Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является основой управления в системе обращения с отходами.

Основными методами переработки отходов являются:

 компостирование,

 биоразложение,

 сжигание.

Эти методы особенно эффективны при переработке ТБО.

1. Компостирование.

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Компостирование – это биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом.

Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60 0 С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу.

Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.

Стоимость методов компостирования растет с применением специализированной техники и может достигать значительных величин.

Схема работы мусороперерабатывающего завода следующая . Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:

 прием и предварительная подготовка мусора;

 собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;

 обработка компоста.

Переработка мусора должна обязательно сочетаться с выдачей продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении.

Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. В ходе биотермического процесса происходит гибель большей части патогенных микроорганизмов.

Однако, компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах, не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, т.к. содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.

2. Биоразложение органических отходов

Общепризнанно, что биологические методы разложения органических загрязнений считаются наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными.

Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах - газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.

Существенными недостатками аэробных технологий, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией большого количества образующегося избыточного ила (до 1–1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ).

Исключить указанные недостатки помогает анаэробная обработка сточных вод методом метанового сбраживания. При этом не требуется затрат энергии на аэрацию, что играет большую роль в условиях энергетического кризиса, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое топливо – метан.

В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты; альдегиды; кислоты алифатического и ароматического рядов.

Последовательное многоступенчатое разрушение молекул органических веществ возможно благодаря уникальным способностям определенных групп микроорганизмов осуществлять катаболический процесс – расщепление сложных молекул до простых и существовать за счет энергии разрушения сложных молекул, не имея доступа ни к кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетическом отношении акцепторам электронов (нитрат, сульфат, сера и др.). Микроорганизмы используют для этой цели углерод органических веществ. Следовательно, в процессе восстановительного расщепления сложные органические молекулы разрушаются до метана и углекислого газа.

3. Сжигание отходов

Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30% (по массе) и водород 4% (по массе), входящие в состав органических соединений. Теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленно развитых европейских регионах теплотворная способность ТБО составляет 1900–2400 ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300 ккал/кг и прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования.

Сжигание ТБО, как правило, является окислительным процессом. Поэтому и в камере сжигания превалируют окислительные реакции. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО 2 и Н 2 О.

При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью, высокой летучестью и содержанием, такие как например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути).

Можно отметить два основных пути образования диоксинов и фуранов при термической переработке ТБО:

 первичное образование в процессе сжигания ТБО при температуре 300–600 º С;

 вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl , соединения меди (и железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450 º С (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).

Температура начала распада диоксинов –700 º С, нижний температурный предел образования диоксинов –250–350 º С.

Для того, чтобы при сжигании на стадии газоочистки обеспечить снижение содержания диоксинов и фуранов до требуемых норм (0,1 нг/м 3) должны быть реализованы так называемые первичные мероприятия, в частности, «правило двух секунд» – геометрия печи должна обеспечить продолжительность пребывания газов не менее 2 сек. в зоне печи с температурой не менее 850 º С (при концентрации кислорода не менее 6%).

Стремление к достижению при сжигании максимально высоких температур и созданию каких-либо дополнительных зон дожигания не решает полностью проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способности диоксинов в новому синтезу при снижении температуры.

Высокие температуры приводят к увеличению выхода летучих компонентов и росту выбросов опасных металлов.

Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:

 связывание образующегося при сжигании ТБО HCl с помощью соды, извести или гидроксида калия;

 перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например, связывание меди в комплексы с помощью аминов.

В зависимости от температуры процесса, все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:

 процессы при температурах ниже температуры плавления шлака;

 процессы при температурах выше температуры плавления шлака.

Слоевое сжигание ТБО осуществляют на подвижных решетках (колосниковых и валковых) и во вращающихся барабанных печах.

3.1. Слоевое сжигание.

Сжигание на колосниковых решетках.

Все колосниковые решетки устанавливаются в топке, которая представляет собой камеру сгорания, куда подаются отходы и дутьевой воздух в качестве окислителя органических веществ.

Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой систему, состоящую из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (6–12,5 º) и переталкивают материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21–25 º) и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов. При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения.

Сжигание на валковых решетках.

Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. При использовании топок с валковыми решетками, заимствованными из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вращающихся валков (барабанов).

Опыт эксплуатации заводов, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками, позволил выявить целый ряд недостатков:

 неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние вследствие плохой стабилизации процесса сжигания;

 часто не достигается оптимальная температура;

 большой выход недожога;

 плохое качество шлака;

 значительная потеря черных металлов;

 эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла;

 сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.

Механическое внедрение европейского оборудования, предназначенного для прямого сжигания неподготовленных городских отходов в России недопустимо, так как в городах РФ практически отсутствует сбор отходов.

Сжигание в барабанных печах.

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют редко. Чаще всего эти печи используют для сжигания специальных, в том числе и больничных, отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.

Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушиваются до температуры 400 º С а затем происходит газификация и сжигание, обычно при температуре 900–1000 º С.

В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток.

Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов на мусоросжигательных заводах считается устаревшей и подобная технология не закладывается в проекты новых заводов.

3.2. Сжигание в кипящем слое.

Сжигание в кипящем слое осуществляется за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое-газ» за счет превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии.

Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики.

Считается, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание.

Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность. В ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое, особенно в циркулирующем кипящем слое, оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.

Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания 850–920 º С.

В связи с тем, что температура сжигания ТБО в кипящем слое на 50–100 º С ниже по сравнению со слоевым сжиганием, заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NO с отходящими газами.

Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок , поверхность частиц которого создает большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.

После разогревания песка с помощью запальной горелки до температуры 750–800 º С начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с песком и в процессе движения истираются.

В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для поддержания режима горения.

3.3. Сжигание при температурах выше температуры плавления шлака.

Основными недостатками традиционных методов термической переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000–6000 м 3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему). Кроме того, шлаки имеют повышенное содержание тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение, в основном, в качестве пересыпного материала на свалках.

Для получения расплава шлака непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300 º С). Это, как правило, требует либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии. Замена части дутьевого воздуха на кислород одновременно обеспечивает снижение количества отходящих газов.

Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.

В начале 90-х годов для термической переработки ТБО при температуре 1350–1400 º С предложены металлургические печи Ванюкова. Сжигание осуществляется в кипящем слое барботируемого шлакового расплава, который образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ.

Механический перенос этого процесса для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен из-за:

 того, что КПД печи Ванюкова из-за высокой температуры отводимых газов (1400–1600 º С) очень низок;

 того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО на 70–80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную,

 отсутствия широкомасштабных испытаний процесса применительно к ТБО, что не позволяет отработать: узлы загрузки и разгрузки; автоматизацию процесса с учетом колебаний состава сырья, состава и объема отходящих газов и др.; автогенность процесса применительно к термообработке отходов как гетерогенной смеси многих компонентов, отличающихся составом, крупностью и теплотворной способностью. Следует заметить, что колебания состава ТБО несопоставимы с колебаниями состава порошкообразных концентратов, направляемых для плавки в печи Ванюкова. Тщательное усреднение колебаний состава концентратов позволяет добиться колебаний в пределах 0,5%, в то время как исходные ТБО усреднению практически не поддаются;

 высокой стоимость процесса и оборудования.

Таким образом, наиболее целесообразно использовать сжигание при температурах выше температуры плавления шлака для переработки не исходных ТБО, а для обезвреживания шлаков или их обогащенных фракций, образовавшихся в термических процессах переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака. Выход шлаков в этих процессах составляет 10–25% от исходных ТБО, что резко снижает потребную производительность печей и позволяет периодически вовлекать шлак в переработку.

