Современные способы утилизации бытовых отходов. Современные технологии утилизации и переработки твердых бытовых и промышленных отходов. Оборудование для утилизации мусора

Защита окружающей среды представляет собой одну из самых актуальных задач современности. Отходы промышленных предприятий и бытовой человеческой деятельности достигают больших объемов, что сказывается на загрязнении атмосферы, водоемов и недр земли, уровень которого сегодня во многих городах превышает допустимые санитарные нормы. Экологические исследования показали, что в течение последних десятилетий разрушительное воздействие антропогенных факторов привело к наступлению экологического кризиса.

Утилизация отходов – это сложная экологическая, технологическая и экономическая проблема, над решением которой борются многие страны на самом высоком уровне. Поиск технологий и производство оборудования для переработки и утилизации отходов является сегодня востребованной и перспективной сферой, развитие которой поддерживается государственными и частными инвесторами.

На текущий момент в мировой практике существует несколько методов по утилизации отходов, каждый из которых обладает как положительными, так и отрицательными сторонами. Способ утилизации выбирается в зависимости от количества и качества отходов из нижеприведенного списка:

• Огневой способ – представляет собой один из самых универсальных и во многих случаях единственно возможный метод. Такая утилизация может быть использована для жидких, твердых и газообразных отходов;
• Высокотемпературный пиролиз – представляет собой разложение отходов в специально организованных для этого условиях, после чего полученный состав в специальной камере дожигается. Данный процесс позволяет перевести токсичные продукты в менее опасные и является самым чистым методом утилизации отходов с экологической точки зрения;
• Плазмохимическая технология – используется для переработки жидкостей и газов высокой токсичности. При реализации данного процесса происходит не только обезвреживание, но и дальнейшее производство ценного продукта. Отличительной характеристикой представленной технологии является ее высокая стоимость и сложность реализации;
• Вторичная переработка – наряду с положительными качествами, данный метод обладает и отрицательными сторонами. Минусами вторичной переработки является возросшая динамика по замене первичного сырья отходами. Среди наиболее ярких примеров можно отметить ухудшение вкуса ряда категорий продуктов в пищевой промышленности. Не оправдала данная технология себя и в производстве картона – тара из такого сырья отличается низким качеством и не может быть использована для пищевых продуктов;
• Захоронение отходов – может быть реализовано на специально предусмотренных для этого полигонах, а также в подземных хранилищах и карьерах. Для организации полигонов и других мест для утилизации отходов необходимы специальные разрешения, а сами зоны должны быть оборудованы в соответствии с рядом правил безопасности для окружающей среды.

1. Современные технологии утилизации и переработки твердых бытовых и промышленных отходов

Как утверждают специалисты, с начала ХХ в. в России накопилось 80 млрд.т твердых отходов и ежегодно к ним добавляется еще по 7 млрд.т. Ежегодное количество твердых бытовых отходов -130-140 млн.м 3 , из них большая часть – токсичные и особо токсичные.

Захоронение твердых отходов.

Доля отходов, которые подвергаются захоронению или которые вывозятся на свалки, в настоящее время очень велика. Специальные полигоны, действующие в течение 25 лет, отчуждают значительные площади. После полной загрузки полигона его закрывают растительным грунтом, поверхность которого в дальнейшем может быть использована для устройства парков, садов, игровых площадок. В закрытых от соприкосновения с воздухом бытовых и пищевых промышленных отходах, находящихся в насыпях полигона, возникает анаэробный процесс, при этом выделяется биогаз (смесь метана и углекислого газа), который при определенных условиях можно использовать как топливо. Такой опыт имеется. При высоте засыпки отходов 7 м и более этот газ отбирают с помощью труб. Дополнительные устройства, необходимые для отбора биогаза и его утилизации, быстро окупаются.

