Проблема бытовых отходов

последствии аналогичные и более  производительные установки стали  появляться

и в  других  странах,  однако  несбалансированность  горючих  компонентов  в

перерабатываемых отходах может  привести к преждевременному выходу  из  строя

установки. Для предотвращения, как выяснилось необходимо добавлять  в  шихту

50 – 100 кг низкосортного угля  на тонну перерабатываемых отходов  [9].

    Для придания  образующимся  в  печи  шлакам  большей   легкоплавкости  и

меньшей вязкости, повышении степени  поглощения  шлаками  серы  и  галогенов

следует  вводить  в  шихту  небольшое  количество  известняка,   что   также

способствует  стабилизации  работы  печи  при  допустимых  экологических   и

экономических показателях.

    При достижении определенного  температурного запаса через  горн  (но  не

через засыпной  аппарат)  можно  загружать  в  печь  жирные  и  бурые  угли,

пластмассовые и хлорвиниловые  отходы, отходы  нефтепродуктов,  автомобильные

покрышки, лакокрасочные изделия  и т. п.  Степень  очистки  дымовых  газов  в

системах обычных доменных печей  достаточно высока и качество их проверено  в

промышленных условиях многих стран  мира.

    Возможно  использования   шлаков  в  качестве  сырья   для   производства

облицовочных плит, возможна попутная выплавка чугуна или стали [9].

 

 

4.2. Переработка отходов на основе  сжигания в  барботируемом  расплаве шлака

 

    Институтом «Гинцветмет» (г. Москва)  совместно  с   другими  Российскими

организациями была разработана технология переработки  (утилизации)  твердых

бытовых  и  промышленных  отходов,  на  основе  так   называемого   принципа

Ванюкова, превосходящей по экологическим  и экономическим показателям  широко

распространенные в мире термические  методы.

    Существуют  четыре  модификации   установки,   разработанных   компанией

«Гинцветмет», для переработки  отходов: МПВ – 30, МПВ – 60,   МПВ – 120,  МПВ

– 240 – отличающихся  по  производительности,  количеству  затрат  различных

ресурсов (например, электроэнергия, вода, при необходимости, топлива) [1].

    Суть  технологического  процесса  заключается   в   высокотемпературном

разложении  компонентов  рабочей  массы  в  слое  барботируемого   шлакового

расплава при температуре 1250 – 1400 єС и выдерживании их в течение  2  –  3

секунд,  что  обеспечивает  полное  разложение  всех  сложных   органических

соединений (в том числе дибензодиоксинов  и  дибензофуранов)  до  простейших

компонентов.  Экологическая  эффективность  подтверждена   крупномасштабными

испытаниями на полупромышленной барботажной  печи  при  переработке  обычного

бытового мусора от жилых домов  на опытном заводе Гинцветмета  в  г.  Рязани:

уже на  выходе  пылегазового  потока  из  печи  отсутствуют  высокотоксичные

соединения типа диоксинов, фуранов  и  др.  Остающиеся  вредные  микропримеси

(пылевозгоны, хлористый водород, сернистые соединения и др.) улавливаются  и

нейтрализуются  благодаря   высокоэффективной    пылегазоочистной    системе

оборудования,  широко  применяемого на заводах цветной металлургии.

    Заводы имеют следующие  основные преимущества:

. Обеспечивают решение острейшей социально-экологической проблемы – очистку

   от  ТБПО  территорий  промышленных   районов   и   городов   при   полной

   экологической безопасности.

.  Отличаются  простой,  в   отличие  от  известных  процессов   не   требуют

   предварительной сортировки и не имеет ограничений по  исходной  влажности

   отходов.

. Могут быть построены и введены  в эксплуатацию в течение 1 – 2-х  лет  при

   небольших капитальных затратах, практически в любом районе  России  и  за

   рубежом.

. Являются рентабельными и окупаются при оптимальной производительности в 4

   – 5 лет с начала строительства  (1 – 2 лет эксплуатации).

. Позволяют перерабатывать промышленные  отходы, переработка которых либо  не

   рентабельна, либо еще  не разработана.

. При   оптимальной   производительности   полностью   обеспечивают   себя

   электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом.