На сегодняшний день проблема утилизации бытовых и промышленных отходов стоит особенно остро. Не так много начинающих бизнесменов хотят открыть собственное дело по переработке мусора. И совершенно зря, на нем можно неплохо заработать! Главное, правильно выбрать ячейку для бизнеса.

Виды отходов и способ их утилизации.

Существуют две основные группы отходов:

1. Органические (костные, кожаные, деревянные, пищевые);

2. Неорганические (резина, стекло, пластик, бумага, металл).

Применяются следующие способы утилизации пищевых и промышленных отходов:

1. Переработка на вторичное сырье;

2. Сжигание мусора (камерное, слоевое, в кипящем слое);

3. Захоронение в специально отведенных для этого зонах;

4. Брикетирование (заключается в упаковке гомогенного мусора в специальные брикеты);

5. Компостирование (вторичное применение органических отходов в качестве удобрения, после обработки их микроорганизма).

Переработка отходов.

Натуральные и органические отходы перерабатывают в компост для получения специального удобрения для растений. После переработки токсических материалов, используя метод захоронения или сжигания, получают строительные или промышленные материалы. Из электронного мусора (старые телевизоры, магнитофоны и другая техника) после технического преобразования получают цветные металлы и промышленное стекло. Холодильное оборудования, предварительно высосав хладагент и масло, разделяют пол частям и проводят техническую переработку.

Около 80% частей холодильного оборудования можно применить вновь для изготовления холодильников. Автомобили разбирают на части и продают исправные детали по заниженной стоимости. Макулатуру, после переработки, применяют для изготовления туалетной бумаги или бумаги более низких сортов.

Аренда помещения.

Для утилизации бытовых отходов необходимо арендовать помещение не менее 500 м2. Около половины площади будут занимать производственные помещения. Это должна быть промышленная зона. При этом 100 м2 будет использовано в качестве складских помещений, 50 м2 - административная зона. Санитарная зона участка - не менее 500 м. На участке должен присутствовать удобный подъезд для грузовых машин и отдельный вход для персонала. В помещении должна присутствовать водопроводная линия, местное и центральное теплоснабжение, канализация. Помещение должно иметь противопожарную защиту и охранную систему. Стоимость аренды такого помещения составляет - 1,6 тыс. $ в месяц.

Оборудование.

Для организации утилизации промышленных и бытовых отходов необходимо купить следующее оборудование:

1. Линия для сортировки - 21 тыс. $;

2. Дробилка - 15 тыс. $;

3. Бункер для накопления мусора - 8 тыс. $;

4. Пресс - 20 тыс. $;

5. Магнит - 3 тыс. $.

Стоимость такого оборудования составляет около 70 тыс. $.

При этом, по мнению экспертов, не стоит вкладывать деньги на дорогое оборудование импортного производства. Аналоги от отечественного производителя не отличаются по надежности и производительности.

Персонал.

Особенностью данного вида производства является ручной труд. Все операции на производственной линии проводятся только вручную: сортировка, измельчение и отбраковка. Именно поэтому, даже малому предприятию может понадобиться штат сотрудников около 40 человек. Данное предприятие работает в посменном режиме. В течение одной смены будут выполнять работу от 12 до 15 человек. Это сортировщики, специалисты и дежурный электрик. Зарплата рабочих составляет около 5 тыс. $ в месяц.

Материалы.

Для утилизации отходов необходимо собирать бытовые и промышленные отходы. Данное сырье является доступным и бесплатным. Главное, предварительно оформить все необходимую документацию и получить соответствующее разрешение на утилизацию мусора.

Документация.

Перед началом бизнеса по утилизации бытовых и промышленных отходов необходимо получить обязательную документацию. В первую очередь необходимо пройти экологическую экспертизу. Документ дается на всю жизнь. Следующий шаг - это обращение в городское коммунальное и водное хозяйство, противопожарную и санитарную службу для получения соответствующих разрешений. И только после этого, со всеми полученными документами можно обращаться в Министерство экологии и природных ресурсов для получения лицензии на утилизацию отходов. Процедура занимает около 2-4 месяцев. Ее стоимость составляет около 90 $.

Как и любая другая деятельность, утилизация отходов требует рекламы. Обязательно наличие собственного сайта, на который могут обращаться потенциальные клиенты. Также можно поместить рекламное объявление в журналах и газетах. Дополнительно важно принимать участие в семинарах данной тематики. Дополнительно можно сделать наружную рекламу в промышленных участках города. Все эти действия положительно скажутся на поиске потенциальных клиентов. Стоимость рекламы составляет около 150 $.

Основные затраты.

Для открытия собственного бизнеса по утилизации бытовых и промышленных отходов необходимо учесть следующие основные расходы:

1. Аренда помещения - 1,6 тыс. $;

2. Оборудование - 70 тыс. $;

3. Персонал - 5 тыс. $;

Итого, для открытия бизнеса по утилизации отходов необходима сумма в 77 тыс. $.

Прибыль и период окупаемости.

Ежемесячно из отходов можно отсортировать около 8 тонн макулатуры, 1 тонны полимеров, 200 кг алюминиевых банок и пластиковых бутылок. Итого, ежемесячно от 1 тонны макулатуры можно получить прибыль в 170 $, полимеров на 125 $ и алюминиевых банок на 200 $ и больше. Итого, ежемесячная прибыль предприятия может составить около 9 тыс. $. Данный бизнес имеет высокую рентабельность - до 50%. Период окупаемости первоначальных вложений составляет 2 года.

Рынок сбыта и развитие направления.

Сбывать полученные материалы можно по следующим направлениям:

1. Промышленные предприятия;

2. Заводы по изготовлению картона;

3. Бумажные фабрики;

4. Производственные предприятия, использующие вторсырье.

Развивать бизнес можно посредством изготовления товаров из вторсырья. Если есть желание добиться максимальной рентабельности бизнеса, в таком случае можно заняться наиболее глубокой переработкой отходов.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «Управление качеством»

К О Н Т Р О Л Ь Н А Я Р А Б О Т А

по дисциплине: «Экология»

На тему: « Способы утилизации промышленных и бытовых отходов»

Выполнил:

Студент 1 курса

за 1 семестр

оооооооооооо

Москва, 2010

Введение ……………………………………………………………………… 3

1. Воздействие бытовых отходов на окружающую среду………………… 4

2. Проблемы ликвидации твердых отходов ……………………………….. 6

3. Рециклизация - вторичная переработка отходов ……………………….. 8

4. Комплексная программа ликвидации отходов ………………………….. 12

5. Опыт использования технологий утилизации мусора………………….. 14

6. Виды разлагаемых пластиков и способы их утилизации……………….. 18

Заключение…………………………………………………………………… 19

Список литературы…………………………………………………………… 21

Введение

По оценке американских экспертов в области охраны природы, проблема мусора в последние годы выдвинулась среди прочих экологических проблем на первое место. Говоря об озоновых дырах, атомных электростанциях и глобальном потеплении, мы не замечаем, как к нам незаметно подкрадывается ещё одна опасность - погибнуть под горами мусора, создаваемого человечеством.

Человеку в процессе жизни свойственно оставлять за собой всевозможный мусор и различные отходы. За одну человеческую жизнь их скапливается, очень много. В каждом доме образуется огромное количество ненужных материалов и изделий. Исследования показали, что состав городских твёрдых бытовых отходов примерно таков: бумага-41%, стекло-12%, платмассы-5%, резина и кожа-3%, пищевые отходы-21%, железо и его сплавы-10%, древесина-5% и др. Традиционно всё это выбрасывается. На протяжении многих лет количество ТБО неуклонно возрастает. Человек нарушает один из основных экологических законов - круговорот веществ в природе, вводя новые, чуждые природе вещества.