Сжигание твердых отходов

В 70-80-е гг получила развитие термическая переработка отходов путем сжигания их а печах на мусоросжигательных заводах. Такие заводы работают во многих странах мира, в Москве, в Санкт-Петербурге, в Мурманске и в других городах страны. Существующие системы сжигания дают высокую степень деструкции отходов (до 99%), позволяют рекуперировать отходящее тепло. Однако недостатки таких систем более существенны. Во-первых, стоимость процесса сжигания в сравнении с традиционными методами (вывозом на свалку, сбросом в море, захоронением в отработанные шахты) достаточно высока. Во-вторых, мусоросжигательные установки являются источниками выбросов в атмосферу соединений цинка, олова, кадмия, хлористого, фтористого водорода и других вредных веществ. Среди токсичных металлов особо опасна ртуть, которая в процессе сжигания вследствие повышенной летучести легко переходит в парообразное –состояние и выделяется в атмосферу. Только соответствующая тщательная сортировка и подготовка мусора, а также эффективная очистка дымовых газов (с использованием электрофильтров) могут снизить уровень загрязнения атмосферы.

Переработка твердых отходов

Круговорот веществ в природе – прекрасный пример безотходного производства. Отходы природных процессов (сухостой, листья и т.п.) преют, перегнивают и естественным путем удобряют землю. Аэробы – это микробы, которые дышат кислородом и перерабатывают легкогниющие вещества в органические удобрения, богатые азотом, т.е. – в компост. При этом выделяется тепловая энергия. Природа подсказала людям схему технологии компостирования бытовых отходов.

В 1970 г. в г. Ленинграде был пущен в эксплуатацию опытный завод по механизированной переработке бытовых отходов. На начальном этапе переработки из массы отходов выделялся черный металл электромагнитными сепараторами. Далее отходы измельчались в дробилках и поступали во вращающиеся барабаны – ферменторы, в которых осуществлялась переработка отходов в компост. Однако в обрабатываемой массе были и некомпостируемые элементы (полиэтиленовые пленки, стекло, жестяные банки и пр.). засоряющие удобрение. Необходимо было научиться очищать компост.

В конце 70-х – начале 80-х гг появилось второе поколение заводов по переработке отходов с улучшенной и усовершенствованной технологией. В настоящее время в России имеется девять специализированных заводов по переработке твердых отходов. Идет проектирование в Санкт-Петербурге подобного завода для г. Омска.

Технология переработки отходов такова. По широкой эстакаде мусоровозы подъезжают к приемному отделению и выгружают отходы на восемь платформ. Затем отходы загружаются в восемь теплоизолированных барабанов длиной до 60 м, во внутреннюю полость которых с помощью вентиляторов подается воздух, обогащенный кислородом. При вращении барабанов отходы перемешиваются и измельчаются, удельная поверхность их увеличивается. Постоянная аэрация (на 1 кг отходов подается 0,2-0,8 м 3 воздуха) пробуждает к жизни аэробную микрофлору. В работу вступают микроорганизмы (мезофилы), разогревающие массу до 50 0 С. При этом активно размножается микрофлора другого вида – термофилы, за счет которых температура доходит до 70 0 С. Лавинообразный биотермический процесс в течение двух суток обеззараживает отходы. Обезвреженные отходы через перфорированную насадку на конце барабана равномерно подаются на ленточный конвейер. Но это еще не компост – здесь имеются загрязнения в виде стекла, кусков дерева, пластмассы, камней, консервных банок и пр. Далее идет очистка. Сначала отделяют черный металл с помощью электромагнитного сепаратора, который укреплен над конвейером. Этот металллом попадает в бункер-накопитель, прессуется в брикеты весом в 80 кг и направляется на переплавку. Освобожденная от черного металла масса продолжает свой путь. С конвейера она попадает на цилиндрическое сито (грохот) с ячейками диаметром 45-60 мм. Грохот вращается довольно быстро, со скоростью 15 об/мин, так что мелкие частицы проваливаются. а крупные – остаются над решеткой. Оба продукта – надрешетный и подрешетный – освобождаются от цветного металла с помощью специальных установок, создающих электромагнитное поле, под действием которого предметы из цветного металла отбрасываются в сторону. Для выделения из компоста стекла используют баллистические стеклосепараторы. Освобождение компоста от полиэтиленовой пленки осуществляется сильной струей воздуха. Полученный компост используется в сельском хозяйстве. Но вначале компост еще недозревший и долгое время в нем продолжается биотермический процесс и держится высокая температура. Такой компост может применяться в качестве биотоплива для подогрева грунта в теплицах. Остывший и дозревший компост используется вторично в открытом грунте на полях или в городском озеленении как органическое удобрение. Для обработки некомпостирующихя фракций используется пиролиз – термическая обработка без доступа кислорода. В процессе пиролиза образуется парогазовая смесь, а также твердый углеродистый остаток – пирокарбон, который используется в металлургии как заменитель графита. Экономическая целесообразность рассмотренного процесса очевидна, ибо из одной тонны твердых отходов выделяются 20 кг черного металла, 2 кг цветного металла, 200-250 кг некомпостирующихся фракций и 600-700 кг компоста. Из одной тонны некомпостирующихся фракций получают примерно 200 кг нефтеподобных масел, 190 кг газообразных продуктов, 330 кг пирокарбона.

