свалкой. Там, где вращаются деньги, обязательно найдется кто-нибудь, кто получает эти деньги в обход закона. И свалки - ни разу не исключение.

Чаще всего страдают системы мониторинга или экологической защиты. Их могут просто не развернуть, например, не использовать против биогаза контрмеры, не установить устройства для измерения загрязненности. Или разместить свалку в неположенном месте, если оно дешевле, ближе к жилому пункту.

Огромной дырой в законодательстве для мошенничества является тот факт, что у нас в стране нет никакой системы измерения объема мусора. Из-за этого нередко возникает ситуация «три пишем, пять в уме», причем пользуются этим моментом как предприниматели, выкручивая счета, так и жилищные службы, которые занижают данные о заказе, а излишек денег от налогоплательщиков идет по карманам. В таком пока что неконтролируемом законодательством бизнесе есть еще много способов жульничества, а людям, к сожалению, остается только надеяться на чужую совесть и ответственность.

Захоронение отходов - это изоляция бытовых или промышленных отходов (чаще всего радиационных или токсичных) путём их размещения в горных недрах Земли или морских глубинах.

По примерным подсчётам называемый мировой запас утилизированного материала, достигает отметки в 1200 млрд тонн, при этом больше трети от всего объёма, это твёрдые отходы.

Такая отрасль, как добывание горных пород, даёт огромные пространства, в которых можно осуществлять захоронение отходов. Горнодобывающие компании, ежегодно обрабатывают более 30 млрд тонн твёрдых пород, из которых лишь 60% уходит в хвосты, после первичной переработки руды. На заполнение пустот, в разработанных карьерах, провалах или образовавшихся трещинах, идёт около 45-65% ТБО. 1% уходит на закладку вырытого пространства. И более 5% ежегодного утиля, хоронят в морской бездне.

Площадь земель, отведённых под захоронение отходов, давно уже приблизилась к 1 млн га.

Поэтому применение для таких целей, выработанного горного пространства, есть перспективной технологией.

Полигоны для хранения ТБО и прочих классов опасности

Кроме морских недр и горных пространств, самый распространённый в России метод, это захоронение на специальных полигонах, они являются охраняемыми сооружениями, предназначение которых, это:

размещение собранного мусора;
площадка обезвреживания опасных (инфекционных и токсичных) видов утиля;
временное хранение неутилизированных материалов;

в каждом регионе страны, есть свой полигон, размеры и площадь, которого, зависит от числа промышленных предприятий на территории города и количества населения, а также другими экономическими показателями. Он должен быть рассчитан на такое количество мусора, которое город ежегодно вырабатывает. Чрезмерно большие размеры, это не рационально использованная территория.

Страны ЕЭС, располагают на своей территории подобными полигонами и делят их на три вида, в зависимости от класса утиля, такие полигоны могут раздельно размещать следующие типы мусора:

относящиеся к 1 – 4 классам опасности;
инертные;

хотя и провести грань, между, например, инертными и опасными, не всегда легко, так как первые в результате каких-либо изменений в составе или процессе гниения, могут вырабатывать как раз таки опасные элементы, такие как метановый газ.

В Российской Федерации, действуют определённые нормативы, согласно которым, захоронение отходов, должно проводиться на полигонах, которые располагают на своей территории следующими объектами:

Цех, для первоначальной обработки или обезвреживания отходных материалов, с целью, снижения их уровня опасности, а также для уменьшения объёма, объекта подлежащего захоронению.
Специально отведённый, определённой нормативами площадью участок, для глубинного захоронения.
Гараж, со всеми нужными автомобильными единицами, для погрузки, транспортировки и доставки на место хранения собранного мусора.

Создание полигонов

При организации площадок, на которых производят захоронение отходов, главную роль имеют:

правильный выбор территории, для организации площадки;
подходящая территория, для постройки зданий;
наличие, всех необходимых инженерных строений и сооружений;
определенный порядок, заполнения площадки отходами;
глубина, заранее обработанного утиля;
мониторинг окружающей среды, отсутствие поблизости больших или редких популяций животных или птиц;
контроль над образованием газа, а также возможность его сбора и транспортировки при необходимости;
своевременный сбор или удаление фильтрата,

Также не стоит забывать, что перед захоронением требуется , для отслеживания всех видов деятельности по отношению к ним, начиная с образования.

Современные требования, по подготовки таких мест, требуют соблюдать все санитарно-эпидемиологические требования, согласно которым, площадка должна быть оборудована следующими сооружениями:

основание из уплотнённого материала, у которого стены комбинированы из минеральных и искусственных материалов;
достаточно широкими проездами;
для сбора просочившейся воды из очистных каналов;
для сбора и транспортировки метанового газа, выделяемого в процессе утилизации отходами;
сооружения для ландшафтной очистки земель, с помощью рекультивации.

Существуют также подземные виды мест для захоронения, это:

заброшенные шахты;
скважины;
образовавшиеся пустоты;
старые и более непригодные к использованию нефтяные поля;

и прочие выработанные пустоты, которые предназначаются для утилизации радиоактивных, токсичных и прочих видов, имеющихся такой класс опасности.

А знаете ли Вы что в Подмосковье есть полигон построенный по европейским стандартам

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Институт городского хозяйства и охраны окружающей среды

Кафедра «Прикладная экология и химия»

Контрольная работа

по дисциплине: «Техноэкология»

Студент Нижинская Анастасия Юрьевна

Профиль: «Инженерная защита окружающей среды»

Курс – 4 Семестр – 8

Руководитель: к.т.н., Дорошенко Т.Ф.

Количество баллов ____ОценкаECTS____

План

1. Захоронение твёрдых бытовых отходов.

2. Основные способы утилизации медицинских отходов.

Захоронение твёрдых бытовых отходов.

Самый дешёвый способ избавиться от отходов - произвести их захоронение. Этот способ восходит к простейшему пути - выбросить что-либо из дома на свалку. История показала, что простым выбрасыванием непригодных предметов из дома проблему решить не удаётся. В XX веке пришлось перейти от стихийного создания свалок к проектированию и реализации специальных инженерных объектов, полигонов для захоронения бытовых отходов. Проектом предусматривается минимизация ущерба окружающей среде, строгое соблюдение санитарно-гигиенических требований.

Устройство полигона и захоронение ТБО

На полигонах хранения ТБО размещаются отходы из жилых домов, общественных зданий и учреждений, предприятий торговли, общественного питания, уличный, садово-парковый смет, строительный мусор и некоторые виды твердых промышленных отходов III - IV класса опасности.

Обычно полигон сооружают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Если это невозможно, устраивается водонепроницаемое основание, что приводит к значительным дополнительным затратам. Площадь земельного участка выбирается с условием его срока эксплуатации (15-20 лет) и в зависимости от объема захораниваемых отходов может достигать 40-200 га. Высота складирования отходов составляет 12-60 м.

Полигоны бывают малонагружаемыми (2-6 т/м²) и высоконагружаемыми (10-20 т/м²). Годовой объем принимаемых отходов может составлять от 10 тыс. до 3 млн м³ . Технологический процесс захоронения отходов проводится, как правило, картовым методом, что позволяет поэтапно вводить в действие природоохранные мероприятия, не дожидаясь завершения эксплуатации полигона в целом. Технология складирования ТБО на полигонах предусматривает установку водоупорных экранов для защиты грунтовых вод и ежесуточную наружную изоляцию для защиты атмосферы, почвы, а также прилегающих территорий. Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизировано.

Организация и строительство полигона осуществляются в соответствии с законодательством в области охраны окружающей среды и обращения с отходами, санитарно-эпидемиологического и градостроительного законодательств, а также при наличии положительного заключения государственной градостроительной экспертизы на проект этого строительства.

Современный полигон ТБО – это комплекс природоохранных сооружений, предназначенный для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения ТБО, предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду, загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, распространения грызунов, насекомых и болезнетворных организмов.

В составе полигона следует предусматривать:

· участок захоронения отходов;

· участок для размещения цеха по сортировке и переработке отходов;

· участок компостирования;

· административно-хозяйственную зону;

· инженерные сооружения и коммуникации для жизнеобеспечения полигона и экологической безопасности;

· экспресс-лабораторию;

· участок радиационного контроля за отходами.

Полигон для захоронения отходов по периметру должен иметь ограждение высотой не менее 180 см. На полигоне по его периметру, начиная от ограждения, должны последовательно размещаться:

· кольцевой канал;

· кольцевая автодорога с высококачественным твердым покрытием;

· ливнеотводные лотки вдоль дороги или кюветы.

Плотность застройки административно-хозяйственной зоны полигона должна быть не менее 30 %. В административно-хозяйственной зоне размещаются:

· административно-бытовые помещения, лаборатория;

· теплая стоянка для спецмашин и механизмов (навес);

· мастерская для текущего ремонта спецмашин и механизмов;

· склад топливных материалов;

· автомобильные весы (на полигонах свыше 100 тыс. т/год);

· контрольно-пропускной пункт;

· котельная (при необходимости);

· контрольно-дезинфицирующая ванна;

Основное сооружение полигона - участок складирования ТБО. Он занимает основную площадь полигона, в зависимости от объема принимаемых ТБО. Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3 – 5 лет, в составе первой очереди выделяется пусковой комплекс на первые 1 - 2 года. Эксплуатация последующей очереди заключается в увеличении насыпи ТБО до проектируемой отметки. Разбивка участка складирования на очереди выполняется с учетом рельефа местности.

Участки складирования должны быть защищены от стоков поверхностных вод вышерасположенных земельных массивов.

Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка проектируется водоотводная канава. По периметру полигона на полосе шириной 5 - 8 м предусматривается посадка деревьев, прокладываются инженерные коммуникации (водопровод, канализация), устанавливаются мачты электроосвещения; при отсутствии инженерных сооружений на этой полосе отсыпаются кавальеры (склады) грунта для использования его на изоляцию ТБО, в любом случае не более 5 % всей площади полигона.

Условные обозначения: А- грунтовая вода, В- плотный слой глины, С- прослойка из пластика, D- система водосточных труб, Е- геотекстильный слой, F – гравий, G - дренажный слой, H- почвенный слой, I,J – слои почвы, где хранится мусор K- водосточная канава (пруд).

Процессы, происходящие с ТБО на полигонах

В процессе эксплуатации полигона ТБО, а также в течение продолжительного времени после его рекультивации происходит выделение свалочных газов в атмосферный воздух, образуются фильтрационные воды (фильтрат), а также меняются геопоказатели грунтов под телом полигона, что приводит к увеличению фильтрационной способности грунтов и, как следствие, к загрязнению грунтовых вод.

Реакции, протекающие в теле захоронения ТБО в аэробных условиях, схематично можно представить так:

При дальнейшем окислении начинается превращение клеточного вещества:

На типичной свалке процесс аэробного окисления чаще всего заканчивается образованием и накоплением высоких концентраций жирных кислот, что и лимитирует процесс аэробного разложения.

Анаэробная биодеградация требует присутствия микроорганизмов разных видов, входящих в состав смешанной популяции. Группа гидролитических или ацидогенных бактерий обеспечивает начальный гидролиз субстрата до низкомолекулярных органических кислот и других соединений, в том числе метана.

Первоочередным этапом разработки природоохранных мероприятий на полигонах ТБО должна стать оценка данных по следующим характеристикам:

· месторасположение полигона ТБО или свалки;

· тип полигона (свалки);

· период эксплуатации;

· виды, характеристики и количество размещенных отходов;

· метод складирования;

· толщина слоев складирования;

· наличие экранов, дренажных и газосборных систем;

· химико-биологические характеристики свалочной массы;

· гидрогеологические условия прилегающих территорий.