Проблема мусора была одной из важнейших экологических проблем больших городов. Но каждый день я наблюдаю, что для нашего небольшого города эта проблема становится всё более острой.

Растущее количество отходов и нехватка средств их переработки характерны для многих городов. Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на кратковременную службу человеку.

Цель контрольной работы рассмотреть вопрос об утилизации отходов

Анализ воздействия на окружающую среду;

Проблемы ликвидации отходов.

1. Воздействие бытовых отходов на окружающую среду

Франсуа Рамада 1981 год «Основы прикладной экологии» приводит такое определение « Загрязнение неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или косвенно, через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты. Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая её саму».

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают плодородие почвы.

Вместе с загрязняющими веществами, часто в почву попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы.

Человек создал такие соединения, которые в природе не разрушаются - это синтетические полимеры, красители, моющие средства, контейнеры для хранения жидкостей, лавсан, резину, упаковочные материалы, число их сильно увеличилось.

Только менее 7% этих отходов идёт на переработку.

Как известно, в настоящее время для обеспечения жизнедеятельности одного человека приходиться добывать не менее двадцати тонн различного сырья. В масштабах страны общий объем добычи полезных ископаемых через каждые десять лет практически удваивается, при этом, в готовую продукцию превращаются только 5-10% сырья, остальное идет в отходы. Уже сейчас в мире накоплено около 200-300 миллиардов тонн отходов, на долю стран бывшего СССР приходится более 50 миллиардов тонн. При этом, общий ежегодный рост отходов измеряется в 20-30миллиардов тонн, а в нашей стране он составляет около пяти миллиардов тонн.

Режим экономии природных ресурсов является одной из важных составных частей управления народным хозяйством. Есть два основных пути. Один из них - это комплексная переработка полезных ископаемых, переход на так называемые малоотходные и безотходные технологии. Но как быть с отходами, которые уже имеются сегодня, да и в дальнейшем пока еще будут накапливаться? В США вплоть до 1960-х годов большая часть твердых бытовых отходов вывозилась и сжигалась на открытых площадках. Это позволяло уменьшить объем материала и продлить срок работы свалки, однако отходы плохо горят. Такие свалки нещадно дымили, распространяя зловоние, и служили рассадниками мух, крыс, и т.п. В некоторых городах использовались печи для сжигания мусора, но без надлежащего контроля они становились основными источниками загрязнения воздуха. Поэтому по требованию населения и в соответствии с законами о защите окружающей среды открытые горящие свалки и большинство таких печей к концу 1960-х годов - началу 1970-х годов были ликвидированы. У нас тоже запрещено сжигание мусора, хотя иногда это нарушается, особенно частниками.

2. Проблемы ликвидации твердых отходов

Общий термин для всех вышеназначенных материалов, которые мы называем мусором, отбросами и т.п. - твердые бытовые отходы. К ним относятся промышленные, сельскохозяйственные и канализационные отходы.

На протяжении многих лет количество твердых бытовых отходов неуклонно возрастало: отчасти из-за роста населения, но в основном из-за изменения образа жизни людей, использующих все больше оберточных и упаковочных материалов. Сейчас на человека в день приходится свыше 2 кг твердых бытовых отходов в США. Для уборки такого количества мусора в США требуется 63 мусоровоза. Исследования показывают, что состав городских твердых бытовых отходов примерно таков:

бумага - 31%

пищевые отходы - 21%

стекло, керамика - 12%

железо и его сплавы - 5%

пластмассы - 15%

древесина - 10%

резина и кожа - 3%

90 % выбрасываемого мусора можно вторично переработать.

Доля отдельных компонентов отходов существенно варьирует в зависимости от их источника (жилой дом или торговый центр, обеспеченный или бедный район и т.д.), а также от времени года. В отдельные сезоны доля садового мусора (скошенной газонной травы, опавших листьев и т.п.) равна по объему всем остальным вместе взятым категориям.

Есть различные варианта борьбы с ТБО (твердыми бытовыми отходами), которые изменялись и усовершенствовались с развитием цивилизации.

Захоронения

В качестве альтернативы чаще всего используются захоронения (могильники). При этом мусор просто зарывают в землю или вываливают на нее и засыпают землей. Поскольку отходы в этом случае не горят и покрыты несколькими сантиметрами грунта, удается избежать как загрязнения воздуха, так и размножения нежелательных животных. К сожалению, при создании захоронений принимались во внимание только два последних обстоятельства, а также имеющиеся средства. Как правило, любой дешевый и удобно расположенный участок земли с естественным понижением становился местом захоронения отходов. Часто для этого выбирались овраги, лощины, заброшенные карьеры, заболоченные низины. После приобретения участка начиналось заполнение его мусором без всяких мер предосторожности. Девизом было: «Яму следует засыпать». При этом порой планировалось позднее (после подсыпки почвы и рекультивации) разместить на месте свалки парк или игровую площадку. То есть первоначально такие захоронения рассматривались и как способ одновременного осваивания «пустырей».

Назовем проблемы, связанные с захоронением отходов. В их число входят:

вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод;

образование метана;

просадка грунта.

Вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод.

Самая серьезная проблема - это загрязнение грунтовых вод. Вспомним, что по мере просачивания воды сквозь любой материал в ней обычно растворяются и с ней выносятся различные химические вещества. Такая вода с растворенными в ней загрязнителями называется фильтратом. Когда она проходит через необработанные отходы, образуется особенно ядовитый фильтрат, в котором наряду с остатками разлагающейся органики присутствуют железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов, причем все это густо приправлено красителями, пестицидами, моющими средствами и другими химикатами. Неграмотный выбор мест захоронения отходов и отсутствие мер предосторожности позволяют этому зелью попадать прямо в подземные воды.

Образование метана.

Вторая проблема - это образование метана. У захороненного мусора нет доступа кислороду. Поэтому его разложение идет анаэробно, а один из продуктов его - биогаз, на 2/3 состоящий из легковоспламеняющегося метана. Образуясь в толще захороненных отходов, он может распространятся в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий, накапливаться там и взрываться при зажигании. Таких примеров у нас нет, но в США было разрушено более 20 домов, расположенных на расстоянии до 300 м от свалок, причем взрывы привели к человеческим жертвам.

Просадка грунта

Наконец, по мере разложения отходы проседают. Неизбежность этого процесса была очевидна с самого начала, поэтому зданий на местах свалок не строили. Однако на игровых площадках просадка грунта тоже весьма нежелательна, поскольку образуются неглубокие понижения, в них скапливается вода, а весь участок превращается в болото.

3. Рециклизация - вторичная переработка отходов

Рециклизация, т.е. вторичная переработка отходов, - очевидный выход из положения. Разумеется, многие предлагали его и раньше. В небольших масштабах стекло, бумага и алюминиевые банки рециклизуются уже десятки лет. Что же мешает перерабатывать практически весь утиль? Дело в том, что на пути широкомасштабной рециклизации отходов, существует ряд препятствий. Однако, если определить эти трудности, их можно преодолеть, и в ряде случаев проблема уже решается.

Трудности на пути рециклизации.

Сортировка. Мы привыкли выбрасывать все отходы в один контейнер и ликвидировать их как единое целое. Чтобы рециклизировать эту массу мусора, ее следует сортировать либо дома, либо уже после сбора.

Отсутствие стандартов. Сортировка затруднена отсутствием стандартов. Так в состав сходных или даже одних и тех же продуктов могут быть различные типы пластмасс или бумаги.