По данным в целом по России промышленным методом (на мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводах) перерабатывается лишь около 5% отходов, а остальные вывозятся на полигоны и свалки (санкционированные и неразрешенные). В последнее время возникла проблема переработки осадков водопроводных и канализационных станций очистки вод.

Способы утилизации отходов из полимерных материалов.

Отходы из полимерных материалов не поддаются естественному разложению и поэтому они являются сильными загрязнителями окружающей среды. Большинство полимеров хорошо горит, выделяя значительное количество тепла и потребляя большое количество воздуха, Выделяющуюся энергию можно использовать. Однако при сжигании многие полимеры образуют вредные газы, такие как аммиак, окислы азота, цианистые соединения, хлористый водород и другие вещества, что требует дополнительных устройств для очистки и обработки газовых выбросов.

Наиболее распространенным способом утилизации отходов из полимерных материалов является захоронение и вывоз их на свалки. В настоящее время все чаще применяют специальные полигоны для полимерных материалов.

Имеется опыт переработки старой полиэтиленовой пленки и превращение ее в новую, а также получения труб, неподверженных коррозии. Создание полимеров с регулируемым сроком службы – эффективный, перспективный способ защиты окружающей среды. В ряде стран разработаны и уже выпускаются специальные, самоуничтожающиеся виды упаковок. Это фото- или биоразрушающиеся полимеры, которые под действием света, тепла, кислорода воздуха или микроорганизмов разлагаются до низкомолекулярных продуктов, не загрязняя почву.

Значительное изменение климата и снижение биологического разнообразия являются лишь двумя из многих серьезных экологических проблем, которые продолжают расти в глобальном масштабе. Население планеты на данный момент составляет более 7 миллиардов и в связи с этим растет беспокойство по поводу нехватки продовольствия, воды, энергии и других ресурсов. Чтобы снизить вред, наносимый окружающей среде, и дефицит ресурсов, нам стоит вплотную заняться вторичной переработкой отслуживших предметов. Очень важна переработка электроники.

К электронным отходам (по англ. e-waste) относятся все отслужившие свой срок устройства, чья работа зависит от электрического тока и / или электромагнитного поля. Телефоны, ноутбуки, телевизоры и т.д. превращаются в отходы, устаревая все быстрее и быстрее, приходя в негодность, чтобы обеспечить необходимость покупки новых устройств.

К электронным отходам относятся в том числе печатные платы, которые хотя и составляют около 3% от общего количества этого вида отходов, благодаря высокой концентрации токсичных веществ являются очень опасными. Подобные отходы без должной утилизации негативно воздействуют на экосистему, как биотическую, так и на абиотическую ее части. Наличие разнообразных высокотоксичных материалов и тяжелых металлов делает захоронение на свалке или простое сжигание неприемлемыми методами управления подобными отходами. Поэтому наиболее оптимальный способ утилизации электронных отходов - это их переработка.

Кроме того, что электронные отходы представляют собой большую опасность для окружающей среды, надо помнить, что на производство мобильных телефонов и персональных компьютеров уходят значительные доли золота, серебра и палладия, добываемых ежегодно во всем мире. Конечно, в каждом отдельном устройстве драгоценных металлов содержится мизерное количество, но если рассматривать общемировое производство (более 1,2 млрд. ежегодно), то этим количеством уже пренебрегать неразумно. Следует отметить, что концентрация этих драгоценных металлов в печатных платах более чем в десять раз превышает их концентрацию в добываемой руде. Однако переработка печатных плат технологически сложный процесс из-за неоднородности материалов, ведь они состоят из множества разнородных компонентов.

