Фев 22 2004

ПРОБЛЕМА ПЕРЕРОБКИ І УТИЛІЗАЦІЇ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ В УКРАЇНІ ТА ШЛЯХИ ЇЇ ВИРІШЕННЯ

Опубликовано в 22:18 в категории Сбор и переработка отходов

ПРОБЛЕМА ПЕРЕРОБКИ І УТИЛІЗАЦІЇ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ В УКРАЇНІ ТА ШЛЯХИ ЇЇ ВИРІШЕННЯ

Лапицький В.М., Борисовська О.О., Катічев О.М.

Національний гірничий університет, м. Дніпропетровськ

Виробнича та побутова діяльність людини неминуче зв’язана з утворюванням твердих відходів. Якщо газоподібні та рідкі відходи відносно швидко поглинаються природним середовищем, то асиміляція твердих відходів триває десятки і сотні років.

За останні десятиріччя спостерігається стійка тенденція зростання кількості відходів, так щорічно на нашій планеті утворюються декілька мільярдів кубічних метрів твердих побутових відходів (ТПВ) [1, 2]. В промислово розвинутих країнах кожний житель виробляє близько 0,5 т ТПВ на рік, а утворюють ці країни ТПВ, млн. т/рік: Іспанія – 10,2, Німеччина – 25, США – в 2…3 рази більше, ніж Велика Британія, Франція, і Німеччина разом [1].

В Україні щорічно утворюється близько 35 млн. м3 (приблизно 9 млн. т) твердих побутових відходів, які вивозяться на 770 полігонів ТПВ, а загальний обсяг їх накопичення, сягає більш як 3 млрд. м3 [3, 4].

В комплекс критеріїв, які відзначають ті чи інші підходи до реалізації етапів поводження з побутовими відходами, входять кількісні та якісні показники, що характеризують ТПВ: морфологічний і фракційний состав, вміст органічної речовини, вологості, хімічних компонентів, а також критерії епідеміологічного неблагополуччя – прямі та побічні показники бактеріологічної, гельмінтологічної та іншої небезпеки.

До складу ТПВ входять слідуючи компоненти: папір, картон – 20…30%, харчові відходи – 28…45%, дерево – 1,5…4%, чорні метали – 1,5…4,5%, кольорові метали – 0,2…0,3%, текстиль – 4…7%, кістки – 0,5…2%, скло – 3…8%, шкіра, гума, взуття – 1…4%, каміння, фаянс – 1…3 %, пластмаса – 1,5…5%, і таке інше – 1…3% [1].

Важливий показник властивостей ТПВ – їх щільність. Середня щільність навесні і влітку – 0,18…0,22 т/м3, а в осінньо-зимовий період (за рахунок збільшення кількості харчового залишку) вона підвищується до 0,22…0,25 т/м3 [5].

Основна маса ТПВ (80…90%) представлена фракціями до 150 мм і біля 2%, фракції до 350 мм [1].

Усереднені дані хімічного составу ТПВ за кліматичними зонами приведені у таблиці 1.1 [1, 6].

Таблиця 1.1 – Хімічний склад ТПВ в різних кліматичних зонах, % від сухої маси

Показники

Кліматичні зони

Середнє значення

середня

південна

Органічна речовина

56…72

56…80

67

Зольність

28…44

20…44

34

Загальний азот

0,9…1,9

1,2…2,7

1,7

Кальцій

2…3

4,5…5,7

3,8

Вуглець

30…35

28…39

33

Фосфор

0,5…0,8

0,5…0,8

0,7

Загальний калій

0,5…1

0,5…1,1

0,8

Вологість загальної маси

40…50

35…70

49

Як видно з результатів, приведених в цій таблиці, за вмістом таких елементів, як азот, фосфор, калій і кальцій, ТПВ можуть бути віднесені до речовин, з котрих можна одержувати цінні добрива.

В роботі [7] приводяться дані про вміст органічних і неорганічних сполук в твердих побутових відходах: хлор до 10 кг/т, сірка до 4,5 кг/т, свинець до 3000 г/т, кадмій до 50 г/т, хром до 2840 г/т, мідь до 1000 г/т, ртуть до 15 г/т, цинк до 4000 г/т.

За даними зарубіжних джерел [8], вміст хлору в непідготовленому смітті сягає – 6900…8000 г/т, фтору – 100…200 г/т, сірки – 2700…5000 г/т, цинку – 1000…2000 г/т, свинцю – 430…1200 г/т, міді – 200…600 г/т, хрому ≈ 250 г/т, нікелю ≈ 80, ртуті 4…5 г/т, миш’яку ≈ 4 г/т, кадмію до 15 г/т, поліхлордифенілу – 0,25…0,8 г/т, гексахлорбензолу – 0,0005…0,014 г/т, діоксинів – 0,008…0,07 г/т.