Переработка. Должны существовать фирмы, заинтересованные в получении собранных материалов и переработки их в пользующиеся спросом товары. В противном случае все это опять же попадает на свалку.

Маркетинг. Необходим промышленный или потребительский рынок для покупки продукции, изготовленной из вторичного сырья. В противном случае перерабатывающая фирма обанкротится, а переработанный утиль вновь станет мусором.

Скрытые расходы. Поскольку ликвидация мусора оплачивается государством, люди часто не представляют себе ее реальную стоимость.

Пути решения проблем.

Однако препятствия не могут служить оправданием для бездействия. Наоборот, их следует использовать как стимул для творчества. Приведем некоторые основные пути поиска решений.

Партнерство правительства и бизнеса. В настоящее время растут и множатся фирмы, которые намерены обеспечивать весь цикл рециклизации отходов, а именно их сбор, переработку и производство товаров из полученных материалов. С ними местные власти заключают контракты, в основе которых лежит обязательство фирмы собирать и рециклизировать некоторый минимальный процент отходов, чтобы они не попадали на свалку. Местная администрация в свою очередь предоставляет таким фирмам определенные льготы типа «эксклюзивного» права на сбор отходов и продажу некоторых произведенных из них материалов на территории находящейся под ее юрисдикцией. Кроме того, местные власти могут выступить в роли оптового покупателя некой доли бумаги, компоста или пластмасс из вторичного сырья.

Сортировка. Отходы можно сортировать либо непосредственно на месте получения, либо после сбора на особых установках. В первом случае необходимы совместные усилия жителей, однако это способ недорогой, поскольку труд «добровольный». Технически все выглядит так: в определенном месте устанавливаются мусорные контейнеры «кодового» цвета, каждый из которых предназначен для определенного вида отходов - пластмассы, металлов, стекла, бумаги, растительного мусора и т.д. Обычный мусоровоз буксирует за собой трейлер с разноцветными баками, и рабочие загружают в них мусор в соответствии с цветом. Несортированные отходы поступают, как обычно, в мусоровоз.

Другой вариант - это сортировка отходов на специальных установках. Оборудование ее весьма дорогостоящее, расходы на эксплуатацию и технический уход также высоки, но выручка от продажи получаемой продукции почти полностью их возмещает. У нас такого нет.

Еще один способ сортировки отходов - вручную на конвейере.

В странах третьего мира многие бедняки зарабатывают на жизнь тем, что копаются в помойках и перепродают «мусор». Однако это свидетельствует лишь об их вопиющей нищете и не может быть рекомендовано, как шаг на пути к рециклизации.

Вторичная переработка и доходы. Существует множество способов вторичной переработки различных типов мусора, причем постоянно предлагаются новые. Наиболее широко применяемые технологии таковы:

макулатуру снова измельчают в бумажную массу (пульпу, из которой изготавливают различную бумажную продукцию: ее можно также перемалывать и продавать как целлюлозную изоляцию, измельчать и компостировать;

стекло дробят, плавят и делаю из него новую тару или дробят и используют вместо гравия или песка при производстве бетона и асфальта;

пластмассу переплавляют и изготавливают из нее «синтетическую древесину», устойчивую к биодеградации и обладающую громадным потенциалом, как материал для различных ограждений, настилов, столбов, перил и других сооружений под открытым небом.

Приведем пример рециклизации из пластмассовых отходов можно изготовить «синтетическую древесину», которую можно широко применять под открытым небом. В Чикаго есть настил из таких плит, не подверженных биодеградации. Надпись на настиле: «Этот настил сооружен районом Чикаго-Парк в рамках опытной программы рециклизации 1988 года. На его изготовление пошло около 84500 молочных бутылок, переработанных фирмой «Eagledrook Profiles», Чикаго штат Иллинойс. Монтаж произведен фирмой «Heritage Cabinet», Бедфорд-Иарк, штат Иллинойс. Хотелось бы и у нас видеть вот такую рекламу рециклизации отходов.

Кроме этих, предложены и внедряются сотни других промышленных методов переработки отходов для изготовления ценных продуктов.

Юридические аспекты рециклизации отходов.

Местной администрацией должны приниматься различные юридические акты, обязывающие проводить рециклизацию или по крайней мере стимулирующие ее. К ним можно отнести следующее.

Надо ввести законы об обязательной рециклизации.

Во многих штатах США уже приняты законы, согласно которым каждый округ под угрозой прекращения финансирования из фондов штата обязан к определенному сроку ввести рециклизацию некоторой части отходов на своей территории.

Надо ввести запрет на захоронение некоторых отходов и их составляющих. На первом месте в этом списке стоит так называемый садовый мусор; так как объем его велик, его легко отделять от прочих отходов, компостировать до гумоса и использовать в садовом и парковом хозяйстве.

Требовать о покупке продукции вторичной переработки. Например, для паркового хозяйства - компост, полученный в результате переработки садового мусора и т.д.

Компостирование

Один из способов переработки отходов, популярность которого быстро растет, - компостирование. Напомним, что он заключается в естественном биологическом разложении (перегнивание) органического вещества в присутствии воздуха. Конечный продукт - гумусородобное вещество, которое можно использовать как органическое удобрение. Этот же способ применяется и для обработки канализационного ила. Поскольку бытовые отряды обычно на 60-80% (и более, если включают садовый мусор) состоит из органики (бумага, пищевые отбросы), их также можно компостировать. Стекло, металл и пластмассу можно отделять, а затем при желании рециклизируют. Кроме того, можно смешивать канализационный ил с бытовыми отходами и компостировать их синергически. Бумага способствует обезвоживанию канализационного ила и лучшей аэрации смеси, а ил ускоряет процесс разложения. Компост в качестве удобрения находит широкое применение при рекультивации земель, а также в сельском, садовом и парковом хозяйстве.

Отходы как источник энергии

Содержание в отходах органического вещества позволяет использовать их как топливо, хотя и низкокалорийного. Сжигание отходов для получения энергии – нечто, между идеальной рециклизацией и простым захоронением. Загрязнение атмосферы в этом случае можно контролировать с помощью оборудования. При сжигании отходов во многом облегчают трудности, связанные с сортировкой, переработкой и продажей вторичной продукции.

Самые ценные материалы, содержащиеся в отходах, - железо и алюминий - можно при необходимости извлекать из золы. Прочие негорючие остатки требуют захоронения, но так как они составляют лишь 10-20% от исходного объема мусора, могильник будет функционировать в 5-10 раз дольше, чем без предварительного сжигания. Еще важнее то, что зола не подвержена ни разложению, ни усадке, и ее можно использовать в качестве наполнителя при строительстве дорог, насыпей и т.д. Иными словами, проблем с ней почти не возникает.

Превращение твердых бытовых отходов в электроэнергию. Электростанция мощностью 60МВт в Балтиморе (Мэриленд) сжигает в день 2000т несортированных отходов, обеспечивая электроэнергией около 60 000 домов. Загрязнители воздуха улавливаются электрофильтрами.

4. Комплексная программа ликвидации отходов

Важно понять, что делать ставку на один из методов ликвидации отходов необязательно. Можно использовать самые разнообразные сочетания рециклизации, компостирования и снижения объемов мусора. Более того, к рециклизации можно переходить постепенно, пробуя различные ее варианты и одновременно уменьшая количество захороненного мусора. Такая система одновременного использования различных методов носит название комплексной программы ликвидации отходов. Учет интересов всех сторон, имеющих отношение к данной проблеме, естественно, требует опытных менеджеров.