Количестве электронных отходов в России и в мире

По некоторым оценкам, электронные отходы составляют приблизительно 8% от общего количества бытовых отходов .

К сожалению, определить точное количество производимых электронных отходов очень сложно. По оценкам ЮНЕП еще 10 лет назад электронные отходы составляли около 20-50 млн. тонн в год (2005 г.). В России они оцениваются приблизительно в 1,5 млн. тонн . Агентство США по охране окружающей среды сообщило о том, что каждая семья в США использует около 34 электронных устройств и электрических приборов (данные 2010 г.). Это в среднем приводит к образованию более 5 млн. тонн электронных отходов в год. Для ЕС было подсчитано, что в среднем каждый гражданин производит около 15 кг электронных отходов в год, что приводит к образованию 7 млн. тонн отходов (данные 2010 г.).

Также статистические данные свидетельствуют о выработке в Китае электронных отходов превышающей 1,1 млн. тонн, в частности от обрабатывающей промышленности. Недавнее исследование показало, что общее количество электронных отходов в Индии в 2007-2011 составило 2,5 млн. тонн при ежегодном темпе роста электронных отходов в 7-10%.

Кроме того, количество электронных отходов в новых индустриальных и развивающихся странах растет из-за импорта отходов из развитых стран. Согласно последним исследованиям, в настоящее время до 50- 80% электронных отходов, произведенных в развитых странах, поставляется в развивающиеся страны для повторного использования и утилизации, что зачастую противоречит международным законам.

Переработка электроники

Переработка электронных отходов производится как официально, так и неофициально. При официальной утилизации используются хорошо проработанные методы, позволяющие отделять необходимые фракции из отходов. Однако заводы, построенные с соблюдением всех необходимых требований к технологическим процессам, получаются дорогими как при постройке, так и при запуске. В различных слаборазвитых и развивающихся странах, где переработка отходов не финансируется должным образом, она зачастую реализуется неофициально и производится без соблюдения необходимых требований и норм, причем на подобных заводах могут работать беременные женщины и дети.

Опасные химические вещества в электронике

Наиболее распространенные способы воздействия опасных компонентов электронных отходов при переработке - это попадание внутрь опасных веществ при контакте с кожей и при вдыхании, через загрязненный грунт, воду, пищу и воздух.

Опасные химические вещества в электронных отходах могут иметься либо в их компонентах, либо выделяться при их переработке. Основными загрязняющими веществами в электронных отходах являются стойкие органические загрязнители (СОЗ), которые обладают большим периодом полураспада. Некоторые из наиболее распространенных СОЗ, выделяющиеся в процессе переработки, - бромированные антипирены (BFRS) (полибромированные ди-фенил эфиры), полихлорированные бифенилы, гексабромциклододеканы, поли-бромдифенилы, ди-бромированного ди-фенил эфиры, поли-хлорированные или поли-бромированные диоксины и ди-бензо фураны диоксинов. СОЗ, образующиеся в процессе разборки и плавки, состоят из полихлорированных дибензофуранов, полихлорированных бифенилов и диоксинов. Полициклические ароматические углеводороды появляются из-за неполного сгорания топлива, такого как уголь, газ, нефть и т.д. Тяжелые металлы, такие как свинец, кадмий, хром, ртуть, медь, марганец, никель, мышьяк, цинк, также несут в себе опасность.

Технологии переработки печатных плат

Печатные платы является одним из наиболее важных компонентов электронного оборудования. Они представляют собой платформу, на которой устанавливаются и связываются между собой микроэлектронные компоненты, такие как полупроводниковые микросхемы и конденсаторы. Переработка плат включает в себя три типа обработки: предварительная обработка, физическая переработка и химическая переработка. Предварительная обработка включает в себя демонтаж многоразовых и токсичных элементов, измельчение или разделение. Затем следует физическая переработка. Потом материалы извлекают путем химического процесса переработки.

Физические методы

Механическая переработка

Это физический метод переработки, при котором разобранные детали размалываются до необходимых размеров, после чего они поступают на установку тонкого измельчения. Полученный порошок подвергают воздействию вихревых токов в сепараторах, где металлы отделяют благодаря их электропроводности. Затем порошок разделяют в зависимости от плотности и размеров частиц. Расслоение на различные материалы можно наблюдать на столбе жидкости.

