Экологические проблемы утилизации твердых бытовых отходов

Реферат выполнила Плетнёва Елена Алексеевна, группа Т 13


Московский государственный университет инженерной экологии


Москва


2003 г


Как удалить мусор! Пневмотранспорт мусора


Ствол мусоропровода при этом заканчивается в специальной вентиляционной камере и через шиберный клапан соединяется с патрубком.


Поэтому в больших городах целесообразней использовать пневмотранспортные системы.


Компостирование


Для компостирования, то есть биотермической переработки легкогниющих веществ в органическое гумусообразное удобрение, необходимо три момента: сырьё, аэробные микробы и время.


Ещё один способ


Этот способ обезвреживания состоит в складировании мусора в специально отведенных местах. Если обычная свалка – потенциальный источник пожаров, очаг заразы, обиталище крыс и мух, то полигон – надежное в санитарном отношении место, обеспечивающее обеззараживание и захоронение бытовых отходов.


Основанием полигона служит достаточно большая площадка, обязательно с водонепроницаемым основанием.


Мусор в печь


Есть мнение, что наиболее гигиеничный способ уничтожения мусора состоит в его сжигании. Но при этом необходимо очищать выделяющиеся при сгорании газы и утилизировать выделяющееся тепло.


Немного из истории


Первые работы по утилизации тепла, возникшего при сжигании мусора, были проведены в Англии, в городе Ольдгейме. К “мусоросжигательному заведению” была пристроена электростанция. Вся полученная энергия использовалась для обслуживания самого заведения. Внимание работам по гигиене городов уделяли многие видные ученые. Л. Пастер и Э. Кох помогли оценить опасность разложения отбросов. Д.И. Менделеев интересовался утилизацией промышленных отходов и написал статью “Отбросы” в энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона.


Первый в России специализированный завод по сжиганию мусора был построен в Москве. Первую продукцию завод выпустил в 1975 году.


Таблица 1


Содержание химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов


Элемент Выбросы в воздух Летучая зона

Содержание,


%


Коэф. концентрации

Содержание,


%


Коэф. Концентрации
Висмут 0,0003 – 0,0013 300 – 1300 0,01 10000
Серебро 0,0006 – 0,0021 86 – 300 0,003 – 0,01 430 – 1430
Олово 0,02 – 0,18 80 – 720 0,22 – 0,3 880 – 1200
Свинец 0,155 – 0,186 97 – 116 0,45 – 1 281 – 625
Кадмий 0,0005 – 0,0012 38 – 923 0,005 – 0,01 380 – 770
Сурьма 0,003 – 0,009 60 – 180 0,01 – 0,02 200 – 400
Медь 0,15 – 0,4 32 – 85 0,07 – 0,3 15 – 64
Цинк 0,18 – 0,56 22 – 68 1 – 3 120 – 360
Хром 0.06 – 0,16 7 – 20 0,08 – 0,6 10 – 200
Ртуть 0,0000 – 0,00009 5 – 10 - -

Токсические металлы выбрасываются в виде солей или оксидов, то есть в устойчивом виде, и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно, с пылью поступают в организм человека. Поэтому нормы ПДК могут оказаться неприменимыми к таким выбросам.


Другим источником загрязнения являются продукты неполного сгорания. Их список насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них и углеводороды (в том числе и ароматические), их хлорированные производные, токсичные фенолы и хлорфенолы, бром- и азотзамещенные вещества и полихлорированные дибензодиоксины. В число микрозагрязнений входят вещества крайне токсичные и крайне опасные для здоровья. К примеру, полиароматические углеводороды проявляют свои токсические свойства уже при столь малых концентрациях, что микроколичества их в газах МСЗ являются крайне опасными. Для отравления достаточно долей нанограмма в кубометре