Решать глобальные проблемы, например, строительство мусороперерабатывающего завода, мы пока не можем, но все таки…

Мы провели опрос учащихся и родителей:

Важна ли проблема мусора?

98% - ответили «да» и только 2% «нет». Также в течение недели проводили анализ бытовых отходов (% содержания бумаги, пластика, пищевых отходов и др.) и пришли к выводу:

Что надо менять наши взгляды на проблему мусора;

Изменить образ жизни;

Проанализировали, что мы уже делаем, чтоб решить эту проблему;

Что мы можем еще сделать?

ИЗМЕНЕНИЕ ВЗГЛЯДОВ И ОБРАЗА ЖИЗНИ:

ЧТО МЫ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ? ЧТО УЖЕ ДЕЛАЕМ?

· Не забывать о скрытой стоимости захоронения отходов и меньших затратах на рециклизацию в долгосрочной перспективе. Призвать депутатов поддержать все законодательные акты, направленные на рециклизацию, компостирование и другие варианты применения мусора.

· Покупать долговечные товары и свести к минимуму потребление продукции одноразового пользования.

· Покупать напитки в многоразовых бутылках и сдавать пустую тару, которую можно использовать вторично.

· Для покупок в магазине использовать холщевую сумку, тогда не понадобятся пластиковые пакеты, которые приходится выбрасывать.

· Не покупать впрок лекарства, бытовую химию и др. - по истечению срока хранения придется их выбросить.

· Не выбрасывать старые добротные вещи (одежду, игрушки, мебель, технику), которые нам не нужны. Найти им нового хозяина или из старых вещей изготовить новое, дать им вторую жизнь. Рекламируя свои достижения, проводить выставку «Старым вещам - новую жизнь».

· Залогом будущего урожая с грядок могут служить пищевые отходы - прекрасный материал для компоста.

· Включаться в экологические акции и организовывать самим уборку мусора с территории школы, близлежащей территории, очистку родников, речки, своего подъезда.

· Учится собирать и сортировать мусор, учить этому других.

· В местах отдыха и на улицах размещать мусорные урны.

· Объединить усилия, действовать согласованно.

· Не сорить.

· Проводить компанию по борьбе с отходами.

Подумать о возможности сделать карьеру в развивающейся индустрии рециклизации отходов.

5. Опыт использования технологий утилизации мусора

Экологическая и экономическая целесообразность и необходимость повторного и многократного использования природных ресурсов (путем вовлечения в хозяйственный оборот вторичного сырья) доказана многолетней практикой во многих странах мира. Отдельные страны на этом пути достигли впечатляющих успехов. Так, в сырьевом балансе США и Японии доля отходов достигает 26 %, у других экономически развитых стран этот показатель колеблется в пределах 16-20% (в СССР он составлял 15% с перспективой увеличения до 18% в 2000 г.). Еще более впечатляющие показатели достигнуты в использовании отдельных видов вторичного сырья. Возврат бумажных отходов (макулатуры) в повторное производство доведен до 60-67% (Дания, Швеция, Голландия), лома аккумуляторов - до 80% (Япония), изношенных шин - до 90% (во всех развитых странах мира) и т.д.

Только в 1975-1985 гг. в СССР было построено и введено в эксплуатацию более 750 производственно-заготовительных и перерабатывающих предприятий по изготовлению из вторичного сырья различной продукции производственного назначения и товаров народного потребления. Но с тех пор многое изменилось. СССР приказал долго жить. Сегодня «демократично» разрешено свободно покупать у кого угодно черные и цветные металлы, можно вывозить их за границу, ну а нерентабельные отходы под шумок скидывать в овраг, реку или лес…

Ежегодно в России образуется 3,4 млрд. т отходов, в том числе 2,6 млрд. т - промышленные отходы, 700 млн. т - жидкие отходы птицеводства и животноводства, 35-40 млн. т - твердые бытовые отходы (ТБО), 30 млн. т - осадки очистных сооружений. И эти цифры неуклонно возрастают. Создание свалок - не лучший выход. Поэтому, на мой взгляд, необходимо искать новые подходы рационального использования и ликвидации ТБО, промышленных и других отходов, используя опыт, уже накопленный другими странами.

В частности, меня заинтересовала альтернативная концепция управления отходами «Zero Weste» («ноль отходов», «ноль потерь»), получившая уже достаточное распространение за рубежом. Ее автор Робин Мюррей, известный в мире экономист, занимающийся развитием экологических производств в США и Великобритании предложил концепцию, которая предполагает ответственность производителей, экологичное проектирование, повторное использование и переработку - и все это в рамках единого подхода. «Zero Weste» включает в себя два мнения.

Первое мнение: издревле считается, что не следует выбрасывать ничего, что способно принести пользу.

Второе мнение: возникло недавно и носит экологический характер. Здесь отходам придается новый смысл, в связи с их ролью в природных циклах. «Хорошие отходы» - это отходы, пригодные для переработки. Проблема избавления от отходов заменяется проблемой выявления тех материалов, которые являются опасными и не годятся для использования в качестве вторичного сырья. И проблема состоит не в том, чтобы отделаться от использованных товаров, а, прежде всего в том, чтобы не допускать изготовление этих товаров. В стратегическом плане «ноль отходов» сохраняется за интенсивным использованием вторичного сырья и компостированием.

Три основные задачи «Zero Weste»:

1. «Нулевой сброс»

Первый принцип - необходимо исключить выбросы и сбросы токсичных веществ, так как они не подвергаются естественным процессам разложения, а вместо этого склонны накапливаться в окружающей среде до более высоких уровней. Становится цель добиться нулевых сбросов за счет поэтапного прекращения производств соответствующих веществ, в частности хлорорганических. Отходы, содержащие хлор,- источники диоксинов, которые образуются при сжигании, а также источники многих токсичных воздействий, создаваемых свалками.

2. «Нулевой выброс»

Второй принцип - снижение до нуля ущерба, причиняемого атмосфере.

Эту проблему можно решить за счет запрещения отправки на свалку биологических отходов, не прошедших компостирование и исключить таким образом из оборота углерод.

3. Сведение отходов к нулю

Третий принцип - исключение отходов как таковых. Никакие материалы не будут считаться бесполезными - вместо этого будет подыскиваться способ их использования. Например, из-за негорючести рисовой шелухи в Азии существовали проблемы с утилизацией отходов от переработки риса. Один из теоретиков «Zero Weste» предложил новый метод использования шелухи - прежде всего в качестве замены полистирола в упаковке электронного оборудования, а затем, после использования в этом качестве, - в виде огнеупорного строительного материала.

«Ноль отходов» представляет собой основу для реорганизации стратегии управления отходами. Речь идет не просто о сокращении количества отходов, от которых необходимо избавиться (с помощью свалок и МСЗ). Предлагается путь превращения с помощью экологического проектирования отходов в «позитивные» материалы, предназначенные для чистого производства.

На сегодня самыми распространенными способами утилизации являются:

1. Накопление (депонирование).

Это самый антиэкологичный вариант. Из «обычной» необорудованной свалки вытекают токсичные инфильтрационные воды, а в атмосферу попадает метан, который способствует усилению парникового эффекта (сегодня метан «берет на себя» 20 % эффекта потепления климата). Если используется современный полигон для хранения ТБО (это «ванна» с дном и бортами из глины и полиэтиленовой пленки, в которой уплотненные слои ТБО пересыпаются слоями почвы), то инфильтрационные воды окружающую среду не загрязняют - их собирают и очищают. Тем не менее, метан в атмосферу все-таки летит, а объем мусора нарастает так быстро, что через несколько лет любой полигон оказывается заполненным и нужно строить новый.

2. Сжигание.