Метод воздушной сепарации

В этом методе разделение диспергированных твердых частиц происходит благодаря различным размерам частиц и их различным плотностям. Подвешенные в газе частицы, в основном в воздухе, занимают разные положения в сепараторе под воздействием различных сил в зависимости от материала. У тяжелых частиц предельная скорость осаждения больше, чем скорость воздуха, в то время как у более легких частиц предельная скорость осаждения меньше скорости воздуха. Следовательно тяжелые частицы перемещаются вниз против воздушного потока, в то время как легкие частицы поднимаются вместе с воздушным потоком в верхнюю часть сепаратора.

Принцип воздушной сепарации отходов печатных плат

Электростатический метод разделения

В этом методе для разделения сыпучих материалов используется электростатическое поле, которое воздействует не заряженные или поляризованные тела. Эти технологии применяются для переработки металлов и пластмасс из промышленных отходов. Электростатические технологии разделения могут использоваться для отделения Cu, Al, Pb, Sn и железа, и некоторых благородных металлов и пластика.

Магнитная сепарация

Магнитные сепараторы широко используются для отделения ферромагнитных металлов от цветных металлов и других немагнитных отходов. Недостатком магнитного разделения является агломерация частиц, вследствие которой магнит вытягивает вместе с ферромагнитными металлами и неметаллические включения. Следовательно этот метод не очень эффективен.

Химические методы

Пиролиз

Пиролиз - это химической метод, который широко используется для переработки синтетических полимеров, включая полимеры со стекловолокном. При пиролизе таких полимеров образуются газы, углеводороды и обугленный остаток. Эти вещества в дальнейшем можно использовать в качестве химического сырья или топлива. Платы нагревают до достаточно высокой температуры, чтобы расплавить припой, используемый для связывания электрических компонентов. Обугленный конгломерат, который называется также «черным металлом», содержит в себе большой процент меди, а также небольшое количество железа, кальция, никеля, цинка и алюминия, которые можно затем восстановить.

Гидрометаллургический метод

Этот метод главным образом используется для переработки плат с целью извлечения металлической фракции. Метод заключается в выщелачивании металлов с применением растворов кислот и щелочей, за которым следует электрорафинирование желаемых металлов. Этот метод считается более гибким и энергосберегающим, следовательно, экономически эффективным. Широко используемыми выщелачивателями являются царская водка, азотная кислота, серная кислота и цианистые растворы. В случае неметаллических подложек металлы выщелачиваются в раствор с подложки. В случае металлической подложки для восстановления металлов может применяться электрохимическая обработка. Таким образом, гидрометаллургический метод позволяет восстанавливать металлы без какой-либо дополнительной обработки, остальные же материалы в плате перед повторным использованием или захоронением должны подвергаться дополнительной термической обработке. Основным недостатком этого метода является едкость и ядовитость используемых жидкостей.

Биометаллургический метод сепарации

Этот метод используется для извлечения драгоценных металлов и меди из руды уже давно, однако до сих пор он не очень хорошо развит. Микроорганизмы используют металлы, присутствующие во внешней среде и на поверхности клеток, для своих внутриклеточных функций. Каждый тип микроорганизма имеет характерную тенденцию переносить конкретный металл в определенной среде. Биовыщелачивание и биосорбция - в целом два основных направления биометаллургии, используемые для извлечения металлов. Биовыщелачивание успешно применяется для извлечения драгоценных металлов и меди из руд в течение многих лет. Та же методика может применяться для извлечения меди и других ценных металлов из отходов печатных плат.

Газификация

Основное применение процесса газификации - это генерация синтез-газа (CO, H2). Газификация протекает приблизительно при температуре 1600 ° С и давлении около 150 бар. Богатый водородом синтез-газ - основной продукт газификации, который является ценным сырьем для производства метанола. После соответствующей обработки некоторые фракции этого газа могут использоваться для производства тепловой и электрической энергии.