В реальных условиях получение большинства из вышеперечисленных данных затруднено из-за полного или частичного отсутствия информации. Информация по несанкционированным свалкам на сегодняшний день может включать только данные о их размере и местонахождении.

В настоящее время в мировой практике наиболее совершенным методом складирования ТБО, позволяющим сократить негативное влияние на окружающую среду, является обустройство «управляемых» полигонов. При выборе участка для складирования отходов учитываются особенности района размещения полигона ТБО: климат, рельеф, геология, гидрологические процессы, водный баланс и др. Подготовка полигона включает в себя уплотнение и гидроизоляцию ложа, устройство дренажной системы для отвода фильтрационных вод, прокладку труб для сбора биогаза. Для управления таким полигоном рекомендуется ряд технологических мероприятий.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-30

Новая Россия в полной мере унаследовала от СССР ресурсно-экологическое неблагополучие в обращении с промышленными и бытовыми отходами, накопление которых приобрело лавинообразный и необратимый характер.

Рябов Юрий Васильевич
известный технолог-обогатитель, старший научный сотрудник, кандидат технических наук. Выпускник Фрейбергской горной академии (Германия).
В институте горно-химического сырья (ГИГХС Минхимпрома СССР) разрабатывал схемы обогащения различных видов горнохимического сырья (фосфатного, серного, борного и др.). Неоднократно оказывал научно-техническое содействие в организации его переработки за рубежом (Сирия, Египет, Тунис, Вьетнам,
Финляндия)

Все отходы, как было показано нами ранее в информационно-аналитических обзорах, представляют собой материальную базу промышленных производств, инновационно-технологический потенциал и в то же время источник медико-экологической опасности для среды обитания. Однако, если сложный поликомпонентный состав различных видов промышленных отходов ГПК, ХМК и ТЭК требует их специального изучения и оценки для выбора направлений и технологий их переработки, то твердые бытовые отходы (ТБО) представляют собой вторичное сырье, готовое к употреблению при условиях изначального сбора и сортировки. Очевидно, что несоблюдение этих условий приводит к необходимости захоронения или утилизации как накапливаемых (текущих) ТБО, так и лежалых. При сложившемся обращении с отходами в значительной мере утрачивается потребительская ценность различных видов вторичного сырья, но не устраняются экологические риски его хранения и процессов утилизации, среди которых преобладает сжигание. В нашей стране сложились устойчивые представления о том, что вовлечению техногенных ресурсов, включая вторичное сырье, в промышленное использование препятствует отсутствие необходимых технологий. К сожалению, новейшие отечественные технологии прикладной академической науки остаются невостребованными бизнесом и органами власти всех уровней.

В Объединенном институте высоких температур РАН только в последние 10–15 лет разработаны инновационные технологии 100%-ной переработки зольных отходов углесжигания на ТЭС, глубокой очистки промстоков различных специализированных предприятий с использованием нового эффективного реагента - флококоагулянта АСР, герметизации и консервирования с его применением лежалых тонкодисперсных отходов, включая высокотоксичные, и т. д. В ОИВТ РАН сосредоточен научно-методический опыт и возможности организации комплексного ресурсно-экологического картирования, изучения и оценки различных видов техногенных ресурсов, в том числе - на содержащиеся в них особо ценные (редкие и благородные) и экологически лимитируемые токсичные компоненты (Be, Hg, As, Cd, Tl и др.).

Портфель российских технологических разработок вполне достаточен для ускоренного программно-целевого решения актуальных задач их реализации в целях очистки территорий землепользования от складируемых отходов производства и потребления и тем самым устранения одной из главных причин эндемической экологически обусловленной заболеваемости и преждевременной смертности населения.
При этом авторы не исключают необходимость привлечения к решению рассматриваемых задач зарубежных технологий и опыта как успешной ликвидации негативных экологических последствий промышленной и бытовой деятельности, так и их предупреждения с использованием наилучших доступных технологий (НДТ). В связи с этим информационной основой нашей публикации явились появившиеся в последнее время материалы специалистов в области организации рециклинга, то есть промышленной переработки и использования вторичного сырья. Подобный сравнительный анализ отечественных и зарубежных разработок представляется необходимым для радикального решения проблемы переработки ТБО в нашей стране.
Пока же из реальных действий стоит отметить только личную инициативу Президента РФ по ликвидации накопленных и брошенных военными на Арктическом побережье свалок металлолома, включая бочки с неиспользованными горюче-смазочными материалами.

Российская панацея: все в землю
Необъятные просторы нашей страны, традиционная специфика менталитета населения, отсутствие необходимой и внятной государственной политики в совершенствовании систем обращения с отходами производства и потребления, включая радикальное совершенствование нормативно-законодательной базы, обусловили преимущественное захоронение ТБО на свалках-полигонах как в СССР, так и в новой России. К середине 90-х годов их количество превысило 35 тысяч. При этом ежегодные объемы ТБО, учтенные при вывозе из городов, составили 35 млн т, то есть 260 кг/чел. в год. Всего на учтенных полигонах и свалках в России сейчас накоплено более 65 млрд м3 ТБО с ежегодными поступлениями с середины 2000-х годов около 200 млн м3 и темпах роста 2% в год, что требует увеличения площадей для захоронения на 2,5–4%.
Согласно оценкам специалистов Минприроды и экологии РФ, в России насчитывается 110 тысяч несанкционированных свалок, учет, оценка и ликвидация которых представляют собой самостоятельную проблему. В период 2011–2014 годов силами Минприроды РФ ликвидировано 54 тысячи таких нелегальных свалок, что явно недостаточно, учитывая непрерывный рост их количества. Согласно оценкам Счетной палаты, количество функционирующих в стране МСЗ и МПЗ должно быть утроено, то есть речь идет о создании индустрии переработки как бытовых, так и промышленных отходов. Поэтому задачи экологизации действующих производств и коммунального хозяйства требуют и их одновременной коммерциализации за счет использования наилучших доступных технологий ликвидации как текущих, так и лежалых отходов.
В советское время существовали организованный сбор и система потребления макулатуры, текстиля, пищевых отходов и металлолома. В настоящее время подобные инициативы принадлежат единичным частным малым эколого-технологическим предприятиям (МЭТП) в некоторых крупных городах (Москва, Чебоксары, Вологда, Мурманск и др.), деятельность которых носит локальный характер и не объединена в какую-либо систему. Более того, в СМИ сложилось необоснованное мнение о неприменимости в российской действительности систем раздельного сбора мусора и переработки бытовых отходов, которое не опровергается должным образом природоохранными органами, в том числе примерами зарубежных промышленно-развитых стран (Германии, Японии, США и др.).

Многие полигоны и свалки ТБО созданы и эксплуатируются без надлежащего контроля муниципальных и природоохранных органов, с серьезными технологическими нарушениями и за пределами сроков эксплуатации, предусмотренных проектами, в том числе в Мурманске, Владимире (до 2000 г.) и других городах. Крупные мегаполисы расширяют зоны вывоза и захоронения своих ТБО за счет соседних административных территорий, тем самым сокращая их рекреационный потенциал. В частности, только вокруг Москвы на сегодняшний день существует более 100 официальных полигонов и свалок (причем только в ближайшем Подмосковье - более 10), а существующие мусоросжигательные заводы не справляются с накопленными объемами ТБО. Объемы ежегодного вывоза ТБО только в Пушкинском районе составляют ≥360 тыс. т. Кроме того, в Московской области необратимо возрастает количество собственных промышленных и бытовых отходов, а также несанкционированных свалок, в том числе обогащенных элементами-токсикантами 1-го класса опасности - ртутью, свинцом, кадмием и другими, а также радиоактивными элементами и высокотоксичной хлорорганикой (ПВХ и др.). Все эти свалки, не оборудованные в соответствии с передовым зарубежным опытом геомембранными системами гидроизоляции, дренажа и аккумуляции сточных вод и биогаза (метана), образующегося за счет разложения биомассы, представляют собой опасные очаги распространения экологического неблагополучия - от химического и бактериального загрязнения окружающей среды и прежде всего грунтовых вод до скоплений бродячих собак, крыс. Кроме того, захороненный мусор склонен к самовозгоранию, ликвидация которого представляется не менее затруднительной, чем пожаров на торфяниках. Создание, обустройство и содержание свалок, а также отводы под них земель тяжелым бременем ложатся как на бюджеты муниципальных образований, так и мегаполисов: захоронение 1 т мусора в развивающихся странах стоит 20–60 долл., а в промышленно развитых обходится еще дороже.
В ОИВТ РАН разработан радикальный способ объемной герметизации полигонов (свалок) ТБО. В этих целях предложено использовать способность нового эффективного алюмосиликатного реагента (АСР) - флококоагулянта - превращаться из золь-раствора в гель и твердый коллоид с полимерно-матричной структурой в течение 1–50 часов. Разработаны технологии непрерывного приготовления АСР и закачки его в тело полигона-свалки ТБО по сети буровых скважин. При этом реагент вытесняет воду из всего объема обработанного им хранилища ТБО благодаря своей большей плотности. Дальнейшее твердение АСР превращает ТБО в монолит, то есть обеспечивает надежную герметизацию полигона-свалки и изолирование его от любых внешних воздействий. Одновременно достигается исключение внутренних возгораний ТБО и каких-либо водных сбросов или фильтратов на рельеф. В ОИВТ создана установка для приготовления АСР и модель-аквариум для наглядной демонстрации процесса объемной герметизации эталона ТБО. Разработка в середине 2000-х годов была предложена для внедрения при обсуждении вариантов обезвреживания городских свалок в Сочи и Кузнецке, где инновационному техническому решению проблемы надежного захоронения ТБО предпочли традиционные инженерно-строительные решения. В настоящее время авторы рекомендуют использовать эти разработки для надежной изоляции от среды обитания полигонов-свалок ТБО в Московском регионе.
В зарубежном мире, в отличие от России, в качестве альтернативы захоронению ТБО широкое распространение получили промышленное мусоросжигание, раздельный сбор, сортировка и переработка городских отходов, то есть их рециклинг. Общее количество таких комплексных термических предприятий в мире составило в 1996 году 2400, а к 2005 году - 2800. Ведущая роль в их создании и техническом совершенствовании принадлежит Германии как лидеру природоохранных технологий (21%) и родине рециклинга, который в 1990-х годах осуществлялся там более чем на 160 заводах. В Японии количество подобных предприятий в те же годы составляло 49. В результате умелого сочетания целенаправленной государственной политики и интересов частных предпринимателей в Японии перерабатывается и уничтожается на МПЗ до 75% ТБО и лишь 25% захоранивается. В Германии и Голландии до 50% ТБО перерабатывается и уничтожается на термических предприятиях, во Франции - 40%, в Испании и США - 30–35%, в Италии, Канаде, Польше - от 10 до 30%. При этом стоимость термической обработки мусора на промышленных предприятиях развивающихся стран составляет 150–200 долл./т, а в промышленно развитых - значительно выше. Тем не менее суммарная экономическая эффективность, а также соответствие национальным и международным требованиям экологической безопасности обусловили преимущественное развитие промышленной мусоропереработки и сжигания относительно уходящего в прошлое захоронения ТБО на полигонах и свалках. Основным принципом глобальной программы ООН провозглашено превентивное «подавление» отходов производства и потребления, включая ТБО и выбросы, путем применения новых технологических процессов, сберегающих природные ресурсы, позволяющих использовать вторичное сырье и материалы и тем самым обеспечивающих ресурсно- и энергосбережение и экологическую безопасность. В соответствии с этой программой Франция и Голландия уменьшили объемы захоронения ТБО в период с 1998 по 2000 год с 50 до 7%, при этом доля мусоросжигания во Франции возрастала с 40 до 65%, а в Голлан-дии - с 10 до 20% при увеличении объемов вторичного использования и переработки (рециклинга) полезных компонентов ТБО с 50 до 70%.

