"Сжигание отходов: вопросы экологической безопасности". Сжигание и пиролиз твердых бытовых отходов Оборудование и технология сжигания мусора

Материалы, которые принимают на полигонах:

• Бытовые отходы жилых домов, учреждений, предприятий, занимающихся торговлей пром- и продтоваров.
• Отходы строительных организаций, которые могут быть приравнены к твердым бытовым отходам.
• Могут приниматься промышленные отходы 4 класса опасности, если их количество не превышает третьей части принимаемого мусора.

Отходы, ввоз которых запрещен на полигон:

• Строительный мусор 4 класса опасности, который содержит асбест, золу, шлаки.
• Промышленный мусор 1, 2, 3 класса опасности.
• Радиоактивные отходы.
• Полигоны устраиваются согласно строгим санитарным нормам и только на тех участках, где риск заражения человека бактериями через воздушное или водное пространство сводится к минимуму. Занимаемая площадь рассчитана примерно на 20 лет.

Компостирование

Этот метод переработки знаком огородникам, которые для удобрения растений применяют перегнившие органические материалы. Компостирование отходов - метод утилизации, основанный на естественном разложении органических материалов.

Сегодня известен способ компостирования даже неотсортированного потока бытовых отходов.

Из мусора вполне реально получить компост, который впоследствии мог бы использоваться в сельском хозяйстве. В СССР было построено множество заводов, но прекратили они функционировать из-за большого количества тяжелых металлов в мусоре.

Сегодня технологии компостирования в России сводятся к сбраживанию неотсортированного мусора в биореакторах.

Полученный продукт нельзя использовать в сельском хозяйстве, поэтому он находит применение тут же, на свалках - им покрывают отходы.

Этот метод утилизации считается эффективным при условии, что завод оснащен высокотехнологичным оборудованием. Из отходов вначале удаляют металлы, аккумуляторы, а также пластик.

Преимущества мусоросжигания:

• меньше неприятных запахов;
• уменьшается количество вредных бактерий, выбросов;
• полученная масса не привлекает грызунов и птиц;
• есть возможность при сжигании получать энергию (тепловую и электрическую).

Недостатки:

• дорогостоящее строительство и эксплуатация мусоросжигательных заводов;
• строительство занимает не менее 5 лет;
• при сжигании отходов в атмосферу попадают вредные вещества;
• зола от мусоросжигания токсична и не может храниться на обычных свалках. Для этого нужны специальные хранилища.

По причине нехватки городских бюджетов, несогласованности с мусороперерабатывающими компаниями и по другим причинам в России пока не налажено производство мусоросжигающих заводов.

Пиролиз, его виды и преимущества

Пиролизом называют сжигание мусора в специальных камерах, препятствующих доступу кислорода . Есть два вида :

• Высокотемпературный - температура сжигания в печи свыше 900°С.
• Низкотемпературный - от 450 до 900°С.

При сравнении обычного сжигания как метода утилизации мусора и низкотемпературного пиролиза можно выделить следующие преимущества второго способа:

• получение пиролизных масел, которые впоследствии используют при производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, который получают в достаточном количестве для обеспечения производства энергоносителей;
• выделяется минимальное количество вредных веществ;
• установки для пиролиза перерабатывают почти все виды бытовых отходов, но мусор предварительно должен быть отсортирован.

Высокотемпературный пиролиз в свою очередь имеет достоинства перед низкотемпературным:

• не требуется сортировать отходы;
• масса зольного остатка значительно меньше, и его можно использовать в промышленных и строительных целях;
• при температуре горения свыше 900°С разлагаются опасные вещества, не попадая в окружающую среду;
• полученные пиролизные масла не требуют очистки, так как они имеют достаточную степень чистоты.

Преимущества есть у каждого из методов переработки мусора, но все упирается в стоимость установок: чем эффективнее и выгоднее метод утилизации, тем дороже его установка и длиннее срок окупаемости. Несмотря на эти недостатки, государство стремится реализовать проекты по эффективной и безопасной переработке мусора, понимая: за этими технологиями будущее.

Доклад доктора технических наук Игоря Михайловича Мазурина (НИУ МЭИ) и инженера-эколога Веры Владимировны Понуровской (НИУ МЭИ) на XXV заседании Всероссийского междисциплинарного семинара-конференции геологического факультета МГУ «Система Планета Земля» 31 января 2017 года.

Сегодня на территории России скопилось более 31 млрд тонн неутилизированных отходов, и их количество ежегодно увеличивается более чем на 60 млн тонн в год. Однако, главной проблемой является не постоянное увеличение количества мусора, а, скорее, неумение им распорядиться. На приведенной ниже диаграмме хорошо видно, что Россия — мировой лидер по депонированию мусора.

В России нет заводов, которые осуществляют полный цикл переработки мусора. Большинство отечественных производств до сих пор ограничиваются покупкой промышленных прессов, необходимых для спрессовывания мусора для его дальнейшей укладки на полигоне.