Самыми опасными из продуктов неполного сгорания являются “диоксины”: смесь полихлордибензо-пара-диоксинов и полихлордибензофуранов. Т.к. диоксины очень хорошо адсорбируются, они почти полностью связаны с частицами пыли. Исследования, волос и крови сотрудников МСЗ показали, что их токсичность в 3,7 раза выше контроля. В Японии, неподалеку от МСЗ, была выявлена зона с высокими показателями смертности от рака: в зоне до 1.1 км к югу от завода из 57 умерших в течение1985 – 1995 годов 24 умерли от рака (42%), в зоне от 1,1 до 2 км из 167 умерших только 34 умерли от рака (20%). Последняя цифра близка к среднему показателю региона (25 – 28%). Тяжелые частицы, несущие диоксины выпадают в зоне, прилегающей к трубе, но даже на расстоянии 24 км хорошо прослеживается диоксиновое загрязнение.


В нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболевания. У высокочувствительных особей первоначально появляется заболевание кожи — хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дерматитами и образованием долго незаживающих язв), причем у людей хлоракне может проявляться снова и снова даже через многие годы после излечения. Более сильное поражение диоксином приводит к нарушению обмена порфиринов — важных предшественников гемоглобина и простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Порфирия — так называется это заболевание — проявляется в повышенной фоточувствительности кожи: она становится хрупкой, покрывается многочисленными микропузырьками.


“Летучая зола”


Диоксины образуются в зоне охлаждения, часть из них попадают в летучую золу (“золу уноса”) – ту пыль, которая осаждается на фильтрах. В ней содержатся не только диоксины, но и еще множество опасных веществ.


Загрязнение твердых отходов


К таким отходам относятся шлаки, летучая зола и отходы с фильтров очистки воздуха.


Шлаков образуется около тонны на 3 – 4 тонны мусора. Стоимость захоронения обычного мусора 23 доллара, тонны опасных отходов – 210 долларов. Так как диоксины весьма устойчивы, все бордюрные камни и плиты из шлаков будут токсичны многие десятилетия.


Таблица 2


Содержание семи токсичных металлов в блоках из цемента, в смешанных блоках (с добавлением летучей золы, с добавлением смеси летучей золы и шлаков МСЗ)


Токсичный


металл


Блоки с добавками летучей золы Блоки со шлаком и летучей золой Обычные цементные блоки Портланд-цемент
Цинк 18618 4482 53 29
Свинец 7278 5137 4 1
Медь 606 4668 13 9
Никель 78 109 47 18
Хром 190 146 31 38
Кадмий 731 44 0,26 0,04
Мышьяк 73 5 33 2

Загрязнение воды


Таблица 3


Исследования воды реки Doe Lea, на берегу которой расположен сжигатель опасных отходов.


Англия март 1992г


Расстояние от выпуска сточных вод в Doe Lea Диоксины Фураны
1 км выше выпуска 0,02 0,003
40 м выше выпуска 0,03 0,004
40 м ниже выпуска 13,0 12,0
1,2 км ниже выпуска 79,0 5,7
1,5 км ниже выпуска 97,0 9,4

Сточных вод в среднем образуется 2,5 м3 но тону сжигаемых отходов. Эта вода сильно загрязнена солями и токсичными металлами. Она всегда или сильнощелочная или сильно кислая. В том и другом случаи требует специальной обработки.


Таблица 4


Содержание загрязнений в сточных водах МСЗ


Загрязнение Вода из скруббера отходящих газов Вода охлаждения шлаков
PH 0.95 8.8
Cl 12900 1540

SO2


502 590
F 52 1.7
Cr 0.69 0.10
Cu 1.28 0.26
Ni 3.7 0.25
Zn 14.1 1.8
Cd 0.46 0.15
Pb 6.8 0.80
Hg 6.6 0.038

Следует заметить, что один анализ на диоксины в 1993 году в России стоил 5 тысяч долларов. Сейчас эта цена незначительно снизилась. Но, так как у большинства государств нет денег на регулярное проведение подобных анализов на мусороперерабатывающих заводах, о составе выбросов, ежедневно поступающих в атмосферу и гидросферу из труб реальных предприятий, можно только догадываться.