Принцип процесса газификации отходов печатных плат

Применение физических и химических методов переработки

Преимущества физических методов переработки , таких как магнитные сепараторы, сепараторы, отделяющие материалы в зависимости от плотности, и т.д., относительно химической переработки заключаются в том, что они не требуют больших финансовых вложений, они относительно просты, удобны, меньше загрязняют окружающую среду, требуют меньших затрат энергии. Металлические фракции, полученные физическими методами переработки, можно использовать в коммерческих целях без значительных процедур восстановления. Однако для использования в коммерческих целях неметаллических фракций они должны подвергнуться химической переработке. Таким образом, физические методы переработки являются более экономически выгодными для переработки металлических фракций, чем неметаллических. Основная цель химических методов переработки, таких как пиролиз, заключается в преобразовании полимеров, содержащихся в неметаллических фракциях, в химическое сырье или топливо. Химические методы переработки имеют преимущества в преобразовании бром антипиренов и извлечении тяжелых металлов, оставшихся после физических методов переработки.

Использование неметаллических фракций печатных плат

Большое количество неметаллических отходов печатных плат, которые зачастую являются опасными для людей и окружающей среды (из-за наличия бромированных антипиренов и тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, бериллий и т.п.),сбрасываются на свалках. Чтобы это предотвратить, необходимо найти им оптимальное применение.

Неметаллические фракции получаются легче, чем цемент и песок, их гранулы гораздо меньше, следовательно, они обладают более надежной микроструктурой. Механическая прочность материала повышается в присутствии грубых стекловолокон. Поэтому, благодаря вышеуказанным свойствам, неметаллические фракции могут успешно использоваться в качестве наполнителя в строительных материалах, для изготовления клеев и декоративных агентов.

Разработана методика использования неметаллических фракций печатных плат в производстве неметаллических пластины, которые могут использоваться для получения композитных плит. Композитные плиты находят применение во многих областях, включая автомобильную промышленность, мебель, различное оборудование и отделочные материалы.

Фенольные компаунды используется в производстве радиодеталей и кухонной утвари. В связи с уменьшением лесных ресурсов и повышение их стоимости производители ищут альтернативы деревянному полу. Неметаллические фракции печатных плат на бумажной основе кажутся хорошим вариантом замены деревянному полу.

Вывод

Переработка электроники очень важна, так как компоненты технических средств и предметов электроники – это скорее ресурсы, чем отходы. В компонентах электроники, подлежащих переработке, достаточно высокое содержание полезных ресурсов, что делает их извлечение экономически выгодным. Но минимизация вреда, наносимого окружающей среде, которую мы достигаем при переработке электроники, гораздо важнее!

В условиях современного роста промышленности и населения городов проблема утилизации мусора становится все актуальнее. Мусорных свалок ограничено и их не хватает. Кроме того, они оказывают негативное влияние на экологию, которая и так страдает от загазованности и выбросов от больших предприятий. Поэтому требуется строительство мусороперерабатывающих заводов вдали от населенных пунктов, а также применения современных способов получения вторсырья и утилизации.

Естественная переработка мусора

В прошлом веке была популярна переработка бытовых отходов путем его компостирования. Для этого вырывали котлованы и сбрасывали туда отходы органического происхождения и присыпали землёй. В ходе процессов гниения и разложения со временем образовывались органические удобрения. Не так давно этот метод был усовершенствован: стали выпускать специальные подогреваемые герметичные установки. При подогреве органические отходы разлагаются быстрее, в результате чего образуется биогаз (метан), который стали применять для производства биотоплива.

Крупные фирмы стали изготавливать мобильные станции, которые способны обеспечить переработкой частные фермерских хозяйства и небольшие села. Для больших городов могли бы использоваться аналогичные по принципу работы крупные заводы, но они невыгодны, поскольку требуется достаточно много времени на разложение, а полученные удобрения куда-то нужно девать. Кроме того, такие установки не способны переработать другие виды отходов, которые будут накапливаться. К ним относятся строительные отходы, пластиковые и полиэтиленовые изделия и т.п. Выходом бы стало строительство специализированных заводов, но это экономически невыгодно.

Переработка мусора путем термического воздействия

Термическая переработка представляет собой сжигание твердых бытовых отходов с целью уменьшения объема органических веществ, обезвреживания и последующей утилизации или захоронения. При этом в результате горения снижаются исходные объемы в несколько раз, уничтожаются все бактерии, а высвободившаяся энергия может использоваться для нагрева воды в отопительных системах или производства электроэнергии. Обычно такие заводы находятся вблизи крупных свалок, куда организован вывоз мусора со всего города и есть возможность захоронить отходы от переработки на полигонах.