В Москве официально функционируют четыре мусорных полигона: «Саларьево», «Ракитки», «Сосенки» и «Малинки», их емкость практически исчерпана. За первую неделю работы проекта Общероссийского народного фронта (ОНФ) «Генеральная уборка» на «Интерактивной карте свалок» только в Москве и Московской области была отмечена 21 нелегальная свалка. Всего же, по неофициальным данным, в России больше 20 тысяч таких свалок.

Как же эту проблему собираются решать в Год Экологии? Прямо перед Новым Годом Правительство утвердило паспорт приоритетного проекта «Чистая страна».

С января 2017 по 2025 год в стране предусматривается построить пять экологически безопасных мусоросжигающих заводов с термической обработкой твердых коммунальных отходов: четыре в Московской области и один — в Казани. Регионы, где начал реализовываться проект, выбраны не случайно — Татарстан и Москва с Подмосковьем не справляются с объемом твердых коммунальных отходов, которые образуются на их территории. При этом строятся эти заводы будут по зарубежным технологиям, включенным в справочник НДТ по обращению с отходами.

В процессе работы над справочником наилучших доступных технологий осуществлялся перевод и реферирование европейских технических справочников BREF, директив Совета Европы в сфере обращения с отходами и иных зарубежных источников, содержащих информацию о механизмах применения принципа наилучших доступных технологий.

Справочник НДТ по обращению с отходами составлен в 3 частях. Части 1 и 2 посвящены НДТ для обращения с отходами различными методами, за исключением специальных технологий по сжиганию, в части 3 представлены НДТ для сжигания отходов. НДТ для обращения с отходами и НДТ для сжигания отходов составлены на основе отдельных европейских справочников, то есть принята структура, аналогичная сложившейся в странах ЕС. Авторы справочника уверяют, что организационно-техническая и эколого-экономическая информация, содержащаяся в справочнике, адаптирована для применения в Российской Федерации. Здесь возникает несколько вопросов:

1. Каким образом вышеупомянутая информация адаптирована для российских реалий?

2. Почему в справочник не вошла ни одна отечественная технология ни по переработки мусора различными методами, ни по термической переработке?

3. И, наконец, почему в приоритетный проект вошли только технологии, касающиеся сжигания отходов?
Ответов на эти вопросы нет.

Но прежде всего необходимо разобраться, отвечает ли строительство мусоросжигательных заводов российскому природоохранному законодательству. Согласно ст.1 ФЗ №89 «Об отходах производства и потребления» целью обезвреживания отходов является «снижение негативного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду».

Зарубежные исследования здоровья людей, живущих поблизости от мусоросжигательных заводов, отмечают более частые случаи саркомы, лимфомы, рака легких, рака печени, врождённых уродств, а также аллергических заболеваний.

В самой грязной 1-километровой зоне, где риск онкологии высок для всех, неизбежно окажутся сотрудники завода и жители ближайших дач. В 5-километровой зоне, где риск заболеть раком у детей возрастает в два раза, оказывается множество деревень. В 24-километровой зоне загрязнения (расстояние, на которое могут распространяться образующиеся при сжигании отходов диоксины) проживает более полумиллиона человек.

При сжигании на мусоросжигаительном заводе 1 килограмма поливинилхлорида, из которого изготовлены многие виды линолеума, оконных рам и электрооборудования образуется до 50 микрограммов диоксинов. Этого количества достаточно для развития раковых опухолей у 50 000 лабораторных животных.

Сжигание мусора

Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.

Диоксины , подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа». Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей.

В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов — с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.

В настоящее время в России работают 7 мусоросжигательных заводов. Сжигание мусора на них производится при температуре до 850 градусов Цельсия. При такой температуре образуется максимальное количество диоксинов, поскольку эффективное разрушение диоксинов возможно только при температурах выше 1200 градусов.

Как же собираются контролировать такой опасный загрязнитель как диоксины? Согласно все тому же справочнику НДТ — раз в год. Такой редкий контроль не вызывает удивления, если вспомнить тот факт, что в России есть только 3 лаборатории, способные сделать анализ на диоксины: в Москве, в Уфе и в Обнинске.

Таб. 1. Периодичность контроля маркерных загрязняющих веществ в выбросах в атмосферный воздух

Раз в год собираются контролировать также кадмий, таллий, ртуть и ее соединения. А меду тем, Нью-Йоркский Департамент охраны окружающей среды установил, что государственные мусоросжигательные заводы выбрасывают до 14 раз больше ртути, чем угольные электростанции в расчете на единицу энергии. В 2009 году в Нью-Йорке мусоросжигательные заводы сбросили в общей сложности на 36% больше ртути, чем угольные заводы.

Напомним, что такое понятие, как «экологическое преступление» в нашем законодательстве отсутствует, а загрязнением часто считается превышение вредного компонента над фоном.

При этом архивные данные государственного мониторинга большей части территории нашей страны отсутствуют, и доказать вред причиненный ОС (тем более аккумулятивный) практически невозможно.

Что касается менее серьезных загрязнителей, чем ртуть и диоксины, то концентрации их выбросов в атмосферный воздух от мусоросжигательных установок превышают ПДК этих же веществ зачастую на три порядка .