При сжигании ТБО на мусоросжигающих заводах удается уменьшить их объем и получить некоторое количество энергии (1т мусора может дать 400 кВт/ч). Однако даже при самой совершенной технологии сжигания эти заводы загрязняют атмосферу. Кроме того, значительное количество образующейся золы приходится захоронить. Бесперспективность этого варианта обращения с ТБО стала причиной того, что интерес к сжиганию мусора резко снизился.

3. Сортировка и переработка.

Это самый экологичный вариант обращения с ТБО, при котором они не накапливаются, а используются как вторичное сырье, снижая расход первичных ресурсов. В США с 1990 по 2000 г. уровень вторичного использования ТБО возрос с 8 до 32 %. В Канаде 50%-ный уровень переработки ТБО объявлен национальной задачей. Большинство немецких земель и итальянская провинция Милан преодолели отметку в 50%. Швейцария достигла уровня 53%. Наряду с сортировкой мусора населением (сбор в отдельные контейнеры бумаги, стекла, пластиков, органических отходов) внедряются промышленные линии переработки ТБО с электронными системами распознавания.

4. Наконец, самый эффективный способ снизить количество ТБО - это отслеживать образование отходов «на всем протяжении трубы» и пересматривать технологии всего промышленного производства (автомобилей, бытовой техники, одежды, продуктов питания и др.) в целях уменьшения количества отходов.

В целом, если ТБО сортированы, то переработка каждой фракции проблемы не составляет и является достаточно выгодным делом. Из макулатуры делают новую бумагу. Уровень переработки макулатуры год от года повышается, в 1997 г. он составлял в Германии - 72%, в Южной Корее - 66%, в Швеции - 55%, в Японии-53%. При реутилизации алюминиевых банок затраты энергии снижаются в 5-10 раз. Неудивительно, что в Европе на переработку идет 80% алюминиевых банок. Очень выгодно переплавлять стекло. В Швейцарии повторно используется 9 стеклянных бутылок из 10, в Нидерландах, Австрии, Швеции, Норвегии, Германии - более 8 бутылок. Органические отходы можно компостировать и затем производить удобрения. Пластики прессуют и из них делают садовые скамейки, тазики и т.п.

Высокой степени в развитых странах достигла утилизация автомобильных покрышек.

Сегодня у нас в стране резиновую крошку из отработанных автомобильных покрышек выпускают уже около 30 предприятий, в том числе такие крупные, как Волжский регенератно-шиноремонтный завод (Волгоградская обл.), Чеховский регенератно-ремонтный завод (Московская обл.) и др. Резиновая крошка все шире используется в качестве сырья в резинотехнической промышленности, для производства спортивных, кровельных и напольных покрытий, асфальта, при производстве ряда строительных изделий. Спрос на резиновую крошку стремительно растет.

Среди многочисленных подходов к решению проблемы в последнее время в развитых странах все большее внимание уделяют производству так называемых разлагаемых пластиков разного вида, которые, отслужив положенный срок в качестве упаковки или изделий другого назначения, затем разрушаются, так что горы пластиковой тары, казалось бы, должны таять на глазах.

6. Виды разлагаемых пластиков и способы их утилизации

1. Биопластики на основе крахмала.

Производятся преимущественно на основе кукурузной муки. Разлагаются они в результате воздействия микроорганизмов, так что для более эффективной утилизации их следует помещать в обогащенную микробами среду, например в компост. Некоторые виды такого пластика разлагаются полностью, другие - лишь частично, причем оставшиеся продукты могут быть вредны для воды, воздуха, почвы, флоры и фауны. Кроме того, в производстве биопластика широко используются генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры, что подчас создает дополнительные проблемы. Некоторые пластики на основе крахмала легко разлагаются в воде, выделяя в атмосферу углекислый газ, увеличивающиеся год от года, выбросы которого сегодня представляют собой не менее сложную экологическую проблему, чем утилизация пластиковой тары в решении задач обращения с отходами. В целом биопластики выгодно отличаются от традиционных пластиков, особенно с учетом того, что некоторые их компоненты могут использоваться повторно, обеспечивая не только уменьшение отходов, но и экономию ресурсов. Однако их пока нельзя считать идеальной тарой - наряду с очевидными достоинствами она обладают и недостатками, которые не позволяют им отвести роль панацеи в борьбе с наступающими грудами использованной пластиковой упаковки.

2. Алифатические пластики.

Созданы на основе алифатического полиэфирного волокна. Подобно пластикам на основе крахмала, им для разложения требуются микроорганизмы, так что отходы предстоит закапывать в почву или компост. Только где его взять в таких количествах и удастся ли нам закопать все изготовленные из них изделия в нужных местах? Как следует из названия, они разрушаются на свету, оставаясь в целости в грунте, канализационных коллекторах и других затемненных средах, так что и они не решают всех проблем утилизации отходов из пластика.

3. ОХО - биоразлагаемые пластики, появившиеся на рынке совсем недавно и пока еще не имеющие общепринятого названия, выпускают компании из Великобритании и Индонезии, внося небольшие добавки к традиционной рецептуре пластиков, что, по уверению представителей компании, радикально меняет их свойство.

Достоинства данной технологии:

Крайне низкая себестоимость, материала - и энергоемкость (гораздо ниже, чем у пластиков на основе крахмала);

Возможность изготовления прозрачной упаковки;

Более высокая степень разложения;

Более высокая технологичность (в отличие от пластиков на основе крахмала, их можно использовать в производстве с высокими скоростями, к примеру, для упаковки хлеба).

Заключение

В данной контрольной работе, я рассмотрел проблeмы загрязнeния городов отходами своeй жизнeдeятeльности и ee рeшeниe оказались чрeзвычайно сложной научно-тeхничeской и социально-экономичeской задачeй. Особая спeцифика здeсь проявляeтся в возможном сосрeдоточeнии в этих отходах практичeски всeго многообразия вeщeств и матeриалов, встрeчающихся в природe и искусствeнно созданных чeловeком, а такжe в нeпрeрывном ростe их количeства.

В настоящee врeмя, большая часть твeрдых бытовых отходов большинства крупных городов вывозится на полигоны (свалки), расположeнныe за дeсятки киломeтров, причeм, площади для этих цeлeй практичeски исчeрпаны, что дополнитeльно приводит к образованию многих сотeн стихийных свалок. При этом слeдуeт учeсть, что свалки являются сeрьeзным источником загрязнeния почвы, грунтовых вод и атмосфeры токсичными химикатами, высоко токсичными тяжeлыми мeталлами, свалочными газами, а при возгорании мусора - диоксинами, фуранами и бифeнилами, причeм, прeдeльно допустимыe концeнтрации опасных вeщeств прeвышаются в 1000 и болee раз. Примeнeниe компакторов для ужимания мусора позволяeт болee плотно eго укладывать, что продлeваeт жизнь мусоросвалок, однако, в то жe врeмя повышаeт удeльную нагрузку на почву и, соотвeтствeнно, приводит к eщe большeму загрязнeнию окружающeй срeды.

В России тоже начались работы по освоению новых подходов к работе с отходами. В 1998 году был принят Федеральный закон «Об отходах производства и потребления», который определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

В крупных российских городах начинают строиться мусоросжигательные заводы, обустраиваются полигоны для утилизации мусора и т.д. Например, в 2004 году на размещение московского мусора на свалках Подмосковья было истрачено 140 млн. рублей, работают 2 мусоросжигательных завода. Однако городом взят курс на переработку отходов и дальнейшее их использование в качестве вторичного сырья, предусматривающего организацию раздельного сбора и сортировки ценных компонентов отходов.