.  Избытки  электроэнергии  тепла  и  продуктов   разделения   воздуха   от

   кислородной  станции  (кислород,  аргон,  азот)  используются  для   нужд

   населения и города (других  промышленных предприятий).

.  Являются  безотходными,  не  имеют  требующего  утилизации  остатка   и,

   следовательно, полигона  для его захоронения.

. При проектировании и строительстве   предусматривают  применение  типового

   оборудования и типовых   строительных  конструкций,  в   том  числе  полной

   заводской готовности.

    Модули топок, кроме  МПВ-30, работают в автогенном  режиме  (т.  е.  без

дополнительного  топлива)  за  счет  теплотворности  самих  отходов.  Теплом

отработанного пара турбогенератора  в зависимости от  мощности  модуля  можно

отапливать  от  3  до  30  гектаров  тепличных  хозяйств.  Получаемый  шлак,

используется  для  изготовления  строительных  изделий  (минеральная  вата,

декоративная керамическая плитка, фундаментные блоки и  др.),  а  также  для

строительства дорог. Из газов топки  возможно  получение  товарной  угольной

кислоты (сухого льда)  и  метанола  (сырья  для  получения  высокооктанового

бензина). Условная экономия земельных площадей  при переработке 120  тыс.

тонн  отходов  (базовый  модуль  МПВ-120)  за  счет  высвобождения  ее   при

ликвидации или сокращении полигонов  составит 150  га  при  продолжительности

эксплуатации модуля в течение 30 лет [1].

    Барботаж осуществляется за  счет  подачи  через стационарные  дутьевые

устройства  окислительного  дутья.  Отходы  рассматривается  как  топливо  с

теплотворной способностью 1500 – 1800 ккал  на  кг  при  влажности  51,7  %.

Переработка осуществляется автогенно без  добавления  топлива  на  дутье,  с

обогащением кислородом  до  50  –  70  %.  Комплекс  по  утилизации  отходов

позволяет перерабатывать шихту без  предварительной  сортировки  и  сушки  со

значительными колебаниями по химическому  и морфологическому составу.

    Экологическая безопасность  достигается за счет отсутствия  на выходе  из

печи высокотоксичных соединений и применения системы очистки  газа,  имеющей

запас по пропускной способности и  рассчитанной  на  улавливание  практически

всех возможных вредных соединений, встречающихся в  бытовых  и  промышленных

отходах и образующихся при их переработке.

    Отходы  и  флюсы   поступают   на   завод   автотранспортом.   Материалы

взвешиваются и проходят дозиметрический  контроль. В  результате  переработки

образуются: газы, содержащие  продукты  сгорания  и  разложения  отходов,  и

шлак, состоящий  из  силикатов  и  оксидов  металлов.  Возможно  образование

донной  фазы,  содержащей  черные  и  цветные  металлы.  Шлак  после  водной

грануляции поступает на  предприятия  стройиндустрии  или  на  строительство

автодорог. Донная фаза отливается в  слитки и отправляется на переработку  на

предприятия черной и цветной металлургии. Газы охлаждаются в  газоохладителе

с получением пара энергетических параметров, очищаются  от  пыли,  возгонок,

вредных примесей и сбрасываются в  дымовую трубу. Пылевынос не более  2  –  3

%. Крупная пыль  до  60  %  по  массе  возвращается  в   печь.  Мелкая  пыль:

концентрат  тяжелых  цветных  металлов   (цинк,   свинец,   кадмий,   олово)

отправляется потребителю. Кроме  этого, в качестве товарной  продукции  можно

получать  электроэнергию,  тепло  (отработанный  пар),  азот  жидкий,  аргон

жидкий, аргон газообразный.

 

    Независимо от мощности  в состав модуля входят следующие  объекты:

. Автомобильные платформенные  весы.

. Дозиметрический пункт контроля  уровня радиации.

. Главный корпус в составе:

   - приемного склада ТБПО;

   - отделения переработки;

   - отделения очистки газов;

   - отделения грануляции шлаков;

   - турбогенераторной станции.

. Кислородная станция.

. Газорегуляторный пункт.

. Узел оборотного водоснабжения.

. Очистные сооружения промливневой  канализации.