Таб. 2. Текущие уровни выбросов в атмосферный воздух

Кроме того, Министерство природных ресурсов России только еще планирует запретить сжигание не сортированного мусора, пригодного к переработке. А до этого запрета на мусоросжигательных заводах будут жечь все подряд.

Почему в этом аспекте Россия не позаимствовала мировой опыт, остается неясным. В Европе, где тоже существуют мусоросжигательные заводы, осуществляется раздельный сбор:

— люминисцентных ламп, содержащих ртуть;

— элементов радиоэлектроники: батареек, аккумуляторов, микросхем, содержащих тяжелые металлы;

— пластика;

— химически агрессивных компонентов.

Кроме того, Директива ЕС об отходах предписывает раздельный сбор минимум четырех фракций твердых коммунальных отходов: стекла, бумаги, металла и пластика . При этом различные национальные законодательства могут предписывать населению осуществлять еще более тщательную сортировку мусора.

В ЕС приняты также отдельные директивы, регулирующие обращение со специальными видами отходов — упаковкой, отработанными маслами, отходами очистных сооружений, батарейками, вышедшими из употребления транспортными средствами, отходами электроники.

В России отсутствие нормативной базы по сортировке мусора приведет к тому, что подобрать сорбент на вредные выбросы будет практически невозможно, потому что невозможно будет спрогнозировать состав активных радикалов, которые дадут отходы при окислении. Невозможно будет и спрогнозировать те вещества, которые получатся при рекомбинации полученных радикалов. При таком подходе на выходе мы можем получить даже более токсичные вещества, чем те, которые мы планировали сжечь.

Хочется обратить внимание и на ультра-мелкие частицы, которые не может задержать даже правильно подобранный фильтр.

Ультра-мелкие частицы — это частицы, рожденные от горения материалов (в том числе полихлорированные бифенилы, диоксины и фураны). Эти частицы могут быть смертельными, вызывая раковые заболевания, инфаркты, инсульты, астму и заболевания легких. Подсчитано, что взвешенные в воздухе твердые частицы являются причиной гибели более 2 млн человек по всему миру каждый год.

Не стоит забывать также и то, что фильтрующие установки и элементы к ним обычно составляют около 2/3 стоимости всего проекта мусоросжигательного завода. В условиях российской действительности дорогостоящие фильтры могут установить, но потом отключить. Штрафы за такое нарушение незначительны, да и специалисты Росприроднадзора должны предупреждать о предстоящей проверке за три дня.

У Росприроднадзора, напомним, уже были претензии к газоочистным установкам мусоросжигательного завода. Так в ходе проверки в 2009 году МСЗ №2 в Москве предъявляются претензии к качеству работы и обслуживания газоочистных установок (ГОУ):

«В 2007 году оценка эффективности работы ГОУ вообще не проводилась. Технические осмотры ГОУ не проводятся», «фактическая эффективность ГОУ по веществам: диоксины и фураны, ниже заявленной в паспортах газоочистных установок проектной эффективности».

Почему-то полным молчанием обходят и сточные воды мусоросжигательных заводов.

Таб. 3. Текущие уровни сбросов сточных вод от систем мокрой газоочистки

Совершенно очевидно, что данные уровни сбросов не предназначаны для сброса в водоем, а, значит, необходимы дорогостоящие и многоступенчатые системы очистки сточных вод мусоросжигательных заводов.

Таким образом, можно убедиться, что мусоросжигательные заводы наносят вред окружающей среде и не удовлетворяют основной цели закона «Об отходах производства и потребления».

Кроме основной цели в законе прописан и основной критерий обезвреживания отходов . Этим основным критерием является уменьшение массы отходов .

Строительство мусоросжигательного завода в Казани планируется под лозунгом «Нулевое захоронение». Золу, остающуюся после сжигания отходов (а это 20−30% от массы отходов) планируется пустить в дорожное строительство.

Однако, на самом деле зола очень токсична (III класс опасности), поэтому сфера ее полезного применения весьма ограничена. Кроме того, не предусмотрен радиологический контроль золы мусоросжигательных отходов, хотя, как известно, при сжигании происходит повышении радиактивности примерно в 10 раз.

Зола ввиду своей химической нестабильности ограниченно применима в качестве заполнителя при строительстве дорог и малоответственных железобетонных изделий (бордюрный камень), то есть там, где обеспечивается ее стабилизация путем добавки в твердеющие смеси. К тому же, согласно последним исследованиям, добавка к цементным смесям золы от мусоросжигания ухудшает прочность цемента, хотя и приводит к стабилизации содержащихся в ней металлов. Во многих случаях зола захоранивается как токсичные отходы на специально оборудованных площадках.

Для обеспечения экологической безопасности и возможности широкого использования золы в строительстве требуется ее специальная переработка. Основная технология обезвреживания золы — ее переплавка с использованием различных схем подвода тепла (электрическая дуга, плазма и т. д.). Такой подход к проблеме видится не оправданным как по технологическим (многостадийность процесса утилизации отходов), так и по экономическим причинам (дополнительные капитальные и энергетические затраты).