От рудоразборного стола агриколы - к ленточному конвейру
Одной из основных операций в технологиях утилизации твердых бытовых отходов в России и многих странах остается ручная сортировка. Идея этой технологии появилась в свое время при ручной рудоразборке. На рисунке первого признанного европейского геолога, горняка, металлурга Георгия Агриколы показана идея этой технологии: с неподвижного стола, на котором находится рудная масса, одетые в кожаные фартуки средневековые работники отбирают полезные минералы. В лотках полезные и бесполезные компоненты переправляются в деревянные бочки (контейнеры).

Эта технология, рассчитанная на цветовое зрение и резвость сортировщиков (Klauber, нем. - «Крохобор»), осуществлена в настоящее время на движущихся ленточных конвейерах многих мусороперерабатывающих комплексов России (их насчитывается на сегодня свыше 250). Отличие современной сортировочной ленты от гравюры Агриколы заключается только в ее подвижности и в использовании вместо деревянных бадей пластиковых контейнеров. Составляющими элементами при ручной сортировке на неподвижном столе Агриколы или на движущемся со скоростью не более 0,5 м/сек современном конвейере были и остаются визуальная оценка компонентов, их классификация, разделение и выборка.
Несмотря на создание комфортных условий для сортировщиков ТБО, которые позволяют им отбирать и отправлять в контейнеры до полутонны бумаги, до 800 кг стеклотары, 280 кг пластика, 55 кг алюминиевых банок в час, ручная сортировка представляется в известной степени анахронизмом для крупных МПЗ, но незаменима для малых и средних МЭТП. Она позволяет решать две взаимосвязанные задачи - экономическую и экологическую: селективной переработки составляющих ТБО с получением вторичных материалов и изъятия из несортированной массы, подлежащей термической обработке на МСЗ и МПЗ, особо токсичных компонентов, к которым относятся ртуть (люминесцентные лампы), свинец (аккумуляторы), кадмий (аккумуляторы, батарейки и пластмассы) и другие элементы трех классов опасности, а также хлорорганические соединения, в основном связанные с полимерными материалами 1-го класса опасности. Раздельный сбор ТБО по видам от городского населения, учреждений и предприятий давно и широко практикуется в Германии, США, Франции и других промышленно развитых странах, включая бывший СССР, обеспечивая высокое качество получаемых из них материалов. Однако при этом пока в переработку вовлекается не более 15–20% общей массы ТБО. Механизированное обогащение и сортировка ТБО, поступающих на термические предприятия для переработки и сжигания в объемах от 100–250 тыс. т до 0,5–1,0 млн т в год, значительно продуктивнее, но не обеспечивает необходимой чистоты выделяемого вторсырья и, следовательно, качества получаемых из него вторичных материалов. При этом возможны оптимальные варианты сочетания ручной сортировки ТБО (после предварительной сушки) на конвейерной ленте «до печи» с их механизированной сортировкой, и «после печи» для дробления и разделения шлака и золы с выделением фракций черных и цветных металлов.
Предварительная сортировка ТБО с удалением и вывозом на полигоны негорючих материалов уменьшает при их термической обработке выбросы ртути на 76%, мышьяка - на 72%, свинца - на 41%, а КПД сгорания, напротив, повышает на 22%.

Аэросепарация - один из самых дешевых способов сортировки ТБО
Удалось ли человечеству за почти 500 лет придумать что-то, позволяющее уйти от этого трудоемкого, всё еще живущего примитива? Ответ можно считать положительным. Аэросепарация - это разделение бытовых отходов в восходящем потоке воздуха. Существует множество конструкций аэросепараторов, учитывающих морфологию, материальный и гранулометрический состав ТБО.
В легкой фракции аэросепарации большой практический интерес представляет смесь полиэтиленовых (ПЭТ) и полихлорвиниловых (ПВХ) пластиков. Важно это и с экологической точки зрения. Если отправить органическую часть на сжигание, то выделение хлора при сжигании смеси пластиков приведет к превышению его содержания в отходящих газах. Предложен флотационный способ разделения ПЭТ и ПВХ. Измельченная смесь пластиков обрабатывается депрессором quebraccho или arabic gun и при подаче вспенивателя pain oil подается во флотационную камеру. При подаче в камеру воздуха частицы, содержащие ПВХ, всплывают в пену, тем самым отделяясь от ПЭТ. Однако более интересным представляется сухой способ разделения этих пластиков электросепарацией, который технологически и экономически хорошо сочетается с аэросепарацией. Целью этой операции является снижение содержания ПВХ с 0,1 до 0,004%. Измельченная смесь пластиков поступает в трибокамеру, где при взаимном трении частицы ПЭТ и ПВХ получают различные электрические заряды. В электросепараторе EKS фирмы Hamos GmbH (Германия), имеющем два плоских пластинчатых электрода, в поле высокой напряженности положительно заряженные частицы ПЭТ притягиваются к отрицательному электроду, отдают ему свой заряд и выделяются из аппарата в виде готового продукта.

Если сжигать, то как?
Одним из самых древних способов переработки отходов, который используется и сегодня как на бытовом уровне, так и в промышленных масштабах, является их сжигание. Но при сжигании бытовых отходов, содержащих значительное количество полиэтиленовой упаковки, особенно экологически вредной ПВХ, выделяется большое количеств диоксинов и фуранов, являющихся канцерогенами. Бороться с этой опасностью можно, организовав в печи эффективный режим сжигания и установив достаточное количество ступеней очистки отходящих газов. В Европе эта задача, в принципе, решена. В европейском сообществе насчитывается более 400 заводов, сжигающих около 59 млн т ТБО в год, которые вырабатывают 22 млрд кВт/час энергии в год для энергоснабжения самих заводов и городов. При этом решается задача переработки токсичных золошлаков от сжигания ТБО. В 1996 году на 51 мусоросжигательном заводе (МСЗ) в Германии было сожжено 11 млн т ТБО. При этом образовалось до 3 млн т шлакозольных отходов (ШЗО), из которых 70% были подвергнуты обогащению. Эти ШЗО содержали от 50 до 90% минеральных фракций, от 1 до 5% углерода и 9–10% металлов.
Количество МСЗ в Германии возросло с 70 в 2007 году и до 85 в 2013 году, то есть более чем на 20%. Там же используются технологии, альтернативные сжиганию: сортировка, механобиологическая переработка с последующей ферментацией или компостированием биологической части ТБО и т. д. Тем не менее распространено мнение, что сжиганию ТБО нет альтернативы. Частичная замена природного топлива (газа, нефти, угля), содержание в котором вредных примесей выше, чем в ТБО, бытовыми отходами является, по мнению авторов, экологически предпочтительным.
В последние годы в разных странах мира был выполнен большой объем научно-технических исследований и практических работ по созданию теплоэлектростанций, использующих в качестве топлива бытовые отходы. Существуют конструкции камер сгорания, системы очистки отходящих газов, которые позволяют достичь энергетической и экологической эффективности процесса сжигания ТБО и производства из них электро-энергии, не уступающих мировому уровню. Концерн Fisia Babkok Environment GmbH разработал и сдал в эксплуатацию МСЗ производительностью 360 тыс. т ТБО в год. При этом на предприятии обеспечиваются уровни выбросов в атмосферу вредных газов, в том числе диоксинов и фуранов, на порядок ниже ПДК, а извлекаемые из шлаков металлы могут быть реализованы на сумму 4 млн евро в год. Указывается, что удельные капитальные и эксплуатационные затраты с гарантией высоких экологических показателей существенно ниже, чем на действующих установках по переработке ТБО. Концерн готов поставить десятки установок в РФ и организовать утилизацию ТБО.
В России из 35–40 млн т ТБО, образующихся ежегодно, только 4–5% подвергаются переработке. Остальные отправляются на депонирование, проще говоря, - на захоронение, как и в далекие времена. Суммарная мощность семи наиболее крупных российских МСЗ составляет около 1 млн т в год. В Москве три МСЗ, еще четыре более или менее мощных МСЗ работают во Владивостоке, Череповце, Пятигорске и Мурманске.
На ряде МСЗ ТБО подвергаются ручной сортировке на ленточном конвейере, что позволяет, например, на МСЗ № 4 в Москве при переработке 275 тыс. т ТБО получать 10 тыс. т бумаги и картона, 4 тыс. т пластика, 3 тыс. т стекла, 7 тыс. т черных и 1 тыс. т цветных металлов. Отходы после сортировки поступают на сжигание. Образовавшийся после сжигания шлак используется в дорожном строительстве, а зола обрабатывается реагентами-отвердителями, после чего она депонируется. Однако сортировку отходов перед сжиганием используют не все МСЗ. Выделение пластиков из потока перед сжиганием считают невыгодным, так как поступающий на сжигание материал должен иметь определенную калорийность, чтобы производство пара и электроэнергии было экономичным.
При этом получается так, что мусоросжигательные заводы, предназначенные для решения экологических проблем, в то же время сжигают пластики, включая ПВХ, которые являются основным источником высокотоксичных диоксинов и фуранов. Многие МСЗ находятся в длительной эксплуатации и используют устаревшие технологии, особенно ущербные с точки зрения очистки отходящих газов. В качестве положительного примера решения проблемы снижения концентрации вредных веществ в отходящих после сжигания газов можно привести МСЗ № 3 в Москве. Завод был сдан в эксплуатацию в 1984 году. В 2012 году он был реконструирован при участии инвестора - австрийского концерна ENV AG - для достижения производительности 360 тыс. т ТБО в год. Благодаря использованию топочной камеры новой конструкции удалось обеспечить практически полное сгорание отходов с недожогом не более 1%. Трехступенчатая очистка дымовых газов обеспечивает уровень концентрации загрязняющих веществ менее 60% от ПДК, а содержание особо вредных диоксинов и фуранов не превышает 45% от ПДК. Магнитная сепарация золошлаковых отходов обеспечивает получение до 5 тыс. т черного металла, реализация которого пополняет доход завода.
Несмотря на заверения сторонников технологии сжигания бытовых отходов в ее экологичности, в стране существует широкое общественное движение против строительства МСЗ в Москве, Санкт-Петербурге и в других населенных пунктах. Дело доходит до того, что протестующие приковывают себя цепями к ограде мест, где планируется возведение таких, с точки зрения жителей, губительных для человека производств.
Изначально мусоросжигание рассматривалось как альтернатива захоронению ТБО. В бывшем СССР действовало 10 МСЗ, в том числе - 3 в Москве и по одному - в Мурманске, Нижнем Новгороде, Владивостоке, Череповце и других городах. Все они оказались энергоемкими и не производящими никакой продукции, кроме пара за счет тепловой энергии, то есть убыточными и дотационными. Стоимость утилизации на МСЗ 1 т ТБО составляет сейчас 220–240 руб./т, что дороже всех остальных способов переработки, и тем более - захоронения мусора. В настоящее время эти МСЗ либо остановлены и реконструируются в мусороперерабатывающие заводы - МПЗ (Москва), либо продолжают работать по прежней схеме (Мурманск), представляя собой в отличие от свалок активные и экологически опасные источники загрязнения окружающей среды. Мусоросжигательные заводы были построены в начале 1980-х годов. Их оборудование, преимущественно чешское (фирмы «Дукла»), морально и технологически устарело и не обеспечивает как высокую температуру сжигания мусора (более 1300 ˚С), необходимую для разложения высокотоксичной органики (диоксинов, фуранов и др.), так и многостадийную очистку отходящих газов (6 тыс. м3 на 1 т ТБО), принятую в настоящее время за рубежом. У нас мусоросжигание происходит в одну стадию, за рубежом - в 5–6. Нормирование выбросов на российских МСЗ производится по ограниченному количеству ингредиентов загрязнения.