Наявність в ТПВ великої кількості органічних речовин обумовлює їх теплотворну здатність. Однак тверді побутові відходи слід віднести до категорії дуже низькосортних палив з теплотворною здатністю від 3,5 до 12 МДж/кг [9].

В Україні ТПВ також характеризується вкрай низькою теплотворною здатністю – в середньому 5,7 МДж/кг, а в окремі місяці (серпень-вересень) вона знижується до 3,8 МДж/кг [10, 11].

Побутові відходи містять велику кількість вологих органічних речовин, котрі, розкладаються, виділяють гнильні запахи та фільтрат. При висиханні продукти неповного розкладу утворюють насичений забруднювачами та мікроорганізмами (від 300 до 15 млрд. на 1 г сухого залишку) пил [1]. У результаті відбувається інтенсивне забруднення повітря, грунту, поверхневих і ґрунтових вод. Розповсюджувачами патогенних мікроорганізмів являються мухи, пацюки, птахи, бездомні собаки та кішки.

Результати санітарно-бактеріологічних досліджень свідчать про дуже значне забруднення ТПВ мікрофлорою. Титри бактерій групи кишкової палички знаходяться в межах від 10-5 до 10-7 з перевагою проб з титром 10-7. Титри перфрінгес складають 10-3 … 10-5 з перевагою величин 10-4 … 10-5, титри протея – 10-5 … 10-6. Мікробне число складає в середньому 106, а число термофільних мікроорганізмів становить в середньому 104 з коливаннями від 103 до 106 [6].

Мікроорганізми, що виявляються в ТПВ, являються збудниками гепатиту, туберкульозу, дизентерії, аскаридозу, респіраторних, алергічних, шкірних та інших хвороб. Мікробне число ТПВ сягає 190 млн. мікробних тіл в 1 г [1, 12].

Приведені дані свідчать про значну екологічну небезпеку ТПВ, що накопичуються в сучасний час в містах, потреба їх швидкого видалення та необхідності надійного знешкодження з метою охорони здоров’я населення і запобігання забруднення довкілля [6, 13]. З іншого боку, склад відходів створює передумови утилізації їх корисних складових на основі селективного збору ТПВ, сортування в умовах механізованих підприємств, біоферментації їх органічної частини, а також в тій чи іншій формі термічної обробки відходів з метою знешкодження некомпостуємої частини, вилучення корисних продуктів і матеріалів.

В Україні найбільш поширеним способом поводження з побутовими відходами є складування на полігонах поховання ТПВ, загальна площа яких складає майже 3 тис. гектарів. Найбільші площі під полігони зайняті в Дніпропетровській – 140 гектарів, Донецькій – 330, Одеській – 195, Запорізькій – 153, Луганській області – 129 гектарів [3]. Переважна більшість полігонів працює в режимі перевантаження, 80 % з них не відповідає вимогам екологічної безпеки по здійсненню запобіжних заходів щодо забруднення підземних вод і повітряного басейну та сучасним санітарно-епідеміологічним нормативам [4]. Серед складових компонентів відходів зустрічаються небезпечні речовини, які відносяться до 1 та 2 класу токсичності. В зоні впливу сміттєзвалищ визначають більш сильніше порівняно з фоном забруднення поверхневих водних джерел – міддю, літієм, магнієм та в цілому важкими металами. На звалищах і прилеглих до них територіях відновлюється бур’яниста рослинність, характеризуючи стійкість до хімічного забрудненню грунтів.

Використання методу термічної обробки відходів на сміттєспалювальних заводах дозволяє зменшити їх кількість у три рази, але при спалюванні утворюються токсичні викиди в атмосферу, забруднені стічні води, а отримані шлаки та зола становляться більш токсичними ніж ТПВ і потребують подальшої спеціальної обробки [14].

Найбільш перспективною на нашу думку є комплексна переробка побутових відходів, яка передбачає вилучення корисних компонентів із ТПВ з послідуючим похованням залишку на полігонах. Це дозволить, по перше – зменшити негативний вплив полігонів по захороненню ТПВ та шлаків, які утворюються в процесі спалювання відходів, на навколишнє природне середовище та здоров’я людини, а по друге – вилучити корисні компоненти з ТПВ, що дасть можливість отримати значний економічний ефект, не тільки за рахунок доходу від їх реалізації, але й за рахунок економії ресурсів первинної сировини, попередження забруднення навколишнього середовища та створення умов для отримання з ТПВ інших матеріалів.