Безусловно, в России существуют и отечественные технологии (например, утилизация отходов в шлаковом расплаве в печах Ванюкова), позволяющие получать потенциально экологически безопасные шлаки для производства широкого спектра строительных материалов.

Но, повторимся, ни одна отечественная технология в справочник НДТ так и не вошла.

Кроме того, по разным оценкам 1 т отходов при их сжигании дает 4−5 т продуктов горения и 2,5 м3 сточных вод. Их опасность для человека и окружающей среды мы подробно рассмотрели выше.

Стоит упомянуть и о том, что лоббисты мусоросжигательных заводов упорно умалчивают о дальнейшей судьбе сорбентов, которые должны улавливать вредные выбросы. В среднем любой сорбент рассчитан примерно на 10 тысяч циклов. Это примерно год эксплуатации, чуть больше или чуть меньше. А дальше сорбенты надо либо утилизировать, либо регенерировать, извлекая из них ядовитые компоненты. Ни про регенерацию, ни про утилизацию сорбентов ничего не известно. Напомним, что раз технология зарубежная, то, соответственно, зарубежные и комплектующие этих заводов, и сервисное обслуживание, то есть мы неизбежно попадаем в технологическую зависимость.

Таким образом, становится очевидно, принцип «нулевого захоронения» практически невозможен, а мусоросжигательные заводы не уменьшают, а увеличивают массу отходов, то есть не соответствуют основному критерию их обезвреживания.

В Московской области и Казани будут построены заводы швейцарско-японской компании Hitachi Zosen, которая возвела более 500 заводов по всему миру. Ниже мы кратко рассмотрим, как обстоят дела в этих странах с утилизацией мусора.

В Швейцарии шлак от МСЗ не используют для дорожных покрытий (как это предлагается в России), а захоранивают или используют при рекультивации мусорных полигонов. Фильтры же от МСЗ вообще экспортируются для захоронения в Германию. Повторимся, что судьбу российских фильтров упорно обходят молчанием.

В Японии уже давно проводится глубокая переработка вторсырья. В префектуре Иокогама жители сортируют мусор по 10 наименованиям. А городке Камикатцу, что на Сикоку, таких наименований до недавнего времени было 34, это число планируется увеличить до 44 в ближайшие пару лет.

Сортировка мусора не обязательно дороже его сжигания, полагают в Японии. И кое-где уже сокращают количество мусоросжигательных заводов. В Камикатцу за последние четыре года количество сжигаемого мусора сократилась вдвое.

Наконец, рассмотрим японскую динамику. В 2001 году сожжено 42 млн. т, захоронено 3 млн. тонн, переработано 7 млн тонн мусора в год. В 2008 же сожжено было уже только 36 млн тонн, захоронено 0,75 млн тонн, переработано — 10 млн тонн, при этом несложно заметить, что общее количество произведенного мусора сократилось на 12% — результат целенаправленных системных усилий муниципалитетов и гражданских инициативных групп.

Что касается других стран, то в США, например, в США из 150 МСЗ сегодня осталось около 70, а за последние 8 лет вообще не было построено ни одного нового мусоросжигательного завода. В Великобритании в 2009 году агентство рекламных стандартов запретило мусорной компании SITA Корнуолл распространять брошюры за пропаганду сжигания и, среди прочего, предъявило претензии в необоснованном указании на то, что Великобританское Агентство по охране здоровья якобы заявило, что современные мусоросжигательные заводы безопасны.

Необхоимо отметить, что в России общественность категорически против мусоросжигательных заводов. Так, Гринпис России, движение «РазДельный Сбор» и ЭКА объединились в «Альянс против сжигания и за переработку отходов» для информирования населения России об опасностях, которые несёт использование мусоросжигательных технологий.

Альянс подготовил и опубликовал меморандум, в котором можно в подробностях ознакомиться с позицией общественных организаций по вопросу обращения с отходами. В документе подчёркивается, что планы по строительству мусоросжигательных заводов противоречат действующему законодательству и основным направлениям государственной политики в сфере обращения с отходами в РФ. Экологически безопасной и экономически эффективной альтернативой, отвечающей целям устойчивого развития страны, являются сокращение потребления и повторное использование, а также раздельный сбор и переработка отходов.

Альянс обращает внимание, что существует конкуренция за отходы между мусоросжигательной и перерабатывающей отраслями. Поэтому поддерживая в первую очередь строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ), правительство РФ блокирует развитие отрасли вторичной переработки, так как самые хорошо горящие отходы — пластик и макулатура — являются и самыми востребованными на рынке вторсырья.

В меморандуме отмечается опасность попыток объявить энергию от сжигания отходов возобновляемой и ввести на неё «зелёный» тариф, который обяжет участников оптового рынка электроэнергии закупать энергию у МСЗ. Разница в тарифах будет переложена на потребителей, либо будет компенсироваться за счёт субсидий из бюджета, которые могли бы направляться в том числе на развитие отрасли вторичной переработки.

Итак, мусоросжигательные заводы не только уничтожают полезные компоненты, содержащиеся в отходах, но и являются исключительно опасным производством для человека и окружающей среды.