Результаты специальных исследований СЗ НТЦ «Экология и ресурсы» деятельности Мурманского завода ТО ТБО в 1997–98 годах свидетельствуют о комплексном и крайне опасном воздействии предприятия на окружающую среду в Северном районе Мурманска, занимающем порядка 30% площади города. В зольных уносах, шлаках и лежалых шлакозольных отходах обнаружены высокие концентрации целого ряда тяжелых металлов всех трех классов опасности, причем наиболее значительные превышения над ПДК, нормированными для почв, установлены для свинца и цинка (до 100–150 раз), кадмия (100–1300 раз), сурьмы, меди, хрома (от 3 до 30 раз) и ванадия (1,3–7 раз). Относительно общесанитарного показателя вредности эти концентрации превышают нормативы по меди в 200–300 раз, по цинку и свинцу в 80–100 раз, по ванадию в 1,3–6,7 раза. В сточных водах МСЗ после промывки шлака установлены превышения ПДК для хозяйственно-бытовой канализации концентрациями Cr, Ni, Cu, нефтепродуктов, фенолов, диоксида азота, хлора и сульфат-иона. Как известно, присутствие фенолов и хлора в сточных водах обусловливает образование в них диоксинов, прежде всего характерных для газопылевых выбросов МСЗ, где их концентратором является летучая зола. В промывочных водах Мурманского завода ТО ТБО были установлены концентрации ртути, превышающие ПДК в 8 раз, кадмия и свинца в 2–4 раза, цинка и меди в 148–165 раз, железа, никеля и кобальта в 5–10 раз.
В течение десятилетий Мурманский завод ТО ТБО, сжигавший ежегодно 100 тыс. т ТБО, помимо загрязнения атмосферного воздуха в городе, практиковал отсыпку шлакозольными смесями различных стройплощадок и прежде всего гаражей, официальный вывоз этих смесей на городскую свалку и, наконец, несанкционированный вывоз в зеленую зону с отсыпкой в верховьях малых рек, дренирующих городскую застройку и впадающих в Кольский залив. Неоднократные попытки администрации г. Мурманска, продавшей в свое время свою долю акций частным владельцам завода, приостановить его экологически опасную деятельность, встречали сопротивление хозяев предприятия и лавинообразный рост числа несанкционированных свалок.

Рециклинг ТБО за рубежом и в России
Согласно зарубежному опыту, не менее 25–30% мусора в случае его предварительной сортировки подлежат рециклингу, то есть вторичной переработке с получением различных ценных материалов и изделий. Так, например, переработка 1 т макулатуры экономит 3,5 м3 древесины, 6,3–14,6 ГДж тепла, 300–800 кВт/час электроэнергии и уменьшает загрязнение окружающей среды. В Германии девиз «Здесь благодарят за мусор» стал одним из стимулов замены природной древесины, импортируемой из Скандинавии, вторичным упаковочным сырьем. Там же для ежегодного производства 10 млрд упаковочных пакетов расходуется более 0,2 млн т картонного материала, то есть по 2,5 кг на каждого жителя. В течение двух лет после постановления правительства об упаковке из вторсырья вывоз мусора на свалки сократился на 15%. На сортировочной ленте выбирается до 95% картонной упаковки. Предприятия по утилизации вторсырья оснащаются компьютерами, инфракрасными определителями металла, вибросепараторами и другими механическими, оптическими и электронными приборами.
В России объемы ШЗО мусоросжигательных заводов составляют порядка 30% от исходной массы ТБО. Согласно расчетам по результатам опытного фракционирования ШЗО на московских МСЗ, за счет переработки всего объема ТБО (2,5 млн т/год) может быть получено: стеклокерамической массы - 123,7 тыс. т, железного лома - 33 тыс. т, алюминия - 3,95 тыс. т, меди -
1,7 тыс. т, магнитного и шлакового песка - 371,2 тыс. т. Концентрат тяжелых металлов содержит 37% меди, 12,6% цинка, 4,3% свинца и соответствует по качеству вторсырью меди класса Г сорта 1 (ГОСТ 1639-78). Содержание алюминия в легкой фракции (после додрабливания) составляет 50–60%, что соответствует требованиям того же ГОСТа к сырью для производства вторичного алюминия. Все операции по переработке ШЗО выполняются на простом оборудовании (пресс для лома черных металлов, дробилка, виброгрохот, магнитный сепаратор, отсадочная машина). В результате исключается необходимость вывоза, складирования или захоронения объемных шлакозольных отходов, создается еще одно направление малого экологического предпринимательства и соблюдаются требования экологической и санитарной безопасности в обращении с отходами МСЗ и МПЗ.
Следует отметить, что все отечественные разработки промышленной технологии переработки мусора, предложенные в последние 25 лет, остались нереализованными. В известной степени это было обусловлено заимствованием разработчиками технологий мусоросжигания из собственной сферы деятельности - металлургической (домна), энергетической (котел электростанций), оборонной и других, не учитывающих специфику термообработки ТБО и не подтвержденных пока экспериментально. С другой стороны, при использовании зарубежных технологий не учитывалась специфика состава и состояния российских ТБО, которые существенно отличаются от западных стандартов несортированностью, высокой влажностью, низкой теплопроводностью, высокой зольностью (до 30%) и т. д. Нередко согласие западных партнеров предоставить кредиты на создание МПЗ в России сопровождалось условиями ввоза и сжигания на них зарубежных отходов. Отечественные проекты строительства предприятий по переработке мусора предусматривают окупаемость затрат в течение 3,5–5 лет при удельном показателе капиталовложений на 1 тонну ТБО около 190,3 долл. За рубежом этот показатель значительно выше: в Нидерландах - 417 долл., в США - 450 долл., в Германии - 715 долл. Стоимость западных проектов МПЗ, как правило, превышает финансовые возможности регионов России за исключением Москвы, где создана городская сеть мусороперегрузочных станций; с использованием зарубежных технологий и техники осуществляется прессование мусора в брикеты, что позволяет уменьшать объем вывозимых на загородные свалки (в Икшу, Хметьево и др.) ТБО до четырех раз, обеспечивать максимальную загрузку мусоропроводов и тем самым экономить средства на автотранспорте и объемах захоронения мусора.
С целью реализации такой политики в Москве были созданы ГУП «Экопром» и МГУП «Промотходы», причем последнее объединило в Ассоциацию «Вторэкоиндустрия» 16 коммерческих организаций, занятых селективным сбором и переработкой вторсырья, преимущественно промышленных предприятий и нежилого сектора с использованием отечественных технологий и оборудования. Особое внимание уделяется восстановлению утраченного в 1990-х годах рынка сбора и вторичного использования макулатуры. Заготовки ее в Москве для вторичного использования тогда составляли 350 тыс. т, в Московской области -75 тыс. т. Эта макулатура вывозилась для переработки в города Ступино и Серпухов на бумажные фабрики (2–4%), а остальной объем - в Ленинград, Рязань, Муром и другие города из-за отсутствия подобных производств в Москве. На 52 предприятиях с использованием макулатуры (от 20 до 100% загрузки) производилось 50 видов бумаги и картона. Как известно, целевой сбор макулатуры был организован централизованно по всей стране.
В 2000-е годы в Москве был создан целый ряд частных фирм по переработке вторичного сырья: макулатуры, ртутных ламп, свинцовых аккумуляторов, гальваношламов и гальваностоков, автомобильных шин и др. Кроме того, на городских стройплощадках и несанкционированных свалках обнаруживаются многочисленные участки радиоактивного загрязнения: ежегодно НПО «Радон» выявляет 10–15 таких участков при рытье котлованов по всему городу.
Несмотря на солидные капиталовложения (сотни млн долл.) в строительство и реконструкцию объектов по утилизации и переработке мусора в Москве, до сих пор на полигоны и свалки Московской области приходится вывозить и захоранивать до 90% городских отходов. Проблема усугубляется ежегодным образованием в Москве еще 6 млн т промышленных отходов и более 1 млн т иловых осадков очистных сооружений, загрязненных тяжелыми металлами и токсичной органикой, накопление которых составляет десятки миллионов кубических метров.
В ограниченных объемах (до 10%) переработка ТБО осуществляется в Нижнем Новгороде, Уфе и Санкт-Петербурге. Примечательно, что в последнем случае используется биотермическая технология, в основу которой заложен принцип превращения органической части ТБО, составляющей порядка 40–50% (пищевые отходы, древесина, макулатура и др.), в компост с удалением, пиролизной обработкой и захоронением некомпостируемых составляющих. Однако высокие содержания в компосте неустраняемых тяжелых металлов и других токсикантов резко ограничили возможности сельскохозяйственного использования такого компоста, так же как и иловых осадков городских очистных сооружений.
Согласно богатому зарубежному опыту и отечественным разработкам энтузиастов, любая биомасса при определенных условиях может быть переработана в биогаз (метан), который в изобилии выделяется при разложении ТБО на полигонах и свалках, при складировании компоста и навоза и т. д. Биогаз может быть получен как на малогабаритных установках для автономного тепло- и энергосбережения в городских и сельских условиях, так и на крупных заводах, расположенных на полигонах и свалках ТБО. Мировым лидером в создании и широком использовании биоэнергетических установок является Китай, где работает около 5 млн домашних биогазовых установок, производящих более 1 млрд м3 газа в год для 20 млн человек. До 0,5 млн биоэнергетических установок (БЭУ) используется в Индии, сотнями исчисляется их количество в Японии, странах Европы и Америки.
В США более 30 крупных заводов извлекают метан из продуктов разложения городских свалок.

В нашей стране ежегодно образуется до 500 млн т органических отходов (по сухому веществу), что эквивалентно по энергосодержанию 100 млн т условного топлива. Впервые, еще в 1940–1950 годах в СССР были высказаны идеи биотехнологической переработки органических отходов, однако до недавнего времени работала только одна подобная установка на Октябрьской птицефабрике в Подмосковье, а вторая испытывалась на птицефабрике во Владимирской области. Затем центр «ЭкоРос» сконструировал две серийные биогазовые установки: ИБГУ-1 для крестьянской усадьбы и БИОЭН-1 для фермерского хозяйства. Их испытания и эксплуатация доказали тройной эффект: экологический (уничтожение отходов биомассы), энергетический (производство метана) и экономический (производство нетрадиционных, экологически безопасных и высокоэффективных удобрений из остатков перерабатываемой биомассы). По эффективности 1 т новых удобрений эквивалентна 60 т навоза. Годовая производительность БЭУ как фабрики удобрений достигает 70 т при расходе 1 т на гектар земельных угодий. Первые 65 БЭУ усадебного типа выпустили заводы в Туле и Кемеровской области. Потребность в усадебных БЭУ определена на ближайшие 5 лет в 50 тыс. шт. при стоимости 20 тыс. рублей. Заказы на российские установки поступили из Казахстана и Белоруссии, ЮАР, Объединенных Арабских Эмиратов, Дании, Финляндии и даже Китая - ведущего в мире производителя биогаза.

