Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

5.6.1. Основы переработки твердых коммунальных отходов

Отходы характеризуются большим разнообразием веществ и материалов, в связи, с чем их простое захоронение на полигонах означает большую потерю ценных ресурсов (в частности, материальных, но также и земельных ресурсов) и приводит к большой нагрузке на окружающую среду. Поэтому в основу европейского законодательства по отходам была положена четкая последовательность приоритетов, согласно которой первоочередное значение при обращении с отходами имеет
их материальное использование. Лишь после полного использования этой возможности следует стремиться к энергетическому использованию, а захоронение на санкционированных полигонах должно быть самым последним способом экологически приемлемого устранения отходов. (рис. 5.42). Иерархия устойчивого управления ТКО устанавливает приоритетные направления развития технологий утилизации отходов с учетом устойчивого развития.

_5.42.tif

Рис. 5.42. Иерархия устойчивого управления ТКО

Иерархия опирается также на идею, заключающуюся в том, что специфическая утилизация веществ и материалов, содержащихся в отходах, всегда включает также важный социальный и экономический компонент. Сортировка и обработка отходов с получением различных материальных фракций служит большим потенциалом занятости, приводит к образованию самостоятельного хозяйственного сектора, самостоятельно функционирующей отрасли народного хозяйства – отходопереработки.

Важными составными элементами на пути создания устойчивой модели управления ТКО в Европе являются мониторинг и развитие управления отдельными материальными потоками в данном секторе экономики.

Управление отходами включает комплексный подход в целях обеспечения максимальной безопасности для окружающей среды при обращении с отходами и извлечения при этом наибольшей экономической выгоды из различных составных частей отходов.

При всех комплексных подходах используется комбинация различных опций обработки и использования. Разнообразие спектра опций и окончательный выбор применяемого метода сильно зависят
от поставленных целей и многих специфических местных факторов. Целевые установки и соблюдаемые стандарты уже зафиксированы в определенных правовых рамках (например, в директивах ЕС) или в соответствующих положениях национального законодательства [27].

Основой комплексного устойчивого управления отходами служат различные технологии и технические процессы. К ним относятся, в первую очередь, различные процессы переработки, утилизации и обработки, термическое обезвреживание отходов с получением или без получения энергии, также как комбинация утилизации и предварительной обработки, а также процессы складирования и послойное захоронение остаточных отходов на полигоне.

В идеальной системе управления отходами различные технологические возможности и процессы обработки должны оптимально дополнять друг друга и в результате приводить к комплексному управлению отходами, как это показано на нижеследующей схеме (рис. 5.43).

В табл. 5.2. представлен обзор возможных вариантов обработки различных фракций ТКО.

Основные понятия о рисайклинге (переработке)

Рисайклинг – cистематический возврат ценных материалов из отходов в материальный производственный замкнутый процесс для обратной рекуперации/рециклинга ценных веществ и/или для сбережения энергии и сырья.

Рисайклинг (рециклинг) – повторное или вторичное использование или утилизация промышленных или других отходов или продуктов и их частей. В соответствии с этим рециклат или регенерат – это предназначенные в процессе производства сырье и материалы, регенерированные путем рециклинга из вторичного сырья.

Химический рециклинг – совокупность методов утилизации при помощи которых из отходов путем химического преобразования извлекаются ценные компоненты.

Сырьевой рециклинг – способ химического рециклинга, при помощи которого продукты расщепляются до первичной сырьевой ступени (сырая нефть, хлористый водород).

Производственно-материальный рециклинг – способ рециклинга, при котором свойства материалов, которые могут быть использованы в процессе производства в основном сохраняются (пластмасса, стекло).

Рециклинг отходов и использование пригодных в качестве вторсырья материалов из отходов являются решающими факторами в области сокращения общего объема отходов и уменьшения необходимости их обработки, что служит основной целью управления отходами.

_5.43.wmf

Рис. 5.43. Система раздельного сбора и комплексного управления ТКО в Германии [28]

Таблица 5.2

Обзор возможных вариантов обработки различных фракций ТКО [27]

Фракции
отходов

Варианты управления

Вид сбора/приема

Пути обработки

Бытовые
отходы

В смешанном виде по системе сбора остаточных отходов

Передача на механико-биологическую обработку

В смешанном виде по системе сбора остаточных отходов

Передача на мусоросжигательный завод

В смешанном виде по системе сбора остаточных отходов

Передача на механико-биологическую обработку через перегрузочный пункт

В смешанном виде по системе сбора остаточных отходов

Передача на мусоросжигательный завод через перевалочный пункт

Раздельный сбор сухих компонентов (смешанное вторсырье) и остатка

Передача сухой фракции на сортировку, остатки на механико-биологическую обработку или мусоросжигательную установку