Игорь Мазурин, Вера Понуровская

Заводские способы утилизации отходов можно разделить на мусоросжигание (более точно -- термические способы утилизации) и мусоропереработку. Термические методы обезвреживания твердых отходов, в свою очередь, условно можно разделить на две группы: термодеструкцию (пиролиз) отходов с получением твердых, жидких и газообразных продуктов и огневой метод (сжигание), приводящий к образованию газообразных продуктов и золы.

В зависимости от состава и подготовки твердых отходов существует слоевое сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах, слоевое или камерное сжигание подготовленных отходов (свободных от балластных фракций) и сжигание в кипящем слое для ликвидации промышленных отходов. При слоевом сжигании в топке мусоросжигательного котла в первой зоне (слое) происходит выход летучих продуктов, по мере увеличения температуры происходит газификация отходов и далее идет слой горящего кокса. Сжигание должно проходить при температуре 800--1000 °С.

Сжигание исходных отходов хотя и является простым и универсальным методом утилизации отходов, но имеет массу недостатков, главный из которых, как уже отмечалось, большой остаток шлака, высокий уровень образования диоксинов и кислых газов, которые выделяются на стадии газификации и ведут к загрязнению атмосферы из-за большой влажности при большой доле (выше 40%) пищевых отходов. По этим причинам на практике температура в топке не превышает 550 °С. Более современный способ сжигания -- это сжигание в псевдоожиженном слое. Принцип работы реакторов с псевдоожиженым слоем состоит в подаче горючих газов (воздуха) через слой инертного материала (песок с размерами частиц 1--5 мм), поддерживаемого колосниковой решеткой. При критической скорости потока газа инертный слой переходит во взвешенное состояние, напоминающее кипящую жидкость. Поступившие в реактор отходы интенсивно перемешиваются с инертным слоем, при этом существенно интенсифицируется теплообмен. Температура в реакторе колеблется от 800 до 990 °С в зависимости от материала инертного слоя, т.к. процессы в псевдоожиженном слое проводят при температурах, не приводящих к расплавлению или спеканию реагирующих материалов. Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

К основным достоинствам способа относятся: интенсивное перемешивание твердой фазы, приводящее практически к полному выравниванию температур, небольшое гидравлическое сопротивление слоя; отсутствие движущихся и вращающихся частей; возможность автоматизации процесса обезвреживания; возможность сжигания отходов с повышенной влажностью.

Для несортированного мусора РФ требуемую полноту сгорания выдержать не удается. Часто температура сгорания падает в 2 -- 2,5 раза по отношению к расчетной и доля шлака увеличивается до 40 -- 50% по массе, вместо 7 -- 10% по расчету. Вместо сгорания на этих режимах происходит деструкция ТБО с обильным выделением вредных веществ, включая диоксины. Проблема усугубляется недостаточной очисткой дымовых газов (обычно только в механическом и электрическом фильтрах). На таких режимах работы МСЗ уменьшает массу отходов лишь в 1,5 -- 2 раза (объем при этом уменьшается в 8 -- 10 раз -- легкие фракции сгорают) и существенно загрязняют окружающую среду. На ряде заводов делались попытки повысить полноту сгорания за счет увеличения времени пребывания ТБО на колосниках (до 1,5 часов вместо 10 -- 15 минут) или добавлением топлива (газа). Но, как и увеличение подачи газа для дожигания, это приведет к росту цены сжигания. Выход из положения -- в сортировке ТБО на местах сбора населением. Только выделение пищеотходов позволит повысить полноту сгорания. Останется проблема высочайших вредностей -- диоксинов и отделения хлорсодержащих материалов. Из-за этого были закрыты многие МСЗ в США. Но ведь даже сейчас во Франции действует более 300 заводов, в Германии -- более 400. Это связано с тем, что сам состав отходов, поступающих ка МСЗ за рубежом, более благоприятный из-за частичной сортировки населением. Кроме того, эти заводы оснащены системой регулирования и поддержания температуры сгорания, многоступенчатой системой очистки выходящих газов, стоимость которой составляет до 30% капитальных вложений в МСЗ. Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

Несколько лучше обстоит дело с обезвреживанием подготовленных отходов. Подготовленными отходами будем называть ТБО и ТПрО, прошедшие сортировку или измельчение, или и то, и другое. Для их обезвреживания применяется пиролиз или сжигание в специальных печах.

Пиролиз позволяет ликвидировать твердые и пастообразные отходы без их предварительной подготовки. Очень важно и то, что этот метод позволяет ликвидировать отходы с повышенной влажностью, отходы «неудобные» для сжигания. В их числе -- различные углеводородные материалы, автомобильные шины и т.п. Другое преимущество особенно высокотемпературного пиролиза -- это получение горючего -- газа, который может использоваться как топливо.

Заводы с пиролизными установками различаются по температурному режиму обработки отходов, методам предварительной подготовки, получаемым продуктам. Но все они позволяют утилизировать значительную часть отходов и в большей степени отвечают требованиям к охране окружающей среды по сравнению с мусоросжиганием.