Можно прeдположить, однако, что в ближайшeй пeрспeктивe роль мусорных свалок замeтно нe умeньшится. В этой связи такой тeхнологичeский подход к обeзврeживанию отходов как санитарная зeмляная засыпка, обeспeчивающая получeниe биогаза, будeт достаточно актуальной. С этой цeлью, бытовой мусор засыпают по опрeдeлeнной тeхнологии слоeм грунта толщиной 0,6 - 0,8 м в уплотнeнном видe. Биогазовыe полигоны снабжeны вeнтиляционными трубами, газодувками и eмкостями для сбора биогаза. Однако использованиe биогаза возможно, как минимум, только чeрeз 5-10 лeт послe создания свалки, выход eго нe постоянeн, а рeнтабeльность проявляeтся только при объeмах мусора болee 1 млн. тонн. В процeссe послeдующeго сжигания биогаза происходит разрушeниe большeй части содeржащихся в свалочных газах токсичных компонeнтов за исключeниeм тяжeлых мeталлов, которыe сбрасываются затeм в окружающую срeду. Слeдуeт такжe отмeтить, что грунтовыe и повeрхностныe воды, проникающиe чeрeз зeмляную засыпку, захватывают растворeнныe и суспeнзированныe твeрдыe вeщeства и продукты биологичeского разложeния, чeм дополнитeльно загрязняют окружающую срeду. Кромe того, закапываниe мусора отвeтствeнно приблизитeльно за 36% всeх выбросов мeтана (парникового газа) в атмосфeру США.

В настоящee врeмя значитeльно возросло движeниe за запрeт организации свалок вблизи насeлeнных пунктов, что сдeлало нeобходимым поиск других путeй пeрeработки и уничтожeния твeрдых отходов.

Список использованной литературы:

1. Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. М.: МГУК, 2000 г.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск, ЮКЭА,2002г.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. - М., Юнити, 2003

4. Кузнецов В.И., Идлнс Г.М„ Гутина В.Н. Естествознание. - М.. АГАР. 1996.

5. Об отходах производства и потребления. Закон Российской Федерации №89, 1998.

6. Миркин Б.М. и Наумова Л.Г. Беседы об устойчивости экосистем. Экология и жизнь, № 3(44)"2005г.

7. Мюррей Робин. Ноль отходов («Zero Waste»). Экология и жизнь,№ 6(44)"2004г.

8. Романов С.В. Российские автопогосты. Экология и жизнь, №5(34)"2003г.

11. Тиханова Н.Т. Опасные мегатонны. Экология и жизнь, № 6(41)"2004г.

12. Стоит по-прежнему «тянуть резину»… … если мы уже можем ее перерабатывать? Экология и жизнь 2(37)"2004г.

13. Хабарова Е.И. Альянс экологии и менеджмента. Экология и жизнь, №4"2000г.

Все отходы по своей классификации делятся на пять видов опасности, по своему воздействию на экологию окружающей нас природной среды.

К классу относятся чрезвычайно опасные отходы, у которых очень высокое воздействие на необратимые воздействия для природной окружающей среды. Периода восстановления для экологии у таких отходов просто нет.

Ко II классу относятся отходы с высокой степенью поражения экологической обстановки, но для этих отходов есть период восстановления - сроком около 30 лет, после удаления источника воздействия. Необходима утилизация отходов по всем нормам законодательства об охране окружающей среды.

III класс - умерено опасные отходы, так же имеют воздействие на окружающую среду, но снижения уровня загрязнения экологии проходит за 10 лет.

IV класс - это малоопасные отходы, экологическая система от этого класса нарушается, но возможно самовосстановление не менее чем за 3 года.

К V классу относятся неопасные отходы, которые практически не нарушают экологию окружающей среды. К ним применяется переработка отходов.

Помимо классификации разделяют виды отходов:

• - промышленные,
• - строительные,
• - твердые бытовые.

К промышленным отходам первых трех классов можно отнести вещества, образующиеся в процессе производства, вредные для человека и окружающей среды, а, кроме того, к примеру, переработка отходов атомной промышленности не только дорогостоящая, но порой и невозможная. Это в основном токсичные промышленные отходы.

К инертным отходам IV и V класса относятся промышленные отходы. Переработка отходов в основном заключается в их утилизации на полигонах ТБО - это отходы древесной, легкой и пищевой промышленности

Строительные отходы практически безвредны, но если, к примеру, древесина пропитана краской, то при сжигании на мусорных заводах или в результате гниения на полигонах образуется газ, со всевозможными вредоносными примесями.

Бытовые отходы были, есть и будут всегда, человечество постоянно ищет оптимальные пути их переработки. В России пока не придумали лучшего способа, чем вывозить отходы на полигоны, но во всем мире переработка отходов в результате жизнедеятельности города давно поставлена на высокий уровень. Отходы содержат скрытые энергетические ресурсы, которые можно и уже используют на благо человечества.

Сбор отходов часто является наиболее дорогостоящим компонентом всего процесса утилизации. Поэтому правильная организация сбора отходов может сэкономить значительные средства. Существующая в России система сбора ТБО должна оставаться стандартизованной с точки зрения экономичности. В то же время дополнительное планирование необходимо для того, чтобы решить новые проблемы (например, отходы коммерческих киосков, на сбор которых часто не хватает ресурсов). Иногда средства для решения этих новых проблем можно изыскать, вводя дифференцированную плату за сбор мусора.

В густонаселенных территориях нередко приходится транспортировать отходы на большие расстояния. Решением в этом случае может явиться станция временного хранения отходов, от которой мусор может вывозиться большими по грузоподъемности машинами или по железной дороге. Следует при этом отметить, что станции промежуточного хранения представляют собой объекты повышенной экологической опасности и могут при неправильном расположении и эксплуатации вызывать не меньше нареканий местных жителей и общественных организаций, чем свалки и МСЗ (как это происходит, например, в Алма- Ате).

Вторичная переработка. Довольно многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты

Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качаства после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов (например, т.н. «глассфальт»). Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании.

Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов «ресайклинга».

Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы - сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из высококачественных отходов (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров и т.д.). Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве - вместо соломы на фермах.

Пластик - переработка пластика в целом - более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика (например, PET - двух- и трехлитровые прозрачные бутылки для прохладительных напитков) можно получать высококачественный пластик тех же свойств, другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика не производится.

Компостирование. Компостирование - это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического - прежде всего растительного - происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО.

В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования.

Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Компостирование, применяемое в России на т.н. механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет из себя достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой «компост» применяют только для покрытия свалок).

Различные технологии компостирования. Минимальная технология. Компостные кучи - 4 метра в высоту и 6 метров в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от одного до трех лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарная зона.

Окружающая среда всегда была для человечества источником ресурсов, но в течение долгого времени его жизнедеятельность не оказывала заметного влияния на природу. Лишь с конца прошлого века под влиянием хозяйственной деятельности стали происходить заметные изменения биосферы Земли. В настоящее время они достигли угрожающих размеров.

Масштабность проблемы

Быстрый рост народонаселения и уровня потребления природных ресурсов, современные темпы материального производства приводят к бездумному обращению с природой. При таком отношении огромная часть, взятых у природы, ресурсов возвращается ей в виде отходов, вредных и непригодных для дальнейшего использования.

Учеными подсчитано, что в мире ежедневно образуется 5 тонн мусора, при этом его количество увеличивается ежегодно на 3% по объему. Скопление бытовых отходов на поверхности наносит вред окружающей природе, загрязняя воду, почву и атмосферу и ставит под угрозу возможность существования в целом всего живого на планете. Поэтому одним из важных вопросов во всем мире является утилизация бытовых отходов.