Биоотходы

Отдельный сбор в местах образования

Передача на компостирование

Отдельный сбор в местах образования

Передача на ферментацию

Отходы
упаковки

В смешанном виде раздельный сбор в местах образования

Передача на сортировку для выделения утилизируемых материалов

Раздельный сбор различных материалов в местах образования

Передача на сортировку для подготовки к рисайклингу

Крупно-габаритные отходы

В смешанном виде раздельный сбор в местах образования

Передача на мусоросжигательный завод

В смешанном виде раздельный сбор в местах образования

Передача на сортировку для выделения утилизируемых материалов

В смешанном виде раздельный сбор в местах образования

Передача на механико-биологическую обработку

Строительные отходы

В смешанном виде раздельный сбор в местах образования

Передача на сортировку для подготовки утилизируемых материалов

Раздельный сбор различных материалов в местах образования

Частичная подготовка и утилизация на месте, остатки на утилизацию в других местах

Основные цели рисайклинга:

● Сбережение естественных природных ресурсов.

● Понижение потребности в энергии через использование вторичного сырья.

● Уменьшение количества отходов, которые следует обезвредить или захоронить.

● Ограничение нагрузки на окружающую среду.

Формы рисайклинга:

● Рисайклинг продуктов – повторная или дальнейшая переработка продуктов после очистки, технического обслуживания, восстановления (стеклянные емкости из под напитков «стеклотара многоразового использования под залог», электроника, картриджи).

● Рисайклинг конструктивных элементов – повторная или дальнейшая переработка компонентов или конструктивных элементов (электронный скрап, лом).

● Рисайклинг материалов – повторная переработка ценных материалов после физического превращения в основное вещество при помощи измельчения, плавления, гранулирования (пластик, стекло, металл).

● Рисайклинг сырья – дальнейшая переработка после подготовки с потерей материальной идентичности (пластик) [32].

Первоочередное значение имеет при этом задача получения пригодных для дальнейшего использования материалов из отходов. Многие входящие в состав отходов материалы сохраняют также и после их использования свою материальную или сырьевую ценность или обладают свойствами, позволяющими их использование в качестве вторсырья при производстве новых продуктов или при замене дефицитных материалов. Для использования этих возможностей необходимо выделить эти материалы из потока остальных отходов и переработать их в отдельности. Для повторного материального применения или использования эти материалы должны иметь определенную чистоту. Как отделение различных ценных материалов от потока остальных отходов, так и их переработка в виде достаточно чистых материальных фракций для дальнейшего промышленного использования могут осуществляться путем обработки и сортировки отходов. Разделение/сортировка различных отходных материалов может производиться, с одной стороны, непосредственно на месте образования отходов, т.е. у производителя отходов, и, с другой стороны, индустриальными методами. Пользу за счет извлекаемого из отходов вторсырья получает не только промышленность, но также и сам производитель отходов и даже населенный пункт, в котором он живет. При наличии соответствующих рамочных условий производитель отходов, таким образом, получает возможность экономии средств, которые ему в противном случае пришлось бы тратить на оплату сборов за устранение отходов. В то же время населенный пункт может в результате соответственного уменьшения объема отходов сэкономить площадь полигона и в определенных случаях даже получать доходы за счет продажи выделенного вторсырья.

_5.44.wmf

Рис. 5.44. Схема управления отдельными видами упаковки
(стекло, легкая упаковка, бумага) в Германии «Дуальная система Германии» [33]

В домашних хозяйствах и ремесленном производстве раздельно собираются, как правило, следующие группы материалов, которые нуждаются в специальной обработке для вторичного материального использования [27] (рис. 5.44):

● макулатура;

● стеклобой;

● (легкий) упаковочный материал.

При этом применяются разнообразные процессы обработки и комбинации технологических методов. Главная цель каждой стадии обработки заключается в получении фракций материалов, которые могут напрямую направляться на переработку. В этой связи основной задачей является удаление загрязнений и других веществ, которые могли бы мешать рециклингу или делать его невозможным. При этом опять используется сортировочная и разделительная техника. Интенсивность обработки зависит в конце концов от целевого качества утилизируемой фракции (например, разделение различных сортов бумаги с различным содержанием чужеродной бумаги), а это определяется в свою очередь рыночным спросом, ценовой политикой и ожидаемой прибылью от сбыта различных фракций материалов.

В качестве примеров технических возможностей обработки пригодных для рисайклинга отходов, ниже будут представлены высокотехнизированная конфигурации процессов (НДТ), т.е. процессы и оборудование, которые были специально разработаны и применяются для наиболее широкой автоматизации обработки отходов [27].


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074