Но и для этих производств существует диоксиновая опасность. В России систематические определения зараженности диоксинами не проводились. В последние годы выборочные проверки показали, что вблизи химзаводов с производством на основе хлорсодержащих материалов имеет место повышенное содержание диоксинов не только в почве (0,9...40 мкг/кг), но и в шламонакопителях (150 мкг/кг), питьевой воде (10...20 мкг/кг). И даже в продукции этих заводов (г.г. Уфа, Чапаевск, Ногинск, Дзержинск) содержится 10...140 мкг/кг диоксинов (норматив США -- 5 мкг/кг).

Одним из основных источников диоксинов являются свалки и сжигание твердых отходов. Но все же МСЗ остаются, наряду с химическими предприятиями, основными поставщиками диоксинов в окружающую среду. Особенно для несортированного мусора, когда пластик, резина, линолеум, изоляционная лента, пакеты и пленки, пропитанные синтетическими смолами и клеями древесные материалы, лакокрасочные составы и т.п. подаются в камеру сгорания вместе с влажными пищеотходами.

Диоксиновая опасность заставила Правительство РФ в 1995 г. принять специальную целевую программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматриваются не только мероприятия по контрольному мониторингу, правовые и организационные меры, но и предложения по предотвращению опасных загрязнений. Предусмотрена разработка лечебных препаратов и средств, препятствующих всасыванию яда в организм. Но самое главное -- не допустить накопления диоксинов в природе. По возможности следует избегать применения хлорсодержащих материалов в быту. Избегать сжигания несортированного мусора, горения свалок и уличного смета (в т.ч. листьев). Если все же МСЗ работает на несортированном мусоре (результат сбора навальных отходов из мусоропроводов), то необходимо:

1. Обеспечивать горение при температуре не ниже 920 СС с небольшим коэффициентом избытка воздуха (до 1,6). Иметь систему регулирования этих параметров.

Тщательно перемешивать ТБО в камере сгорания и сохранять их в основной зоне горения с наибольшей температурой, как минимум, несколько секунд.

Исключить вынос и неконтролируемое использование шлака и золы после сжигания. Их складировать с наибольшими предосторожностями.

4. Обеспечить максимально возможную очистку продуктов сгорания от газообразных органических веществ.

Диоксиновая опасность остается основным препятствием для сжигания отходов. В последнее время к этому добавились экономические препятствия и международные соглашения по уменьшению парниковых (трех и более атомных) газов. Планируемое в РФ введение платы за выбросы ранее считавшейся безвредной двуокиси углерода может привести к закрытию даже действующих МСЗ. На конференции ООН в Киото (Япония) в декабре 1997 г. подтвержден ранее установленный барьер для выбросов парниковых газов; сокращение для всех стран к 2008 году должно быть не менее, чем на 5 процентов. И это барьер для сжигания. Причем барьером для сжигания являются не только диоксины, но к все продукты неполного сгорания. К ним, кроме полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ), о которых шла речь выше, относятся также полихлорированные би-фенилы (ПХБ) и полиароматические углеводороды (ПАУ). При всем различии между ними (ПАУ, типичным представителем которых является бенз(а)пирен, в отличие от диоксинов и ПХБ, не содержат хлора) общим для всех этих соединений является их высочайшая токсичность. Кроме того, если отбросить специальные химические и металлургические производства, то основным условием появления всех этих веществ является неполное сгорание. Ряд исследователей обоснованно относит МСЗ к наиболее опасным источникам загрязнения среды этими токсикантами. Анализ последних работ, выполненных по заданию Всемирной организации здравоохранения ООН и других авторитетных органов, позволил доктору химических наук С.С. Юфиту назвать МСЗ «помойкой на небе». Сравнивая выбросы европейских ТЭЦ на угле и МСЗ на начало 80-х годов, он приходит к выводу, что по целому ряду опаснейших соединений МСЗ на порядок хуже (по свинцу, например, выбросы МСЗ составляют 20 г на кг против 2,1 г на кг летучей золы, по цинку -- 48, против 2,8 г и т.п.). Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

Означает ли все сказанное выше, что МСЗ не имеют права на существование? Конечно, нет. Но эти заводы требуют особого внимания к очистке выбросов, сбросов и утилизации шлакозольных смесей. А значит, и очень существенных затрат -- капитальных, эксплуатационных. То, что успех на этом пути возможен, показывает опыт Нидерландов, которые после принятия государственного плана по снижению опасности МСЗ («Директива по сжиганию, 1989») сумели ценой кардинальной модернизации двух третей МСЗ и закрытия остальных (это потребовало вложения по 200 -- 250 млн долларов ежегодно) существенно снизить вред от сжигания частично сортированного населением ТБО.

Нередко на наших загородных участках накапливается большой объем мусора. Часто на них остаются отходы от строительно-ремонтных работ. И уж тем более без мусора растительного происхождения на даче не обойтись.

Это могут быть листья, сухая трава, ботва выкопанных корнеплодов, ветки от обрезанных кустарников и деревьев. Не стоит забывать и о бытовых отходах.