Опытные пиролизные установки для переработки различных видов биомассы, включая древесину, созданы в Канаде, Италии, Испании, Финляндии, Нидерландах, США и Греции, а исследователи и их создатели объединены в Пиролизную сеть - Pyroysis NetWork (PyNe), работы которой финансируются Европейской комиссией. Наиболее «продвинутыми» являются канадские установки фирмы Ensyn, используемые также в США и Великобритании. Пиролиз биомассы, в том числе специально выращиваемой древесины, рассматривается в качестве одного из приоритетных направлений энергетики в европейских странах.

Есть ли перспектива использования "мокрых" способов переработки ТБО?
В Интернете появилось сообщение о радикальной смене направления в утилизации отходов в сторону использования гидросепарации. Известно также, что в Пятигорске обсуждались варианты реконструкции действующего МСЗ. Компания Niagara Traiding Co. Ltd предложила гидротермический способ переработки ТБО Waste Away. Мусор превращается в гомогенный, биологически стабильный материал, так называемый пух. Он прессуется и может быть использован в качестве альтернативного топлива, удобрения или в строительстве. Этот способ является практически безотходным. Однако руководство города, избегая риска, поскольку способ Waste Away пока не имеет широкого распространения, приняло решение в пользу технологии сжигания, предложенную компанией CNIM. В Интернете есть сообщения о том, что власти отказываются от строительства заводов для сжигания бытовых отходов. Нет уверенности в том, что сооружение новых МСЗ в Москве и других регионах РФ состоится. В качестве альтернативы называются гидравлические способы переработки ТБО, хотя детали этих способов не уточняются.
На наш взгляд, одним из таких альтернативных сжиганию способов может быть технология механобиологической переработки ТБО (МБП ТБО), разработанная фирмой Hese GmbH (Германия). Технология осуществляется в нескольких связанных между собой модулях. В голове процесса стоит модуль «Обогащение», задачей которого является выделение из ТБО металлов, инертных материалов (камней, керамики и др.), а также биологической части для производства альтернативного топлива и сырого субстрата для получения окатышей или направления в модуль компостирования или ферментации.
Основой присутствующего во всех вариантах комбинаций модуля «Обогащение» является каскадная мельница. В мельнице осуществляется измельчение ТБО металлическими шарами. Максимальный размер предметов и кусков ТБО, входящих в мельницу, определяется диаметром горловины (1 м). Предметы крупнее 1 м удаляются перед входом в мельницу. Попадающие между шарами фольга, органика, бумага, картон, пищевые отходы измельчаются до крупности 10–40 мм. Биологические компоненты раздавливаются, в то время как металлические предметы, батарейки, пластиковые бутылки только деформируются. Органические компоненты (пищевые отходы), содержание которых составляет чуть более 5%, измельчаются до 25–40 мм. При этом выход фракций от 0 до 10 мм составляет 80–85%. Эти фракции, измельченные и дезинтегрированные, насыщаются кислородом, что способствует их последующей ферментации или компостированию. На выходе из каскадной мельницы имеется бутара (барабанное сито), в которой и осуществляется выделение тонко измельченной биологической фазы. Фракция крупнее 40 мм после бутары подвергается магнитной сепарации для выделения черных металлов и затем извлечению цветных металлов в электродинамическом сепараторе. Фракция мельче 3–8 мм имеет повышенную влажность, что весьма благоприятно для последующих процессов ферментации или компостирования. При производительности установки 120 тыс. т ТБО, при трехсменной работе, за 250 рабочих дней установка обеспечивает получение: 6 тыс. т железосодержащих продуктов, 0,4 тыс. т цветных металлов, 14 тыс. т топливозаменителя EBS 1 (cодержит вязкие пластики); 65 тыс. т топливозаменителя EBS, 2,29 тыс. т мелкого продукта (<5 мм) для биологической переработки, 5 тыс. т инертных материалов. Это означает, что технология механобиологической переработки обеспечивает более чем 90%-ное использование бытовых отходов!
Вышеизложенные материалы свидетельствуют о необходимости программно-целевого решения проблемы вовлечения в переработку в масштабах всей России промышленных и бытовых отходов с созданием новой индустриальной отрасли. Не только Арктика и ближний космос нуждаются в «зачистке» в соответствии с инициативами президента страны и академиков. Прежде всего в этот процесс должны быть вовлечены моногорода и густонаселенные территории, где переработка отходов способна активизировать инновационно-технологический потенциал, обеспечить занятость населения, повысить его социально-экономический статус и снизить уровни экологически обусловленной заболеваемости.
Что для этого необходимо? Прежде всего - политическая воля в совершенствовании существующей нормативно-законодательной базы и проявление инициатив в организационно-финансовой поддержке научных и техноэкологических разработок и программ на федеральном, региональном и муниципальном уровнях. В этих целях представляется целесообразным проведение в 2016 году парламентских слушаний в Госдуме РФ и затем специальных территориальных конференций. В результате может быть создана технологическая платформа будущей программы действий и сформирован Межрегиональный координационный совет (МКС). Рекомендуемая организация корпоративного взаимодействия специалистов-экологов, технологов и экономистов РАН, вузов и предприятий, имеющих прямое отношение к рассматриваемой проблеме и тем самым уже участвующих в ее решении, способна, со своей стороны, обеспечить реализацию государственных инициатив, вплоть до создания сетевых структур научно-производственного государственно-частного партнерства.
Со своей стороны редакция журнала «Редкие земли» выражает готовность оказывать информационную поддержку, включая обмен организационно-технологическим опытом между действующими крупными и малыми предприятиями, занятыми утилизацией и переработкой отходов, в первую очередь на территориях Москвы и Московской области при содействии МПР и экологии и Минпромторга РФ.

Схема рентгеновского сепаратора фирмы Mogensen (Германия)

Примером использования рентгеновской сортировки твердых бытовых отходов является схема, предложенная немецкими фирмами Mogensen и CommoDas. Принцип действия сепаратора фирмы Mogensen основан на использовании облучения рентгеновскими лучами движущегося на конвейерной ленте материала, выделенного после аэросепарации ТБО. При прохождении рентгеновских лучей через куски материала наблюдается эффект их ослабления, который зависит от атомного строения и плотности материала.
В пробах тяжелой фракции аэросепарации крупностью 30–60 мм различимы органические и неорганические компоненты. Преимущество этого способа, например, перед сепаратором, работающим в ближней инфракрасной области спектра, заключается в том, что критерием разделения является плотность материала. Этот критерий не зависит ни от размера частиц, ни от их формы, веса и цвета поверхности. Такая тонкость восприятия недоступна человеческому глазу.
Согласно схеме, сепарируемый материал из бункера-питателя 1 поступает на транспортирующий лоток 2, который дозирует материал и подает на стол 3, на котором осуществляется разобщение частиц и образование монослоя. Из источника 4 происходит облучение движущегося материала в диапазоне угла 80˚. Интенсивность прошедших через материал лучей измеряется двумя быстрострочными сенсорами с различной спектральностью. Специально разработанные для Mogensen однострочные сенсоры, которые при разрешении 0,8 мм и глубине обработки в 10 бит соответствуют скорости и разрешению однострочной камеры CCD при сортировке по цвету. Классификация частиц осуществляется устройством обработки данных с помощью ЭВМ 6 в течение нескольких миллисекунд. По результатам сверхскоростного анализа принадлежности частиц к тому или иному сорту ЭВМ передает команду на устройство 7, оснащенное быстродействующими пневматическими клапанами, являющимися аналогом руки рудоразборщика с гравюры Агриколы.
Струи сжатого воздуха отдувают частицы органического и неорганического состава в отсек 8 с двумя контейнерами. Фирмой Mogensen выпускаются сепараторы двух типов: AR 1200
и AQ 1100, имеющие производительность по твердым бытовым отходам от 5 до 20 м³/час. Расход электроэнергии составляет 7,5 квт/час. При обогащении твердых бытовых отходов
получают органическую фракцию, которая может быть использована в качестве альтернативного топлива, и неорганическую, содержащую менее 5% органики, которая может быть
направлена на депонирование. Сепаратор оснащен защитой от облучения, и уровень излучения находится значительно ниже допустимой дозы радиации.

Литература
1. Делицын Л.М., Власов А.С. Иммобилизация конденсированных вредных промышленных веществ. В сб. Техногенные ресурсы и инновации в техноэкологии. Под ред. Е.М. Шелкова и Г.Б. Мелентьева. – М: ОИВТ РАН, 2008. – С. 352.
2. Малышевский А.Ф. Обоснование выбора оптимального способа обезвреживания твердых бытовых отходов жилого фонда в городах России. Министерство природных ресурсов РФ, 2012 г. 3. Мелентьев Г.Б. Создание индустрии переработки возобновляемых техногенных ресурсов и инновационная техноэкология как альтернатива экстенсивному недропользованию. В сб. Север и рынок. – Апатиты: КНЦ РАН, 2007. С. 178-184.
4. Мелентьев Г.Б. Техногенный потенциал: в ожидании промышленного освоения. В ж. Редкие земли, вып. 3, 2014. С. 132–141.
5. Мелентьев Г.Б., Шуленина З.М., Делицын Л.М., Попова М.Н., Крашенинников О.Н. Промышленные и бытовые отходы: инновационная политика и научно-производственное предпринимательство как средства решения проблемы. В ж. Экология промышленного производства, вып. 4, 2003 (ч. 1). С. 43–54; вып. 1, 2004 (ч. 2). С. 41–51.
6. Шубов Л.Я., Ставровский М.Е., Шехирев Д.В. Технология отходов мегаполиса. Технологические процессы в сервисе, 2002, Москва.
7. W.L. Kaltentindt, W.L. Dalmijin. Improved Separation of Plastics by Flotation Using a Combined Treatment. Freiberger Forschungshefte, A 850, 1999, Sortierung der Abfaelle und mineralischen Rohstoffe, Technische Uni Bergakademie Freiberg, s. 132–141.
8. P. Koch Die Rolle der Zerkleinerung in Anlagen zur mechanisch- biologischen Abfallbehandlung von Hausmuell (MBA). Aufbereitungs Technik, 4, 2002/43. Jahrgang, s. 25-32.
9. P. Koch, W. Weining, B. Pickert Haus- und Restmuellbehandlung mit dem modularen Hese – MBA – Verfahren, Aufbereitungs Terchnik, 6, 2001/42. Jahrgang, s. 284–296.
10. R. Meier – Staude, R. Koehlechner «Elektrostatische Trennung von Leiter-/Nichtleitergemischen in der betrieblichen Praxis». Aufbereitungs Technik, 3, 2000/41. Jahrgang, s. 118–124. 11. G. Nimmel Aerostrommsortierung bei der Restabfallaufbereitung. Aufbereitungs Technik, 4, 2006/47. Jahrgang, s. 16–28.
12. T. Nisters. Ersatzstoffherstellung mit NIR – Technologie. Aufbereitungs Technik, 12, 2006/47. Jahrgang, s. 28 – 34.
13. T. Petz, Ja. Meier – Kortwig Aufbereitung von Muellverbrennungsaschen unter besonderer Beruecksichtigung der Metallrueckgewinnung. Aufbereitungs Technik, 3< 2000/41. Jahrgang, s. 124–132
14. A. Trogl. Was waere die Entsorgungswirtschaft ohne die Abfallverbrennung?. Aufbereitungs Technik, 5, 2007/48. Jahrgang, s. 4–13.
15. E. Zeiger Sortierung verschiedener Abfallstroeme mit Mogensen – Roentgen – Sortiertechnik. Aufbereitungs Technik, Nr.3, 2006, 47. Jahrgang, s. 16–23.