. Насосная станция бытовых сточных  вод.

. Главная понизительная подстанция.

 

    Унифицированные  модули  являются   рентабельными   и   окупаются   при

оптимальной производительности в  условиях средней полосы России за  4-5  лет

с начала строительства.

 

 

4.3. Высокотемпературная переработка  отходов в электротермическом  реакторе

 

    Высокотемпературная  переработка  твердых  отходов  –  это  единственная

гарантия уничтожения  опаснейших  биологических,  биохимических,  химических

продуктов и супертоксикантов –  диоксинов и диоксиноподобных веществ [2].

    Во Владимире и   Владимирской  области  ведутся   работы  по  переработке

твердых промышленных и бытовых  отходов  (ТП  и  БО),  в  том  числе  отходов

лечебных учреждений, с  помощью  электротермического  способа  с  получением

синтез-газа для его последующего использования в качестве  дешевого  топлива

с высокой  теплотворной  способностью.  Сущность  технологии  заключается  в

электротермическом нагреве массы  реактора до температуры от З00 до 2000  єС,

с подачей в зону реактора твердых  отходов и  воды.  В  перспективе  возможно

создание промышленной установки для ликвидации таких отходов.

    Многие специалисты считают,  что решение проблемы использования  ТП и  БО

невозможно без  того,  чтобы  их  переработке  предшествовала  сепарация  по

группам с использованием каждого  компонента в качестве сырья.  Однако,  если

сепарация экономически нецелесообразна,  то  их  следует  перерабатывать  на

установках под воздействием  высокой  температуры.  В  то  же  время,  такое

воздействие не может не вызвать  образование  вредных  веществ,  в  частности

образование одного из опаснейших классов веществ,  которые  все  чаще  стали

упоминаться экологами и другими  специалистами, -  галоидированных  диоксинов

и диоксиноподобных веществ [40] (ДО).

    ДО  –  это  супертоксиканты,   особо   вредные   и   опасные   продукты

синтетической  химии,  побочные  продукты  ряда  химических  производств   и

попутные микровыбросы промышленности и хозяйственной деятельности  человека.

ДО – практически нигде не упоминающийся до 90-х годов в  учебной  и  научной

литературе класс опаснейших веществ.  В  отличие  от  простейших  диоксинов,

галоидсодержащие  диоксины  (ДО)  представляют   собой   хлорированные   или

бромированные бензольные кольца,  соединенные  кислородными  мостиками.  Это

так   называемые   полихлордибензодиоксины   и    полихлордибензофураны    и

соответственно  полибромдибензодиоксины  и   полибромдибензофураны.   Особую

опасность диоксины представляют  в  связи  с  тем,  что,  несмотря  на  свою

нерастворимость в чистой воде и  в  чистом  воздухе,  эти  опасные  вещества

легко растворяется в воде, содержащей гуминовые  кислоты  или  фульвокислоты

из почвенного гумуса ввиду их высокой  способности к  комплексообразованию  с

составными частями гумуса. С  аэрозолями  воздуха  ДО  образует  комплексные

соединения и благодаря  их  высокой  способности  к  прилипанию  они  хорошо

переносятся не только по земле, но и  по воздуху. В почве  ДО  разлагаются  в

течение 20 – 30 лет и более, в воде  разложение  ДО  длится  от  2-х  лет  и

более.  Находясь  в  сфере  обитания,  ДО  накапливаются  в   тканях   живых

организмов ввиду их большого сродства с белком [39].

    Основными источниками  диоксинов  являются:

    . Химическая промышленность - 86%;

    . Целлюлозно-бумажная промышленность - 6%;

    . Цветная металлургия  - 2-3%;

    . Коммунальное хозяйство - 3%;

    . Переработка промышленных  и бытовых отходов - до 3%.

 

    В химической промышленности  главным источником поступления  ДО  в  сферу

обитания  является   производство   хлор-   и   бромсодержащих   препаратов.

Наблюдается рост загрязнения ДО вследствие  беспрепятственного  переноса  их

по многим пищевым цепям, особенно продуктами мясного и молочного  характера.

Действие диоксинов, находящихся  в природной среде в следах, опасно тем,  что

<p