Утилизация всего этого своими руками является насущной проблемой владельцев загородных участков.

Как можно избавиться от мусора

Решить проблему можно по-разному. И сразу следует сказать о том, что не стоит выбрасывать мусор в близлежащий овраг, ров или лес, превращая природный ландшафт в помойку.

Обратите внимание!
За организацию стихийных свалок законами РФ предусмотрена административная, а в некоторых случаях и уголовная ответственность.
Помимо этого — соседство с помойкой никому из нас не будет приятно.

Вывоз отходов

На сегодняшний день самое простое решение — организовать вывоз мусора с дачного участка.

1. Существует много специальных коммунальных организаций, а также частных компаний, которые на коммерческой основе занимаются утилизацией всех видов отходов.
2. Чтобы заказать услугу и вывезти мусор с дачи, достаточно найти в интернете сайт соответствующей компании либо откликнуться на ее объявление в газете.
3. Заключив с организацией договор, вы решите проблему мусора наиболее простым и радикальным образом.

Однако, если по каким-то причинам (например, вас не устроит цена вопроса) наладить такую утилизацию отходов не представляется возможным, придется искать иные практичные и цивилизованные способы.

Компостирование органики

Значительную часть мусора: остатки пищи, ветки, опавшую листву, скошенную траву, выполотые сорняки, целлюлозу (бумага, картон) и прочую органику, можно применить для приготовления компоста.

Обратите внимание!
Это один из лучших методов утилизации растительного и пищевого мусора.
Так вы не только избавитесь от немалой толики отходов, но и приготовите прекрасное удобрение.

1. Для изготовления компоста следует сделать специальный ящик.
2. Чтобы не заводились мошки и мухи, необходимо отходы плотно укрыть скошенной травой либо засыпать опилками.
3. Можно оснастить ящик для компоста и крышкой.
4. Благодаря этому методу утилизации мусора, оставшиеся отходы отнимут меньше полезной площади, а хранить их будет проще.

Как правильно сжигать отходы

Не стоит разжигать костер — это опасно и не эффективно.

Сжигание является еще одним легко доступным, проверенным веками и простым методом избавления от дачного мусора.

Грамотный порядок действий

1. Чтобы избавиться от садово-огородных отходов, не следует разводить открытый огонь – это неэффективно и опасно. Помимо всего прочего, костер нанесет вред плодородности почвы под ним.
2. Лучше всего использовать специальный очаг. Для его сооружения подойдет металлическая бочка. Ее нужно поставить на максимальном расстоянии от дачных построек, деревьев и кустов.
3. Подобную печь удобно контролировать. По мере необходимости, ее можно за несколько секунд потушить.
4. Еще одно достоинство подобного очага – его мобильность. Когда процесс сжигания мусора будет завершен, бочку можно спрятать в сарай, чтоб она не портила внешний вид ваших владений.

Конструкция садовой печки

Чтобы сделать печь для мусора на дачу, вам нужна будет любая старая бочка из металла с толстыми стенками. можно эксплуатировать несколько лет, тогда как тонкостенная печь прогорит за один сезон.

Конструкцию очага можно выбрать из двух вариантов.

1. Первый из них – это бочка с оставленным дном.
2. В нем следует просверлить отверстия, необходимые для поступления воздуха.
3. В стенках бочки также надо проделать дырочки, на половину их высоты.
4. Далее конструкция ставится на кирпичи. Так меж землей и дном очага будет промежуток для притока воздуха.

Если вами осуществляется аренда дизель генератора для дачи, то у вас остаются бочки из-под топлива.

Одну из них можно использовать для второго варианта печи.

1. В данном случае днище у бочки убирается. Его можно обрезать болгаркой, если ее нет, то применить зубило. В итоге у вас получится просторный цилиндр.
2. На следующем этапе нужно вырыть ямку длиной около 100 и шириной 20/30 см. На нее и ставится бочка без дна.
3. Инструкция по разжиганию данной печи такова. В ямке разводится огонь, на него ставится цилиндр, после этого загружается мусор. Канавка будет выполнять функцию воздуховода, который обеспечит скорейшее прогорание отходов.

Обратите внимание!
Зола, которая остается после сжигания органики, является прекрасным удобрением.
Вы сможете использовать ее в саду или огороде.
Пластик и прочую синтетику сжигать на даче не следует.
Продукты их горения токсичны и могут нанести вред человеку, животным и растениям.

ООО “Институт Стальпроект” предлагает экологически чистую технологию переработки отходов. Стратегическим направлением в решении проблемы отходов является рециклинг.