В Україні методи комплексної механізованої переробки ТПВ з метою вилучення основних утильних компонентів на практиці поки що не реалізовані. Незначна кількість ТПВ переробляється, при цьому вилучають механізовано – чорні метали та вручну – папір, скло, пластмасу і кольорові метали.

На полігонах поховання ТПВ в Україні щорічно складується велика кількість вторинної сировини, серед якої паперу – 2,5 млн. т, чорних металів – 400 тис. т, кольорових металів –25 тис. т і пластмаси – 400 тис. т, які потенційно можуть бути вилучені механізованим способом та утилізовані, і її вартість становить близько 1 млрд. гривень.

В Національному гірничому університеті (НГУ) накопичено значний досвід в області розробки устаткування для механізованого вилучення корисних компонентів з ТПВ, таких як чорні та кольорові метали, папір і пластмаса [15-20]. Розроблено по винаходах НГУ устаткування для вилучення кольорових металів з ТПВ впроваджено на сміттєпереробних заводах в містах Мінськ та Алма-Ата. На жаль в Україні це устаткування ще не знайшло використання.

Перелік посилань:

1. Экология города: Учебник.— К.:Либра, 2000. — 464 с.

2. Любешкина Е.Г. Твердые бытовые отходы. Проблемы и решения//Пищевая промышленность.— 2001. — 312. — С. 28-30.

3. Державна Програма поводження з твердими побутовими відходами: Постанова Кабінету Міністрів України від 04.03.04. № 265

4. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2001 р. – К.: Видавництво Раєвського, 2003. – 184с.

5. Мирный А.Н., Н.Ф. Абрамов. Твердые бытовые отходы — букет проблем// Жилищно-коммунальное хозяйство, 1991.— №6.— С.35-37.

6. А.П. Щербо. Гигиенические вопросы обезвреживания бытовых отходов//Доклад на XXIII научной конференции «Хлопинские чтения», 16 января 1991 года, Л.: Издание ин-та усовершенствования врачей им. С.М. Кирова, 1990г.— 25 с.

7. Пурим В.Р. Использование ТБО в качестве топлива// Жилищно-коммунальное хозяйство, 1991.— №11.— С.27-29.

8. Multifuktionale, zukunftsorientiertr Rauchgasrei nigungstechniken/ Reimann Dieter. O.//Brennst.-Warme-Kraft. – 1991.-43, №3.-C.E61-E64.

9. Альков Н.Г., Коротеев А.С. Комплексная технология многостадийной утилизации твердых бытовых отходов с получением электроэнергии//Известия академии наук. Энергетика.— 2000.—№4.— С.21-29.

10. Косцов Е.Н., Рыжавский А.З, Осипенко В.Д., Тканов Е.А. О мусоросжигании в Украине// Экотехнологии и ресурсосбережение, 1997, №6, С.65-68.

11. Сигал И.Я., Кирилюк Н.И., Домбровская Э.П. Проблема мусоросжигания в Украине// Экотехнологии и ресурсосбережение, 1997, №1, С.64-68.

12. Щербо А.П., Негриенко К.В. Гигиеническая характеристика твердых бытовых отходов на современном этапе//Охрана окружающей среды и здоровье населения: Матер. конф., посвящ. 95-летию кафкдры гигиены Тартус. ун-та.— Тарту, 1990.— С. 73-74.

13. Мирный А.Н. Современные методы обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов// Жилищно-коммунальное хозяйство, 1994.— №3.— С.24-26.

14. О возможности обезвреживания шлаков мусоросжигательных заводов / А.И. Горовая, В.Н. Лапицкий, Е.А. Борисовская, А.В. Павличенко, И.Г. Миронова //Сборник трудов НГУ.– №17, Т.2.– Днепропетровск: РИК НГУ, 2003.– С.642-646.

15. Извлечение немагнитных цветных металлов магнитным полем с целью их утилизации / В.Н. Лапицкий //Сборник трудов НГУ.– №17, Т.2.– Днепропетровск: РИК НГУ, 2003.– С.638-642.

16. Лапицкий В.Н. и др. Способ электродинамической сепарации. Авт. свид. СССР №934600, 1982.

17. Лапицкий В.Н. и др. Электродинамический сепаратор. Авт. свид. СССР №1169746, 1985.

18. Лапицкий В.Н. и др. Электродинамический сепаратор. Авт. свид. СССР №1197218, 1985.

19. Лапицкий В.Н. и др. Железоотделитель. Авт. свид. СССР №994010, 1982.

20. Лапицкий В.Н. и др. Аэросепаратор. Авт. свид. СССР №1152668, 1985.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.