Сжигание бывает прямое и пиролизное. При прямом сжигании получается только тепловая энергия, а при пиролизе образуются два вида топлива: газовое и жидкостное. Оба метода имеют существенный недостаток - вредные вещества при горении выделяются в атмосферу, что наносит существенный вред экологии. Даже установка фильтров для задержки твердых летучих веществ ситуацию в лучшую сторону кардинально не меняет.

Плазменная переработка отходов

Плазменная переработка в настоящее время является самым современным способом уничтожения мусора. Суть процесса заключается в следующем:

• Мусор измельчается, прессуется и при необходимости просушивается для получения гранулированной структуры;
• Гранулы помещаются в специальный реактор, где при помощи плазменной струи им передается необходимое количество энергии, и они переходят в газообразное состояние.

Чтобы предотвратить горение в камеру запускается окислитель. В итоге получается газ, аналогичный природному, но с меньшим содержанием энергии. Его собирают в большие герметичные ёмкости для последующей переработки и использования в качестве топлива для дизель-генераторов, котлов, и газовых турбин.

Такой способ уничтожения мусора давно используется в США и Канаде. Они научились не только перерабатывать отходы, а и эффективно использовать побочный продукт - газ как топливо. Для этого на западе уже созданы все условия, но на постсоветском пространстве новая технология не получила распространения вследствие дорогостоящего оборудования и высоких требований к квалификации обслуживающего персонала.

Заключение

Новые технологии по переработке мусора требуют финансовых вливаний и заинтересованности на государственном уровне. Но пока существуют заводы с устаревшим оборудованием, и они справляются с объемами, строить современный завод никто не будет, или же пока не наступит экологическая катастрофа.

С каждым годом проблема накопления мусора приобретает острый характер. Сегодня она представляет большую угрозу природе и человеку. Связано это с появлением новых промышленных предприятий и с увеличением объемов их продукции. По статистике ежегодно количество твердых отходов потребления и производства увеличивается в среднем на 10–15%.

Еще несколько десятилетий назад мусор просто вывозился на полигоны и оставался лежать нетронутым. Однако ситуация кардинально изменилась в лучшую сторону. Ученые вплотную занялись решением экологических проблем и разработали специальные технологии переработки отходов. Эти инновации позволяют снизить затраты на утилизацию мусора и даже извлекать экономическую выгоду от оставшегося сырья. В итоге переработанные материалы получают новую жизнь. Они могут повторно использоваться в разных сферах человеческой деятельности, например, в строительстве или в сельском хозяйстве.

Целевая установка

Поскольку технологии переработки отходов являются способом сохранения природных ресурсов, во многих странах разрабатываются и субсидируются специальные программы по возвращении отходов в цикл производства.

Для успешной их реализации власти часто привлекают обычных граждан, которые могут помочь в сборе бытового мусора. необходима по нескольким причинам:

• она позволяет сохранить ограниченные природные богатства и дает время и возможность для их восполнения;
• использованные продукты являются сильнейшим источником загрязнения экосистемы;
• вторичные и третичные материалы более дешевые и доступные, по сравнению с природными источниками.

Последующая переработка отходов, или рециклинг, связана с техногенезом. Она идеально подходит для полиграфического, и органического мусора, а также для резины, полимерных изделий, стекла и .

Прибыль и затраты

Каждая технология по переработке отходов рассматривается сквозь призму капитальных вложений.

Такой подход предполагает разделение вторичного сырья на виды:

• Высококачественные продукты, например, металлолом или стекло. Они не содержат примесей, поэтому для их переработки не нужны колоссальные суммы затрат.
• Материалы среднего качества требуют применения специальных технологий и капитала, сопоставимого с прибылью от реализации переработанной продукции. К этой группе относятся текстильные изделия и макулатура.
• Трудно перерабатываемые отходы – полиэтилен, битое стекло и остатки . В процессе их переработки извлекаются ценные вещества, а это требует определенных затрат.
• К опасным вторичным отходам применяются особые способы обезвреживания и технологии. Это дорогостоящий бизнес с экономической точки зрения.