ТЕКСТ: Ю.В. Рябов, Г.Б.Мелентьев, Л.М. Делицын
Объединенный институт высоких температур РАН

1. Состав полигона

Полигон захоронения ТБО - это комплекс природоохранных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания твердых бытовых отходов, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

Полигон для твердых бытовых отходов в общем случае состоит из следующих частей:

Подъездная дорога, по которой осуществляются подвоз ТБО и обратное движение порожних мусоровозов;

Хозяйственная зона, предназначенная для организации эксплуатации полигона;

Участок складирования ТБО, где размещаются и захораниваются отходы; участок складирования соединяется с хозяйственной зоной временной внутриплощадочной дорогой;

Линия электроснабжения от внешних электрических сетей.

Массив отходов полигона ограничен системами инженерных сооружений: верхним окончательным покрытием и противофильтрационным экраном для управления эмиссией полигона - сокращения неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

2. Требования к месту размещения полигона

Выбор участка для полигона ТБО осуществляется на основании функционального зонирования территории и градостроительных решений; последние выполняются в соответствии со СНиП. Полигоны размещаются за пределами жилой зоны и на обособленных территориях с обеспечением размеров санитарно-защитной зоны.

Размещение полигонов не допускается:

На территории I, II и III поясов зон санитарной охраны водоисточников и минеральных источников;

Во всех поясах зоны санитарной охраны курортов;

В зонах массового загородного отдыха населения и на территории лечебно-оздоровительных учреждений;

В рекреационных зонах;

В местах выклинивания водоносных горизонтов;

В границах установленных водоохранных зон открытых водоемов.

Не допускается размещение полигонов на заболачиваемых и подтопляемых территориях. Перспективными для размещения полигонов являются участки, где в основании выявлены глины или тяжелые суглинки, а грунтовые воды залегают на глубине не менее 2 м. При этом грунты основания должны иметь коэффициент фильтрации не более 10 см/с (0,0086 м/сут.).

Выбранный участок для устройства полигона должен иметь санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии его санитарным правилам.

3. Защита основания участка складирования ТБО

При грунтах основания с коэффициентом фильтрации более 10 см/с необходимо предусматривать следующие противофильтрационные экраны:

1) глиняный экран однослойный толщиной не менее 0,5 м. Исходная глина ненарушенной структуры должна иметь коэффициент фильтрации не выше 0,001 м/сут. Поверх экрана укладывается защитный слой из местного грунта толщиной 0,2... 0,3 м;

2) грунтобитумный экран, обработанный органическими вяжущими веществами или отходами нефтеперерабатывающей промышленности толщиной от 0,2 до 0,4 м с одной стороны или двойной пропиткой битумной эмульсией в зависимости от состава отходов и климатических условий;

3) экран двухслойный из латекса. Экран состоит из планировочного подстилающего слоя толщиной 0,3 м, слоя латекса, промежуточного слоя из песчаного грунта высотой 0,4 м, второго слоя латекса и защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м;

4) экран из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, двухслойный. Двухслойный экран состоит из подстилающего слоя - глинистого грунта толщиной не менее 0,2 м, двух слоев полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленки устраивается дренажный слой из крупнозернистого песка толщиной 0,4 м. На верхний слой пленки укладывается защитный слой (толщиной 0,5 м) песчаного грунта с частицами максимальной крупности до 5 мм. Допускается применение однослойных искусственных экранов без дренажа фильтрата при благоприятных гидрогеологических условиях участка складирования: уровень грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт; наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более 10 см/с и мощностью не менее 6 м.

Дренажный слой предусматривается для аварийных ситуаций и контроля выхода фильтрата.

5) экран из бентомата марки SS100. Грунт, на который укладывается материал, должен быть утрамбован с коэффициентом уплотнения не менее 0,9. В основании не должно быть корней растений, камней и других предметов, которые могут механически повредить материал. Все неровности в основании размером более 12 мм должны быть выровнены. Количество материала, укладываемое на объекте ежедневно, должно быть таким, которое можно закрыть в день укладки защитным слоем грунта. В виде исключения допускается движение колесной машины по уложенным матам, избегая механических воздействий на материал при резких остановках. Бентомат защищен слоем мелкозернистого грунта толщиной слоя 300 мм. Полотнища бентомата шириной 5 и длиной 40 м укладываются внахлест на величину не менее 150 мм. Для обеспечения дополнительной надежности между уложенными внахлест кромками засыпают гранулы бентонита в количестве 0,4 кг/погонный метр.

4. Дренажная система

Дренажная система предназначается для сбора и отвода фильтрата. Одна из конструкций дренажной системы представляет собой следующее. На слой нетканого текстиля над полимерным полотном наносится материал с небольшим содержанием извести размером частиц 16... 32 мм и коэффициентом фильтрации более 10 м/с, выполняющий роль обратного фильтра. Толщина слоя составляет не менее 50 см.

В зоне расположения труб для отвода фильтрата толщина слоя увеличивается до 105 см (три диаметра трубы для отвода фильтрата). Этим гарантируется достаточная защита трубы.

Обратный фильтр насыпается у начала и с помощью легкого оборудования распределяется по защитному полотну. Трубы прокладываются прямолинейно с упорным углом в 120°.

Для обеспечения отвода фильтрата со всей площади обратный фильтр имеет уклон более 3% в направлении труб для сбора фильтрата. Максимальная длина стекания фильтрата с поверхностного фильтра составляет 15 м. Из этого следует, что максимальное расстояние между сборниками фильтрата составляет 30 м.

Сбор фильтрата происходит в самой низкой точке полигона с помощью PEHD труб (по российской классификации - из полиэтиленовых труб ПЭ 80 SDR технических по ГОСТ 18599-2001).

Дренажные трубы выполняются с перфорацией (прорезями) поперек оси трубы на 2/3 периметра трубы. Площадь прорезей должна составлять минимум 5% внешней поверхности дренажных труб. Ширина прорези составляет 12 мм, длина прорези 60 мм, что защищает их от забивания при использовании обратного фильтра с размером частиц 16... 32 мм. Концы труб при прохождении труб через ограждающую насыпь не перфорируются.

В направлении течения фильтрата дренажные трубы проходят через ограждающую насыпь полигона и защитный слой на откосе и входят в канализационные колодцы, расположенные вне поля полигона.

На противоположном откосе дренажные трубы выводятся по полимерному слою вверх из участка складирования для контроля и мойки. На краю откоса дренажные трубы заканчиваются. Они закрываются воздухонепроницаемым колпаком, демонтируемым для проведения технической ревизии. С помощью такой конструкции возможен проход к сборникам фильтрата с двух сторон, а также имеется возможность промывки и использования мобильной камеры.

В районе прокладки дренажных труб через ограждающую насыпь должны быть использованы контролируемые трубы (система труба-в-трубе). Опора трубы в месте прохождения через насыпь должна быть выполнена таким образом, чтобы в этом месте не возникал натек воды.

После выведения дренажных труб с участка складирования в канализационных колодцах они объединяются в общую (канализационную) трубу с отводом в сборник фильтрата.

При необходимости (по высотным условиям местности) может быть устроена насосная станция, в которую собирается фильтрат. Из насосной станции фильтрат закачивается в сборник.

Собранный канализационной системой фильтрат может быть удален с помощью насосной станции на районные очистные сооружения. Часть фильтрата с помощью насосной станции может быть подана на участок складирования для увлажнения ТБО в пожароопасный период.

5. Хозяйственная зона

5.1. Состав сооружений

На территории хоззоны размещаются:

Административно-бытовой корпус (АБК);

Контрольно-пропускной пункт (КПП) совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля;

Весовая;

Гараж и площадки с навесами и мастерскими для стоянки и ремонта машин и механизмов;

Склад горюче-смазочных материалов;

Склады для хранения энергоресурсов, строительных материалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.;

Объекты электроснабжения;

Мойка мусоровозов;

Противопожарные емкости;

Дезинфицирующие ванны;

Очистные сооружения мойки мусоровозов;

Канализационная насосная станция.

В здании АБК находятся социальные помещения для работников (раздевалки, туалеты, душевые), комната отдыха, столовая, комната охраны.

Территория хозяйственной зоны должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона.

На крупных полигонах, принимающих свыше 360 тыс. куб. м/год ТБО и рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, техническое водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, размещаемых на территории хоззоны. Питьевая вода должна быть привозной.

На меньших полигонах, рассчитанных на срок эксплуатации менее 15 лет, по согласованию с органами Роспотребнадзора и местными коммунальными органами техническое водоснабжение обеспечивается привозной водой.

Удаление стоков осуществляется с использованием:

Городской системы канализации (при наличии канализационного коллектора на экономически оправданном расстоянии);

Контрольно-регулирующего пруда;

Пруда-испарителя.

Площадь пруда-испарителя определяется из расчетного стока ливневых вод с площади полигона.

Вблизи хозяйственной зоны устраивается площадка для стоянки легковых машин работников полигона.

Число машино-мест на 100 работающих в 2 смежных сменах составляет 7... 10. Это число должно корректироваться в соответствии с уровнем автомобилизации.

Территория хозяйственной зоны снабжается ливневой канализацией со сбросом стоков в общую канализационную сеть.

Канализация АБК проектируется со сбором стоков в септиках, из которых организуется вывоз на городские (районные) очистные сооружения.

5.2. Основные параметры сооружений.

На выезде с полигона должна быть контрольно-дезинфицирующая зона с устройством железобетонной ванны длиной 8 м, глубиной 0,3 м и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна заполняется трехпроцентным раствором лизола и опилками.

Расход воды на наружное пожаротушение составляет 10 л/с. Сборный железобетонный резервуар или пруд для пожаротушения проектируется емкостью не менее 50 куб. м и определяется местными условиями.

По периметру всей территории полигона ТБО проектируется ограждение. Ограждение могут заменять: осушительная траншея глубиной более 2 м, вал высотой более 3 м. В ограде полигона у здания АБК проектируются ворота или шлагбаум.

Водоотводные (нагорные) канавы рассчитываются на отвод стока с участков, расположенных выше полигона.

Наружное освещение по постоянной схеме предусматривается только для хозяйственной зоны, суточные карты освещаются по временной схеме.

Минимальная освещенность рабочих (суточных) карт принимается 5 лк.

6. Эксплуатация полигона

6.1. Основные технологические операции.

На полигоне выполняются следующие основные виды работ: прием, складирование и изоляция ТБО.

Учет принимаемых ТБО ведется по объему в неуплотненном состоянии. Отметка о принятом количестве ТБО делается в журнале регистрации ТБО.

Категорически запрещается вывоз на полигоны отходов, пригодных к использованию в народном хозяйстве в качестве вторичных ресурсов, а также токсичных, радиоактивных и биологически опасных отходов.

Организация работ на полигоне определяется технологической схемой эксплуатации полигона, разрабатываемой в составе проекта. Основным документом планирования работ является график эксплуатации, составляемый на год. Планируется помесячно: количество принимаемых ТБО с указанием N карт, на которые складируются отходы, разработка грунта для изоляции ТБО.

Организация работ на полигоне должна обеспечивать охрану окружающей среды, максимальную производительность средств механизации и технику безопасности.

6.2. Контроль доставленных ТБО.

Эксплуатация полигона, утилизация отходов, а также отказ от приемки отходов должны регулироваться регламентом по приему разрешенных видов отходов. Для того чтобы обеспечить складирование только разрешенных отходов, необходимы контрольные мероприятия со стороны персонала полигона.

Контроль доставленных отходов включает в себя следующее:

Проверка сопроводительных документов перевозчика;

Определение объема и веса отходов;

Проведение визуального контроля;

Выполнение радиометрического контроля.