Однако в настоящее время большинство отходов либо нецелесообразно повторно использовать по экономическим соображениям, либо не созданы соответствующие технологии. Поэтому значительную часть отходов захоранивают или уничтожают. Захоронение является более дешевым способом, однако оно по существу не решает проблему, а переносит ее решение на будущее. Наиболее радикальным способом уничтожения отходов является их сжигание. Существуют десятки способов сжигания отходов, однако наибольшее распространение имеет способ сжигания отходов в слое на колосниковых решетках. Этот способ осуществляется при температуре 800-1100 о С. Продуктами сжигания является твердая зола (летучая и нелетучая) и дымовые газы. Относительно низкая температура сжигания приводит к тому, что этот способ имеет существенные экологические недостатки. В последние годы изменились представления о безопасности этого направления. Относительно низкие температуры сжигания не позволяют полностью разложить сложные органические соединения, которые остаются в твердых и газообразных продуктах сжигания. Самими опасными из этих соединений являются диоксины. В золе содержится большое количество тяжелых металлов, часть которых находится в виде растворимых в воде соединений. Объем дымовых газов велик, что увеличивает затраты на их очистку. При сжигании отходов на колосниковых решетках образуется значительное количество вторичных отходов, которые нельзя полезно использовать.

Повышение зкологических требований привело к необходимости дополнительных приемов для снижения экологического ущерба. По отношению к золе применяются химические и термические способы обезвреживания. Дымовые газы подвергают сложной многоступенчатой механической и химической очистке. Сегодня существуюет оборудование, которое позволяет обеспечить самые строгие требования по выбросам, однако при его использовании производство по сжиганию отходов превращается в сложное химическое предприятие. Сложность оборудования и технологического процесса снижает надежность его работы и увеличивает стоимость оборудования.

Радикально решить задачу повышения безопасности сжигания отходов можно путем существенного увеличения температурного уровня процесса свыше 1300 о С, при этом органические вещества надежно разлагаются, а вместо золы получается инертный расплавленный материал.

Мы предлагаем технологию высокотемпературного сжигания отходов, обеспечивающую высокие экологические показатели. Процесс осуществляется следующим образом:

В печи образуют шлаковую ванну, которую интенсивно перемешивают кислородосодержащим дутьем. Температура шлаковой ванны составляет 1400-1600 о С. Отходы сверху непрерывно загружают на поверхность интенсивно перемешиваемого расплава. Под действием потоков шлака отходы замешиваются в объем ванны, где происходит их окисление кислородом дутья. Минеральные компоненты отходов растворяются в шлаке и непрерывно пополняют ее объем. Выделяющиеся из ванны газы дожигаются над ее поверхностью кислородом, который подается выше уровня шлаковой ванны. Температура газов в зоне дожигания составляет 1500 -1700 о С. После дожигания в печи газы направляются в котел, где производится пар энергетических параметров и затем на газоочистку. По мере накопления шлак через сифон выводится из печи и направляется на переработку. Если в отходах содержится железо или его оксиды, на подине печи формируется ванна металла по составу близкого к чугуну, который также выводится из печи по мере накопления.

Такой способ переработки отходов имеет следующие преимущества:

— Вместо загрязненной золы производится гомогенный шлак, не содержащий органических соединений, в том числе диоксинов и фуранов. Состав шлака может корректироваться присадками для придания ему нужных свойств. Шлак пригоден для производства строительных материалов непосредственно из жидкого шлака-минерального волокна, каменного литья, щебня.

— Количество пыли невелико и составляет около 1% от массы перерабатываемых отходов. Половина этой пыли возвращается обратно в печь (пыль с 1-й ступени газоочистки), вторая половина должна выводиться из производства или захорониваться, либо направляться на переработку.

— Количество дымовых газов за счет применения обогащенного кислородом дутья составляет 1500-1600 нм 3 /т отходов, что в 3,0-3,5 раза меньше, чем при использовании для сжигания воздуха.

— За счет ступенчатого сжигания содержание оксидов азота до газоочистки составляет около 70 мг 3 /нм 3 .

— Примерно половина содержащихся в отходах серы, хлора и фтора связываются в твердые соединения, которые улавливаются аппаратами газоочистки без использования химических методов.

— Температура в зоне дожигания и время пребывания в ней газов обеспечивают полное разложение и сгорание органических соединений.

Пилотная установка по переработке отходов в шлаковом расплаве была построена в Южной Корее в рамках исследовательской программы министерства экологии Кореи и фирмы “Samsung Heavy Industries”. ООО “Институт Стальпроект” спроектировал печь, выдал задания на вспомогательное оборудование, разработал технологию процесса, принял участие в пуско-наладочных работах. Корейская сторона спроектировала вспомогательное оборудование и построила пилотную установку.

Аппаратная схема пилотной установки

Производительность пилотной установки до 1т отходов в час. Отходы из бункеров дозируются на конвейер, по которому загружаются в печь. Металл и шлак выводятся из печи по мере накопления. Дымовые газы направляются в камеру дожигания, затем в котел, циклон, через дымосос в трубу Вентури и мокрый скруббер. В качестве дополнительного топлива использовался природный газ, уголь, и измельченные изношенные автомобильные покрышки. В ходе испытаний были отработаны все основные элементы технологии. Проверены и усовершенствованы приемы управления процессом. Подтверждена возможность переработки в шлаковом расплаве отходов различной калорийности и состава, как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Подтверждены экологические преимущества процесса.

Короткий фильм дает наглядное представление о конструкции установки и элементах технологии высокотемпературного сжигания отходов.