Способ переработки горючих отходов, основанный на газификации в сверхадиабатическом режиме


В Институте проблем химической физики РАН разработан эффективный метод термической переработки горючих отходов, основанный на использовании нового физического явления ? фильтрационного горения в сверхадиабатических режимах, при которых температура в зоне реакции существенно превышает адиабатическую температуру горения. Целенаправленное использование сверхадиабатических режимов для проведения процессов газификации открывает широкие возможности для утилизации разного рода горючих отходов с высокой энергетической эффективностью, экологической чистотой и относительно невысокими затратами.


Предлагаемые технологии термической переработки основаны на двухстадийной схеме. На первой стадии перерабатываемый материал подвергается паровоздушной газификации в сверхадиабатическом режиме горения.


Схема процесса термической переработки горючих отходов с получением тепловой и электрической энергии


Газификацию осуществляют в реакторе-газификаторе шахтного типа при реализации сверхадиабатического режима горения в “плотном” слое.


Преимущества по сравнению с методами прямого сжигания


Процесс термической переработки горючих отходов с получением тепловой и электрической энергии перед прямым сжиганием имеет следующие преимущества:


процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);


низкие линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;


в некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2;


при газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;


сжигание газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно мало окиси углерода и остаточных углеводородов;


сжигание в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);


зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит недогоревшего углерода;


при утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и др.);


выбор оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива;


процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);


низкие линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;


в некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2;


при газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;


сжигание газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно мало окиси углерода и остаточных углеводородов;


сжигание в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);


зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит недогоревшего углерода;


при утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и др.);


выбор оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива.


Технологии, использующие процесс газификации, разработанные в институте химической физики РАН и запатентованные в России и за рубежом.


Газификации низкосортных углей и угольных отходов с получением энергетического газа.


Переработки изношенных шин и резинотехнических изделий с получением металлокорда, порошка окиси цинка, нефтеподобного пиролизного масла и горючего газа.


Переработки древесных отходов и отходов целлюлозно-бумажной промышленности (в т.ч. лигнина) с получением энергетического газа и пиролизных смол.


Утилизации нефтеотходов и нефтешламов.


Сжигания твердых бытовых отходов.


Сжигания ила биологической очистки канализационных стоков.


Обезвреживания ряда промышленных отходов, в том числе лакокрасочных отходов, отходов полимеров, отработанных фильтров, промасленных опилок и ветоши, отходов химического производства.


Экологически чистого сжигания больничных отходов непосредственно в больницах.


Сжигание биомассы для получения энергии.


Список литературы


И. Коган. — “Мусор – проблема физико-химическая”, “Наука и жизнь”, 1990 г, № 7, с33 — 38.


В.В.Разнощик. –“Огнем и микробами” 1976 г, Москва – Стройиздат . 94стр


С.С.Юфит.- “Яды вокруг нас” 2002 г Классикс Стиль.


С.Дивилов – “Куда девать отходы”, “Наука и жизнь” 1978г №7 стр78 – 81


“Свалка на подстилке”, “Асфальт служит дважды”, “Облицовка из отходов”, “Цветные металлы из мусора” БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1978 г №7 стр82 – 83


“Бионер” БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1987 г № 11.


“О переработке автомобильных шин во Франции” www:///C:/rus/map.htm БИКИ 27.03.2003


Беляков В.И., Дегтерев С.Н. “Способ переработки твердых бытовых отходов в компост” Дата публикации: www:///C:/rus/map.htm 23 сентября 2003 Номер патента: 2210437 www:///C:/rus/map.htm


Г.Б. Манелис — “Способ переработки горючих отходов, основанный на газификации в сверхадиабатическом режиме” ,- доклад на "Всероссийском симпозиуме по горению и взрыву" , Черноголовка, 2000г.




Скачать бесплатно реферат на тему Экологические проблемы утилизации твердых бытовых отходов
Рейтинг: 0 Голосов: 0 1314 просмотров