Проверка сопроводительных документов и замер веса производятся при въезде. Визуальный контроль, при котором привезенные отходы контролируются по виду, консистенции, цвету и запаху, производится при взвешивании и при разгрузке машин. При сомнении необходим отбор проб привезенного материала. Привезенные неразрешенные для складирования отходы на полигон не принимаются.

6.3. Разгрузка транспорта.

На полигоне организуется бесперебойная разгрузка мусоровозов. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются у рабочей карты.

Площадка разгрузки мусоровозов перед рабочей картой разбивается на два участка: на одном участке разгружаются мусоровозы, на другом работают бульдозеры или катки-уплотнители.

Размещение мусоровозов на площадке разгрузки должно обеспечивать беспрепятственный выезд каждой разгрузившейся машины.

Продолжительность приема мусоровозов под разгрузку на одном участке площадки принимается равной 1...2 ч. Минимальная площадь перед рабочей картой с учетом разбивки ее на две части должна обеспечивать одновременно не менее 12% разгрузки мусоровозов, прибывающих в течение рабочего дня.

Путь от весов до места разгрузки оснащается указателями. Все машины двигаются по указателям кратчайшим путем от весов к участку складирования. Водителям указывается место разгрузки. Машины должны сохранять безопасное расстояние до неукрепленного края откоса - минимально 10 м. После разгрузки и повторного контроля партии машина сразу же покидает место разгрузки.

6.4. Размещение отходов.

ТБО, выгруженные из машин, складируются на рабочей карте.

Не допускается беспорядочное складирование ТБО по всей площади полигона, за пределами площадки, отведенной на данные сутки (рабочие карты). Устанавливаются следующие размеры рабочей карты: ширина 5 м, длина 30 - 150 м.

Бульдозеры сдвигают ТБО на рабочую карту, создавая слои высотой до 0,5 м. За счет 5... 10 уплотненных слоев создается вал с пологим откосом высотой 2 м над уровнем площадки разгрузки мусоровозов. Вал следующей рабочей карты "надвигают" к предыдущему (складированием по методу "надвига"). При этом методе отходы укладывают снизу вверх.

Уплотненный слой ТБО высотой 2 м изолируется слоем грунта 0,25 м (при обеспечении уплотнения в 3,5 раза и более допускается изолирующий слой толщиной 0,15 м). Разгрузка мусоровозов перед рабочей картой должна осуществляться на слое ТБО, со времени укладки и изоляции которого прошло более 3 мес. (по мере заполнения карт фронт работ отступает от ТБО, уложенных в предыдущие сутки).

Складирование ТБО методом "сталкивания" осуществляется сверху вниз. Высота откоса должна быть не более 2,5 м. При методе "сталкивания", в отличие от метода "надвига", мусоровозный транспорт разгружается на верхней изолированной поверхности рабочей карты, образованной в предыдущий день. По мере заполнения карт фронт работ движется вперед по уложенным в предыдущие сутки ТБО.

Сдвигание разгруженных мусоровозами ТБО на рабочую карту осуществляется бульдозерами всех типов. Для повышения производительности бульдозеров (на 30 - 40%) необходимо применять отвалы, имеющие большую ширину и высоту.

Уплотнение уложенных на рабочей карте ТБО слоями по 0,5 м осуществляется тяжелыми бульдозерами массой 14 т и на базе тракторов мощностью 75... 100 кВт (100... 130 л. с.). Уплотнение слоями более 0,5 м не допускается. Уплотнение осуществляется 2... 4-кратным проходом бульдозера по одному месту. Бульдозеры, уплотняющие ТБО, должны двигаться вдоль длинной стороны карты. При 2-кратном проходе бульдозера уплотнение ТБО составляет 570... 670 кг/куб. м, при 4-кратном проходе - 670... 800 кг/куб. м.

Для обеспечения равномерной просадки тела полигона необходимо (два раза в год) делать контрольное определение степени уплотняемости ТБО.

Увлажнение ТБО летом необходимо осуществлять в пожароопасные периоды. Расход воды на полив принимается 10 л на 1 куб. м ТБО.

Промежуточная и окончательная изоляция уплотненного слоя ТБО осуществляется грунтом. При складировании ТБО на открытых, незаглубленных картах промежуточная изоляция в теплое время года осуществляется ежесуточно, в холодное время года - с интервалом не более трех суток. Слой промежуточной изоляции составляет 0,25 м, при уплотнении ТБО катками КМ-305 - 0,75 м.

Разработка грунта и доставка его на рабочую карту производится скреперами.

В зимний период в качестве изолирующего материала разрешается использовать строительные отходы, отходы производства (отходы извести, мела, соды, гипса, графита и т.д.). В виде исключения в зимний период допускается применять для изоляции снег, подаваемый бульдозерами с ближайших участков. В весенний период с установлением температуры свыше 5 °C площадки, где была применена изоляция снегом, покрываются слоем грунта. Укладка следующего яруса ТБО на изолирующий слой из снега недопустима.

6.5. Санитарно-защитная зона.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) отделяет территорию площадки полигона от жилой застройки, ландшафтно-рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта с обязательным обозначением границ специальными информационными знаками.

Санитарно-защитная зона является обязательным элементом полигона ТБО. Использование площадей СЗЗ осуществляется с учетом ограничений, установленных действующим законодательством, нормами и правилами. Санитарно-защитная зона утверждается в установленном порядке в соответствии с законодательством Российской Федерации при наличии санитарно-эпидемиологического заключения о соответствии санитарным нормам и правилам.

Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Ширина ССЗ полигона ТБО принимается как для предприятия 2-го класса равной 500 м.

Территория санитарно-защитной зоны предназначена для:

Обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;

Создания санитарно-защитного барьера между территорией полигона и территорией жилой застройки;

Организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.

Санитарно-защитная зона должна иметь последовательную проработку ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки проектов строительства, реконструкции и эксплуатации полигона.

Для действующего полигона проект организации санитарно-защитной зоны должен быть обязательным документом.

В составе проекта организации, озеленения и благоустройства санитарно-защитных зон представляется документация в объеме, позволяющем дать оценку проектных решений о соответствии их санитарным нормам и правилам.

В предпроектной, проектной документации на строительство новых, реконструкцию или техническое перевооружение действующих полигонов должны быть предусмотрены мероприятия и средства на организацию и благоустройство санитарно-защитных зон, включая переселение жителей в случае необходимости. Проект организации, благоустройства и озеленения представляется одновременно с проектом на строительство (реконструкцию, техническое перевооружение).

6.6. Система мониторинга.

Система мониторинга должна содержать:

Организационную структуру;

Общую модель системы;

Комплекс технических средств;

Модели ситуации;

Методы наблюдений, обработки данных, анализа ситуаций и прогнозирования;

Информационную систему.

Для полигона ТБО разрабатывается специальный проект мониторинга, включающий разделы: контроль состояния подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения в зоне возможного неблагоприятного влияния полигона; система управления технологическими процессами на полигоне, обеспечивающая предотвращение загрязнения подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения выше допустимых пределов в случаях обнаружения загрязняющего влияния полигонов.

Проект мониторинга полигона ТБО разрабатывается по техническому заданию владельца полигона и согласовывается с уполномоченными на это органами.

Система мониторинга должна включать устройства и сооружения по контролю состояния подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почвы и растений, а также шумового загрязнения в зоне возможного влияния полигона.

По согласованию с гидрогеологической службой, местными органами Роспотребнадзора и охраны окружающей среды для контроля за состоянием грунтовых вод в зависимости от глубины их залегания проектируются контрольные шурфы, колодцы или скважины в зеленой зоне полигона.

Одно контрольное сооружение закладывается выше полигона по потоку грунтовых вод с целью отбора проб воды, на которую не оказывает влияние фильтрат с полигона. Пробы вод из контрольных шурфов, колодцев и скважин, заложенных выше полигона по течению грунтовых вод, характеризуют их исходное состояние.

Ниже полигона по течению грунтовых вод (на расстоянии 50... 100 м, если нет опасности загрязнения грунтовых вод за счет других источников) закладывают 1 - 2 колодца (шурфа, скважины) для отбора проб воды с целью выявления влияния на нее стоков полигона.

Колодцы глубиной 2... 6 м выполняют из железобетонных труб диаметром 700... 900 мм до отметки на 0,2 м ниже уровня грунтовых вод (УГВ). Фильтрующее днище состоит из слоя щебня толщиной 200 мм. В колодец спускаются по стационарной лестнице.

При более глубоком залегании грунтовых вод их контроль осуществляется с помощью скважин. Конструкция сооружений должна обеспечивать защиту грунтовых вод от попаданий в них случайных загрязнений, возможность водоотлива и откачки, а также удобство взятия проб воды. Объем определяемых показателей и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов.

В отобранных пробах обычно определяется содержание аммиака, нитритов, нитратов, гидрокарбонатов, кальция, хлоридов, железа, сульфатов, лития, ХПК, БПК, органического углерода, рН, магния, кадмия, хрома, цианидов, свинца, ртути, мышьяка, меди, бария, сухого остатка и др.

Если в пробах, отобранных ниже по потоку, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых веществ по сравнению с контрольным, необходимо по согласованию с контролирующими органами расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превысит ПДК, необходимо принять меры по ограничению поступления загрязняющих веществ в грунтовые воды до уровня ПДК.

Выше полигона на поверхностных водоисточниках и ниже полигона на водоотводных канавах также проектируются места отбора проб поверхностных вод. Отобранные пробы исследуются на гельминтологические, бактериологические и санитарно-химические показатели.

Если в пробах воды, отобранных ниже по потоку поверхностных вод, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых показателей по сравнению с контролем, необходимо по согласованию с контролирующими органами расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превышает ПДК, необходимо принять меры по предотвращению поступления загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты до уровня ПДК. К сооружениям по контролю грунтовых и поверхностных вод проектируются подъезды для автотранспорта и предусматривается возможность водоотлива или откачки воды перед взятием проб.

В смете на строительство полигона предусматриваются затраты на устройство пробоотборников для взятия проб воды, применяемых в системе водопроводно-канализационного хозяйства.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях необходимо ежеквартально производить анализы проб атмосферного воздуха над отработанными участками полигона и на границе санитарно-защитной зоны на содержание соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО и представляющих большую опасность.

Объем определяемых показателей и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов и согласовываются с уполномоченными на это органами. Обычно при анализе проб атмосферного воздуха определяют содержание метана, сероводорода, аммиака, окиси углерода, бензола, трихлорметана, четыреххлористого углерода, хлорбензола.

В случае установления загрязнения атмосферы выше ПДК на границе санитарно-защитной зоны и выше ПДКр.з. на рабочем месте полигона должны быть приняты соответствующие меры, учитывающие характер и уровень загрязнения.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния полигона. С этой целью контролируется качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, не превышать остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе выше допустимых пределов. Объем определяемых ЭХВ и периодичность контроля определяются в проекте мониторинга полигона и согласовываются со специально уполномоченными органами по охране окружающей среды.

7. Сбор свалочного газа и его обработка

7.1. Общая информация по свалочному газу, газовому конденсату, количеству и качеству.

Свалочный газ образуется вследствие брожения органических составляющих в отходах в теле полигона в ходе биохимических процессов разложения. Наряду с газообразными продуктами разложения образуются также газообразные составляющие отложений (например, парниковые газы) и водяной пар (в насыщенном состоянии).

Возникающие газы и пары образуют влажную газовую смесь переменного состава. Основными составляющими этой смеси являются метан СН, диоксид углерода СО.