Технология переработки твердых отходов

Разные варианты

Для каждого вида сырья существует своя технология переработки:

• Сортировка отходов на мелкие фракции предшествует утилизации мусора и вторичному использованию. Этот процесс может проводиться вручную или на специальных машинах. Израсходованные материалы уменьшаются в размерах, так как их составляющие компоненты измельчаются и просеиваются.
• Одним из самых распространенных методов является сжигание. Оно позволяет получать дополнительные продукты, необходимые для производства электроэнергии и теплоснабжения. Огневой способ в 10 раз уменьшает количество использованных отходов. Поскольку инновации направлены на возобновление ресурсов, правительство многих цивилизованных стран поощряет их внедрение, отказываясь от обычного сжигания мусора. Ученые признали, что этот способ требует больших затрат и неблагоприятно влияет на здоровье человека. В процессе горения в атмосферу выделяются токсичные вещества, способные спровоцировать сердечно-сосудистые болезни и заболевания дыхательных органов. Поэтому переработка отходов методом сжигания должна проводиться на специальных установках или на мусоросжигающих заводах с учетом всех правил и требований. Мусоросжигательные заводы, в зависимости от типа печей, используют разные технологии по переработке отходов, например, слоевое сжигание, метод кипящего слоя, пиролиз, газификацию.
• Технология компостирования применяется в сельском хозяйстве и в животноводстве. Она основана на естественных реакциях. Микроорганизмы, обитающие в земле и в органических отходах, перерабатывают исходный материал. В результате образуется новый продукт – компост, который можно использовать как удобрение. Компостирование – это полезный способ переработки отходов, так как он удерживает влагу, насыщает почву полезными веществами и улучшает ее состояние. Со временем он усовершенствовался: на практике для ускорения процесса разложения стали использовать подогреваемые герметичные установки.
• Земляная засыпка отходов жизнедеятельности животных предполагает получение для дальнейшего его использования в качестве органического топлива. Этот процесс осуществляется на специальных полигонах. Переработка происходит в толще земли, где создаются идеальные условия для размножения микроскопических бактерий. Туда встраивается промышленная установка с вентиляционными трубами, газовыми коллекторами, котлами и плотно закрывающимися емкостями. Разложение биомассы происходит поэтапно и за определенный период.

В ногу со временем

Не так давно появились новые технологии дальнейшего использования промышленного и бытового мусора. Они позволяют извлекать экономическую выгоду, поэтому привлекают к себе внимание бизнесменов и общественных деятелей.

Термический способ состоит в том, что твердый бытовой мусор сжигается, освобождается от органических соединений и обезвреживается для последующей утилизации и захоронения.

В результате исходный материал значительно уменьшается в объеме, и некоторые виды сырья можно использовать вторично. Термический метод подходит для , так как уничтожает болезнетворные бактерии и микроорганизмы.

– это уникальная и перспективная технология переработки мусора.

Процесс осуществляется при очень высоких температурах плавления, в результате чего получается газ, необходимый для выработки электро- и тепловой энергии. Этот метод экологически чистый. Он позволяет достигнуть хороших результатов.

«3R» технология приобрела право на жизнь в 2000 году. К ее реализации привлекаются специалисты разных областей с использованием новейшего оборудования – пиролизной установки.

Инновационный метод предполагает поэтапное выполнение производственных задач. Сначала отходы, подлежащие рециклингу, анализируются и классифицируются. Затем ведутся расчеты их окупаемости и эффективности использования.

На следующем этапе собранный материал автоматически сортируется, измельчается и очищается. Это сложный технологический процесс, которому можно подвергнуть любой вид мусора.

Ученые доказали, что из 100 кг отходов производится 96 кг готового высококачественного сырья. «3R» технология была опробована немецкими инженерами. Сегодня они готовы делиться наработками со специалистами из других стран.

Взгляд в будущее

Используемые современные технологии утилизации отходов позволяют одновременно решать задачи, направленные на ликвидацию и переработку мусора, сбережение природных ресурсов и получение дополнительных источников энергии.

Наука не стоит на месте. Ученые и экологи сообща решают экологические проблемы мирового уровня. Сегодня во многих лабораториях они исследуют новые методы рециклинга и обезвреживания отходов с использованием усовершенствованного оборудования.

Кто знает, может быть, совсем скоро к традиционному списку добавятся инновации, а человечество получит от этого наибольшую выгоду.