Основные методы переработки отходов:
Компостирование отходов.
Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Сейчас предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.
Сжигание отходов.
Сжигание твердых бытовых отходов происходит при высокой температуре. Для сжигания подходит мусор с теплотворной способностью выше чем 3767kДж/кг. В процессе выбрасывается небольшое количество дыма и пыли.
Биопереработка отходов.
Физико-химическая переработка.
Метод санитарного захоронения.
Традиционные свалки не только загрязняют окружающую среду, но и являются потенциально опасными. В настоящее время происходит их постепенная замена на санитарные свалки. Метод санитарного захоронения отличается от традиционного метода тем, что применяются более строгие меры по ограничению загрязнения, и сведения к минимуму всех рисков.
Для переработки и захоронения отходов используются специализированные полигоны. В составе полигона следует предусматривать:
завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов;
участок захоронения токсичных промышленных отходов;
гараж специализированного автотранспорта, предназначенного для перевозки токсичных промышленных отходов.
Завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов с целью их обезвреживания или понижения токсичности (класса опасности), перевода их в нерастворимые формы, обезвоживания и сокращения объема отходов, подлежащих захоронению.
Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных карт (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.
Полигоны следует размещать:
на площадках, на которых возможно осуществление мероприятий и инженерных решений, исключающих загрязнение окружающей среды;
с подветренной стороны (для ветров преобладающего направления) по отношению к населенным пунктам и зонам отдыха;
ниже мест водозаборов питьевой воды, рыбоводных хозяйств, мест нереста, массового нагула и зимовальных ям рыбы;
на землях несельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства либо на сельскохозяйственных землях худшего качества;
в соответствии с гидрогеологическими условиями, как правило, на участках со слабофильтрующими грунтами (глиной, суглинками, сланцами), с залеганием грунтовых вод при их наибольшем подъеме, с учетом подъема воды при эксплуатации полигона не менее 2 м от нижнего уровня захороняемых отходов.
В составе завода по обезвреживанию токсичных промышленных отходов следует предусматривать:
цех термического обезвреживания твердых и пастообразных горючих отходов;
цех термического обезвреживания сточных вод и жидких хлорорганических отходов;
цех физико-химического обезвреживания твердых и жидких негорючих отходов;
цех обезвреживания испорченных и немаркированных баллонов;
цех обезвреживания ртутных и люминесцентных ламп;
цех приготовления известкового молока;
склад легковоспламеняющихся и горючих жидкостей с насосной;
открытый склад под навесом для отходов в таре;
склад химикатов и реактивов;
склад огнеупорных изделий;
В цехе термического обезвреживания твердых и пастообразных горючих отходов следует предусматривать:
бункера для приема и промежуточного хранения твердых горючих отходов с мостовым грейферным краном;
печи для сжигания отходов;
котлы-утилизаторы для выработки водяного пара;
систему очистки дымовых газов от пыли;
систему физико-химической очистки дымовых газов (от хлористого и фтористого водорода, оксидов серы и других примесей);
систему удаления и складирования золы и шлака.
Проектом должно быть предусмотрено измельчение (перед сжиганием) крупных фракций твердых отходов, ограничиваемых размерами приемного штуцера дозирующего устройства печи.
Конструкция печей должна обеспечивать сжигание твердых, жидких и пастообразных (как правило, в таре) отходов. При разработке конструкций печей следует учитывать возможность в будущем полного изменения состава отходов.
Загрузочные устройства печей следует проектировать таким образом, чтобы различные отходы могли поступать в печь непрерывно и равномерно по количеству и тепловой нагрузке печи для достижения относительно равномерного сгорания отходов и количества получаемого пара в котле-утилизаторе.
Температура сжигания отходов в печи должна быть не ниже 1000 °С, при наличии галогенсодержащих соединений - не ниже 1200 °С.
Галогенсодержащие отходы следует дозировать в печь в таких количествах, чтобы выбросы в атмосферу хлористого и фтористого водорода в каждом конкретном случае не превышали ПДВ с учетом фоновых загрязнений и содержание хлористого и фтористого водорода в дымовых газах не превышало 0,1 % по объему.
Температура дымовых газов на выходе из камеры дожигания должна быть не ниже 1000 °С, а при наличии галогенсодержащих соединений - от 1200 до 1450 °С.
Котел-утилизатор, устанавливаемый за камерой дожигания, должен удовлетворять следующим условиям работы:
температура дымовых газов на входе должна быть до 1450 °С;
должка обеспечиваться устойчивая, надежная работа котла при резких колебаниях тепловой нагрузки (до 30 % в 1 мин);
температура стенок труб котла, соприкасающихся с дымовыми газами, должна находиться в пределах 150 - 350 °С;
температура дымовых газов на входе в конвективные поверхности котла должна быть не выше 600 °С (для исключения оседания расплавленной золы на поверхности и, следовательно, предотвращения коррозии);
температура дымовых газов на выходе из котла должна быть в пределах 250 - 300 °С;
конструкция котла должна обеспечивать доступ для осмотра поверхностей нагрева;
в конструкции котла должны быть предусмотрены устройства для чистки поверхностей нагрева.
При наличии в промышленных отходах, поступающих на сжигание, веществ, имеющих высокое давление паров при температуре от 150 до 300 °С (окисей мышьяка, селена, фосфора, а также хлоридов сурьмы, мышьяка, железа, свинца, кадмия, висмута и др.), следует предусматривать мокрую ступень очистки. Система мокрой очистки должна обеспечить снижение содержания указанных загрязнений в дымовых газах, сбрасываемых в атмосферу, до значений ниже предельно допустимых выбросов.