Из-за своих основных составляющих, а также наличия других опасных компонентов эмиссия свалочного газа может оказывать вредное влияние на окружающую среду в виде:

Опасности взрыва, горения, задымления;

Помехи рекультивации полигона;

Распространения соответствующего запаха;

Выделения токсичных или опасных для здоровья составляющих;

Вредного влияния на климат.

Исходя из этого газы должны быть собраны и утилизированы (обработаны).

Возникновение свалочного газа происходит в пяти фазах, сокращение образования - в четырех (табл. 1).

Таблица 1

Фазы образования свалочного газа

Фаза	Название	Процесс
I	Оксидирование (аэробная фаза)	Образование свалочного газа
II	Кислое брожение
III	Нестабильное брожение метана
IV	Стабильная метановая фаза
V	Метаногенная долгосрочная фаза
VI	Фаза поступления воздуха	Уменьшение образование
VII	Фаза оксидирования метана
VIII	Фаза двуокиси углерода
IX	Воздушная фаза

В связи с длительностью процесса утилизации мусора происходит местное наложение различных фаз. Влияние на образование газа оказывает также наличие и состояние системы поверхностного покрытия, т.к. биохимическое разложение органических веществ и образование газа происходит с затратами воды; тело ТБО при сокращенном поступлении воды медленно высыхает.

До строительства системы сбора и обработки свалочного газа необходимо провести тщательные и комплексные исследования, включающие полный анализ состава свалочного газа.

7.2. Исследования для определения состава свалочного газа.

Для оценки вероятного загрязнения окружающей среды и опасности в ходе эмиссии свалочного газа, а также его возможного энергетического потенциала, как правило, проводятся комплексные газотехнические исследования. Полученные результаты являются основой для разработки или выбора систем по сбору и обработке свалочного газа.

В качестве первичных исследований могут использоваться газотехнические замеры, состоящие из FID (пламенной ионизации), и замеры у поверхности почвы. С учетом полученных при замерах показателей происходит планирование многомесячного опыта по вытяжке газа, при котором на показательном участке полигона активно происходит откачка газа.

Поскольку газотехнические исследования показывают моментальное состояние происхождения газа, они дополняются разработанным количественным прогнозом получения газа (для определения временной зависимости графика образования газа). Если проведенные испытания по откачке газа дают возможность предположить происхождение газа в бурте полигона и значительный эмиссионный потенциал, необходимо планирование и строительство активной системы сбора свалочного газа и его обработки.

7.3. Ожидаемый выход газа.

При достаточном количестве (т.е. по всей поверхности) газовых колодцев реальные объемы откачиваемого газа за единицу времени зависят большей частью от строения и степени покрытия полигона, связанной с этими условиями влажности в теле и от используемой системы колодцев.

7.4. Компонентный состав свалочного газа.

Компонентный состав газа устанавливается на основании результатов исследования проб (вытяжек) свалочного газа. Количество основных составляющих компонентов для полигонов с типичным образованием свалочного газа находится в следующих границах (табл. 2).

Таблица 2

Составляющие свалочного газа

Свалочный газ может содержать и другие компоненты.

7.5. Количество водяного конденсата и его состав.

Получаемый свалочный газ поступает в систему в насыщенном водяным паром состоянии, а при большой нагрузке откачки газа из скважины (колодца) может содержать капли воды (аэрозоль). Вследствие охлаждения газа в системе трубопроводов происходит выделение из него водяного конденсата.

Высвобожденный конденсат свободно течет по подножью газовой трубы к следующей низкой точке, в которой происходит удаление конденсата из газовой системы.

Поскольку откачивающая сторона газовой системы находится всегда под разрежением, сепаратор должен быть герметичным (вакуумонепроницаемым).

На напорной стороне газовой системы, где давление выше атмосферного, возникновение конденсата маловероятно. Небольшое количество водяного конденсата может образоваться при температурном охлаждении трубопровода в ходе остановок для технического обслуживания подключенных газопотребителей (высокотемпературный факел).

Водяной конденсат, выделяемый из свалочного газа, состоит (согласно механизмам образования) из воды (основная составляющая часть), пароводистиллируемых составляющих (аммоний), конденсируемых прочих веществ и фильтрата со свалки (при возникновении разрывов при откачке). Расчет ожидаемого количества конденсата производится на базе результатов опытных отборов свалочного газа из буровых скважин.

7.6. Технологическая схема сбора и утилизации свалочного газа.

Установка для активного отвода свалочного газа выполняет в первую очередь задачу по сокращению эмиссии, а после строительства - защиту верхнего покрытия бурта ТБО против повреждения поднимающимся свалочным газом. Установка состоит из указанных боковых сборников (буровые скважины, газовые колодцы, газопроводы, система регулирования), а также из факельного блока и системы конденсатопроводов. Если количество и качество свалочного газа позволяет его экономичное использование для производства электроэнергии, необходимо строительство блочной теплоэлектростанции с возможным использованием тепловых ВЭР. Пункты сбора свалочного газа в связи с идущим процессом утилизации мусора должны быть разработаны таким образом, чтобы процесс мог продолжаться дальше, а поверхность захоронения отходов лишь в дальнейшем по частям подвергалась конечной герметизации. Это значит, что строительство устройств для сбора свалочного газа должно вестись по ступеням, корреспондируя с утилизацией отходов и частичной герметизацией бурта ТБО. Существует возможность выбора устройства для сбора свалочного газа по низким или высоким точкам, а также смешанным образом. Преимуществом сбора по низким точкам является обратный отток конденсата в газовый колодец. Этим создается преграда идущему высыханию и тем самым влиянию на образование свалочного газа.

Отвод газа с полигона в первую очередь должен вестись за счет откачки из вертикальных скважин (колодцев), что дает возможность отвода газа с больших площадей различных участков полигона. В связи с проседанием и оседанием тела полигона вследствие уплотнения и массового уменьшения объема в ходе биологических процессов разложения функциональная работа горизонтального дренажа подвергается большому риску, и такой дренаж следует использовать в исключительных случаях. Каждый вертикальный колодец с помощью задвижки регулируется отдельно и связан откачивающей трубой с собирающей траверсой регулирующей газовой станции. Газ из скважин поступает в собирающий газопровод, а из него в виде смешанного газа подается к факельному блоку или на блочную ТЭС.

Сборные коллекторы располагают согласно требованиям производственной безопасности в закрытых регулирующих газовых станциях (в первую очередь, защита от мороза в зимнее время). Откачка и утилизация свалочного газа происходит через станцию откачки с помощью интегрированного высокотемпературного факела.

Доступ к установке сбора свалочного газа должен быть обеспечен через главный въезд на полигон или по внутренним производственным путям. Станция регулирования, а также блок откачки газа и факельный блок должны размещаться на территории, не подверженной усадке, для обеспечения надежной работы. Вход к ним происходит через запираемую дверь. Станция откачки состоит из машинного и коммутационного помещений. Предпочтительно обеспечить доступ в коммутационное помещение через одностворчатую, в машинное - через двухстворчатую двери. Факел может быть интегрирован в здании откачки или установлен свободно. Порядок расположения отдельных частей установки должен учитывать необходимые по противопожарной безопасности правила и расстояния.

7.7. Общие положения безопасности в системе сбора и утилизации свалочного газа.

В упрощенной форме свалочный газ (биогаз) можно рассматривать как бинарную газовую смесь с компонентами метан и двуокись углерода. При определенной концентрации смеси метана и кислорода возникает взрывоопасная смесь. Взрывной диапазон газовоздушной смеси чистого метана с атмосферным воздухом находится в пределах от 5 до 15% по объему.

За счет инертных газов, какими являются двуокись углерода и азот, этот диапазон значительно ограничивается. С увеличением количества CO2 или N 2 наступает сужение взрывного диапазона с нижней границы до момента, когда количество воздуха достигает 58% и верхняя и нижняя взрывные границы совпадают.

В ходе мероприятий по откачиванию газа в газопроводах со стороны откачки возникает опасность затягивания атмосферного воздуха. Втягивание воздуха в области низкого давления может возникнуть в ходе, например, разгерметизации газопровода (образования утечки в газопроводе).

На напорной стороне вентилятора может возникнуть утечка свалочного газа в атмосферу из-за разгерметизации трубопроводов. В случае возгорания взрывоопасной смеси из метана и воздуха в закрытой системе, в зависимости от состава смеси, может возникнуть значительное взрывное давление, поэтому технические системы для замера, отвода и безвредной утилизации свалочного газа должны оборудоваться, работать и находиться под наблюдением для выполнения условий по технике безопасности. Кроме функции аварийного отключения, приводимой в действие установленными критическими показателями количества CO2 и CH4, а также превышением температуры в заслонке пламени перед агрегатом производится не только аварийное отключение частей системы, но и соответствующее оповещение. Эта функция активируется также при повышении концентрации газа в помещении.

8 . Закрытие полигона

Закрытие полигона для приема ТБО осуществляется после отсыпки его на проектную отметку. Последний слой отходов перед закрытием полигона засыпается слоем грунта с учетом дальнейшей рекультивации. При планировке изолирующего слоя необходимо обеспечивать уклон к краям полигона.

Устройство изолирующего слоя полигона определяется заданием по его рекультивации. Укрепление наружных откосов полигона должно проводиться с начала эксплуатации полигона по мере увеличения высоты складирования. Материалом для покрытия наружных откосов полигона служит предварительно снятый при его строительстве растительный грунт.

Для защиты от выветривания или смыва грунта с откосов полигона необходимо производить их озеленение непосредственно после укладки изолирующего слоя. По склонам высаживаются защитные насаждения и устраиваются террасы. Выбор видов деревьев и кустарников определяется местными условиями.

На участках, используемых в последующем под открытые склады тары непищевого назначения, толщина верхнего изолирующего слоя должна составлять не менее 1,5 м. При использовании рекультивированной территории полигона под выращивание сельскохозяйственной продукции, садово-ягодных растений и лесопосадок толщина верхнего изолирующего слоя может быть изменена в зависимости от вида выращиваемых культур растений. Верхний слой отходов до их укрытия изоляцией должен быть тщательно уплотнен до плотности не менее 750 кг/куб. м.

По правилам ЕС после заполнения отдельных участков или всего полигона и стабилизации осадки ТБО необходимо нанесение поверхностной системы герметизации.

Система герметизации поверхности по существующим правилам ЕС должна содержать следующие компоненты (сверху вниз):

Искусственный непроницаемый слой (полимерное полотно);

Непроницаемый минеральный слой;

Дренажный слой толщиной более 0,5 м;

Верхнее поверхностное покрытие толщиной более 1 м.

Для избежания потери функций дренажного слоя необходима укладка между дренажным слоем и верхним поверхностным покрытием инертного материала (песок) или фильтростабильного геотекстиля.

Что еще почитать

Гражданская война в парагвае 1947 09.07.2013 , Русские Парагвая. Или, - как белогвардейцы выиграли войну в Америке «Если нельзя было спасти...

Страдание кирика и иулитты Кирик и Иулитта (Улита) - раннехристианские святые мученики, пострадавшие в гонения императора Диоклетиана. Память в...

Как правильно варить овсянку на молоке: самые полезные рецепты Самый хороший завтрак – это еда, которая сделана из круп. Для того чтобы ее создать, не нужно тратить много времени....

Как устроен полигон твёрдых бытовых отходов?

Полигоны для хранения ТБО и прочих классов опасности

Создание полигонов

А знаете ли Вы что в Подмосковье есть полигон построенный по европейским стандартам

Что еще почитать

ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ

Категории