Классификация бытовых отходов

Бытовые отходы можно классифицировать по нескольким признакам.

Так, по составу бытовые отходы условно делятся на биологические остатки и небиологические отходы (мусор).

• крыс;
• тараканов.

Тараканы могут быть разносчика разного вида заболеваний

К небиологическим отходам относятся:

• бумажные;
• пластмассовые;
• металлические;
• текстильные;
• стеклянные;
• резиновые.

Процесс разложения этих отходов может длиться около 2–3 лет и в большинстве случаев сопровождаться выделением ядовитых веществ, наносящий вред окружающей природе и человеку.

По агрегатному состоянию отходы подразделяются на:

• твердые;
• жидкие;
• газообразные;
• пасты;
• гели;
• суспензии;
• эмульсии.

По происхождению отходы делятся на:

• Промышленные – вид бытовых отходов, полученных в результате производства.
• Строительные - образуются при строительно-монтажных работах, производстве работ по ремонту дорог, зданий, а также при их сносе.
• Радиоактивный мусор.
• Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – образуются в жилом секторе, предприятиях торговли, объектах образования, здравоохранения и соцкультбыта.

Это товары, утратившие по истечении времени потребительские свойства и превратившиеся в мусор, а также к ТБО относят , дорожный и дворовый мусор.

Самую существенную часть бытовых отходов составляют именно ТБО. Для каждого вида мусора существуют специальные способы утилизации отходов.

Переработка отходов

Процесс избавления от ТБО происходит в несколько этапов:

• сбор;
• транспортирование;
• размещение;
• обезвреживание;
• захоронение;
• хранение;
• переработка;
• утилизация.

В первую очередь процесс избавления от мусора предполагает его тщательную сортировку. Задачу предварительной сортировки отходов и их утилизации значительно облегчает раздельный сбор мусора, пропагандируемый в большинстве стран Европы.

Способы уничтожения твердых бытовых отходов

Существуют различные и варианты его уничтожения. Так, основным способом избавления от ТБО является захоронение на специальных площадках (полигонах).

На полигонах происходит уничтожение безвозвратных отходов – переработка бытовых отходов, в результате которой они практически полностью перестают существовать как отходы. Метод захоронения пригоден не для всех видов ТБО, а только для несгораемых отходов или для веществ, которые выделяют при горении токсичные вещества.

Преимуществом этого метода является то, что он не требует значительных финансовых затрат и наличия больших участков земли. Но есть и недостатки в применении такого метода – это накопление газа во время подземного гниения отходов.

Брикетирование – это новый, еще не очень широко применяемый на практике способ избавления от ТБО. Он включает в себя предварительную сортировку и упаковку гомогенного мусора в отдельные брикеты, а затем их хранение на специально отведенных для этого площадках (полигонах).

Брикетирование отходов дает возможность существенно сэкономить место

Упакованный таким образом мусор подвергают прессованию, что значительно облегчает его транспортировку из-за значительного уменьшения объема.

Брикетированный мусор предназначен для дальнейшей переработки и возможного применения в промышленных целях. Наряду с таким способом, как переработка твердых бытовых отходов, при брикетировании они могут транспортироваться для захоронения или ликвидации путем термической обработки.

По сути, этот метод схож с методом захоронения, но на практике имеет ряд достоинств перед ним. Недостатками метода является то, что неоднородность выделяемых отходов и предварительное сильное загрязнение в мусорных контейнерах и изменение некоторых компонентов отходов создает большую сложность брикетирования.

А высокая абразивность таких компонентов, как камень, песок и стекло препятствуют процессу прессования.

Поскольку эти методы переработки отходов имеют ряд недостатков, несмотря на их дешевизну, наилучшим вариантом будет являться полное избавление от мусора при его переработке во вторсырье и топливо, а также возможное его повторное использование.

Новый способ утилизации отходов

Утилизация мусора

При утилизации мусора (латинский корень utilis – полезный) отходы в дальнейшем могут быть использованы для различных целей.

К отходам, подлежащим утилизации относятся:

• все виды металлов;
• стекло;
• полимеры;
• изделия из пряжи и ткани;
• бумага;
• резина;
• органические бытовые и с/х отходы.

Самым эффективным на сегодняшний день способом утилизации является – рециклинг.

Другими словами, рециклинг является частным случаем понятия «утилизация твердых бытовых отходов».

При рециклинге отходы возвращаются в процесс техногенеза. Возможны два варианта рециклизации отходов:

• Повторное использование отходов по их прямому назначению после соответствующей безопасной обработки и маркировки. Например, повторное использование стеклянной и пластиковой тары.
• Возврат отходов после обработки в производственный цикл. К примеру, жестяная тара – в производство стали, макулатура – в производство бумаги и картона.

Некоторые виды отходов, которые по прямому назначению уже не могут быть использованы, перерабатывают, после чего их целесообразнее вернуть в производственный цикл в качестве вторичного сырья. Так, часть отходов может быть использована для получения тепловой и электрической энергии.

Кроме уже перечисленных, утилизация твердых отходов может производиться еще несколькими методами. Каждый из них применим для определенного вида отходов, и имеет свои достоинства и недостатки.

Термическая переработка мусора

Под термической переработкой подразумеваются несколько способов:

• сжигание;
• низкотемпературный пиролиз;
• плазменная обработка (высокотемпературный пиролиз).

Метод простого сжигания отходов является наиболее распространенным и одним из самых дешевых методов борьбы с мусором. Именно при сжигании утилизируются большие объемы мусора, а образуемая зола занимает меньшее пространство, не подвергается процессам гниения и не выделяет в атмосферу вредные газы. Она не токсична и не требует специально оборудованных мест для захоронения.

Главное, в этом методе то, что при сжигании мусора выделяется большое количество тепловой энергии, которую в последнее время научились использовать для автономной работы предприятий, занимающихся сжиганием мусора. А ее излишки перенаправляются на городские станции, что позволяет обеспечить электроэнергией и теплом целые районы.

Недостаток этого метода заключается в том, что при горении, кроме безопасных компонентов, образуется насыщенный ядовитыми веществами дым, который создает плотную завесу над поверхностью земли и приводит к существенному нарушению озонового слоя атмосферы, способствуя его утончению и образованию озоновых дыр.

Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз

– это технологический процесс газификации мусора, происходящий при температуре плавления более высокой, чем в обычной перерабатывающей установке (свыше 900°С).

В результате на выходе образуется остекленевший продукт, который абсолютно безвреден и не требует дальнейших затрат на захоронение. Схема этого процесса позволяет получать газ из органических компонентов утиля, который затем используют для производства электроэнергии и пара.

Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет успешно решить задачу экологически чистого избавления от мусора без лишних затрат на предварительную подготовку, сортировку, сушку.

Преимуществами низкотемпературного пиролиза (температура от 450 до 900°С) являются:

• использование для переработки почти всех видов бытовых отходов, предварительно тщательно отобранных;
• получение пиролизных масел, используемых в производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, пригодного для дальнейшего использования.

Помимо этого, существует такой метод утилизации отходов, как компостирование. Так как большую часть отходов составляют различные органические остатки, то они подвержены быстрому гниению в естественной среде.

На этом свойстве органических веществ основывается метод компостирования. В процессе компостирования происходит не только избавление от огромной части мусора, загрязняющего экологию, но и в процессе него получаются полезные для сельского хозяйства вещества – удобрения.

Представленные методы утилизации отходов позволяют осуществлять переработку мусора при наименьшем отрицательном воздействии на окружающую среду.

Видео: Современный подход к утилизации мусора