В цехе термического обезвреживания сточных вод и жидких хлорорганических отходов следует предусматривать:
печи для термического обезвреживания сточных вод и жидких горючих отходов с системой очистки дымовых газов от уноса минеральных солей и системой вывода смеси минеральных солей в сухом виде;
печи для термического обезвреживания жидких хлорорганических отходов с системой утилизации хлористого водорода из дымовых газов с получением хлористого кальция или товарной соляной кислоты и системой санитарной очистки отходящих газов.
При термическом обезвреживании сточных вод и жидких органических отходов должны соблюдаться следующие условия:
температура отходящих газов в циклонных печах или печах других видов должна быть в пределах 950-1050 °С;
нейтрализацию образующихся в результате окисления органических веществ хлористого водорода, оксидов серы и фосфора следует осуществлять в объеме печи едким натром или карбонатом натрия. Подачу едкого натра (карбоната натрия) в объем печи следует осуществлять с 10 %-ным избытком совместно со сточными водами;
образующийся в циклонной топке плав смеси минеральных солей следует выводить в кубовую часть скруббера-охладителя;
охлажденные газы следует очищать от минеральных солей в скоростных турбулентных газопромывателях, откуда слабый раствор солей необходимо возвращать в скруббер-охладитель для концентрирования посредством упаривания за счет физического тепла высокотемпературных газов, выходящих из печи. Концентрированный раствор солей следует непрерывно выводить из скруббера-охладителя с подачей в систему выделения смеси минеральных солей в сухом виде (сушка, центрифугирование и т.д.).
Примечание. Допускается вывод плава смеси минеральных солей из циклонной печи в охладитель-гранулятор для получения солей в твердом виде, а также очистка предварительно охлажденных дымовых газов в сухих газоочистителях, при этом для охлаждения газов следует применять аппараты полного испарения.
При термическом обезвреживании жидких хлорорганических отходов должны соблюдаться следующие условия:
термическое обезвреживание их следует, как правило, осуществлять в циклонной печи при температуре от 1200 до 1500 °С;
образующийся при сгорании отходов хлористый водород следует утилизировать с получением соляной кислоты или других хлорсодержащих продуктов;
при тепловой нагрузке печи свыше 7·106 Вт (в случае получения соляной кислоты) для охлаждения газообразных продуктов сгорания отходов перед стадией абсорбции хлористого водорода следует предусматривать применение котла-утилизатора, в котором осуществляется утилизация тепла с выработкой насыщенного пара давлением от 1,3 до 4,0 МПа;
при сжигании хлорорганических отходов с содержанием органически связанного хлора свыше 70 % по массе следует предусматривать предварительное смешивание отходов с жидким топливом (отходами) в соотношении, обеспечивающем устойчивое горение смеси;
для подачи в печи отходов, как правило, следует применять форсунки пневматического типа со спрямленными каналами по ходу отходов с целью уменьшения вероятности забивки форсунки, а также обеспечения возможности быстрой механической чистки ее без остановки печи;
воздух на горение отходов следует подавать с избытком не менее 20 %. Верхняя граница избытка воздуха лимитируется содержанием в газообразных продуктах сгорания непрореагировавшего кислорода, количество которого во избежание образования большого количества хлора не должно превышать 3,5 % по объему. При необходимости для поддержания температуры горения отходов в пределах 1200 - 1500 °С в объем печи могут впрыскиваться вода, соляная кислота или вдуваться водяной пар;
абсорбцию хлористого водорода из газообразных продуктов сгорания отходов при получении соляной кислоты предпочтительно производить в изотермических абсорберах;
для санитарной очистки газов перед выбросом их в атмосферу обязательна щелочная промывка с использованием водного раствора едкого натра или карбоната натрия. Концентрация поступающего на промывку газов раствора исходя из условия предотвращения кристаллизации промежуточного продукта щелочной промывки -бикарбоната натрия должна быть не выше 5 % по массе;
после щелочной промывки следует предусматривать локальный узел разрушения гипохлорита натрия, образующегося при щелочной промывке газов и содержащегося в отработанном растворе.
Примечание. Для санитарной очистки отходящих газов допускается использование известкового молока при условии, что применение аппаратов трехфазной системы обеспечит надежную очистку газов от хлористого водорода и хлора, при этом следует предусматривать локальный узел разрушения гипохлорита кальция.
В цехе физико-химического обезвреживания твердых и жидких негорючих отходов следует предусматривать :
а) установку по обезвреживанию твердых циансодержащих отходов, включающую системы:
приема и измельчения отходов;
приготовления суспензии и перевода цианидов в цианаты;
фильтрации суспензии;
б) установку по обезвреживанию отходов гальванических производств, включающую:
емкостный парк для приема отходов;
систему восстановления Сг+6 и Мn+7 раствором серной кислоты и железного купороса;
систему осаждения ионов тяжелых металлов известковым молоком;
систему фильтрации осадка;
в) установку обезвреживания мышьяксодержащих отходов, включающую:
емкостный парк для приема отходов;
систему перевода соединений трехвалентного и треххлористого мышьяка в мышьяковую кислоту, арсенат натрия и нитрооксифенил-аросоновую кислоту;
систему осаждения мышьяксодержащих соединений известковым молоком в виде арсената кальция;
систему фильтрации осадка;
систему отпарки фильтрата.
В корпусе обезвреживания испорченных и немаркированных баллонов следует предусматривать:
бронеямы для подрыва баллонов;
систему промывки и обезвреживания бронеям и отходящих газов;
погребок для хранения взрывчатых веществ.
В корпусе обезвреживания ртутных и люминесцентных ламп следует предусматривать:
складское помещение для приема ламп;
агрегаты для обезвреживания люминесцентных и ртутных ламп;
систему очистки технологических газов от ртути;
систему очистки промывных вод от ртути;
складское помещение для хранения контейнеров со ртутьсодержащими отходами, направляемыми не переработку.