процент извлечения вторичного сырья - отношение сум­марной массы компонентов ТБО, представляющих ценность как вторичное сырье к общей массе отходов с учетом коэффициен­тов извлечения конкретных материалов (рассчитывается на ос­новании морфологического состава ТБО и эмпирических коэф­фициентов извлечения конкретных материалов);

2. 2) при использовании методов, основанных на процессах биологического разложения материалов, в том числе при компо­стировании, сбраживании, а также при размещении отходов на полигонах и свалках, сопровождающемся образованием биогаза:

• биологический потенциал - отношение суммарной массы компонентов ТБО, способных разлагаться в результате биохи­мических трансформаций с образованием углекислого газа, био­газа и гумусоподобных соединений, к общей массе ТБО (рассчи­тывается на основании морфологического состава ТБО);

• содержание биоразлагаемого углерода - отношение сум­марной массы углерода, содержащегося в биоразлагаемых ком­понентах ТБО, к общей массе ТБО (рассчитывается на основа­нии морфологического состава ТБО и содержания углерода в от­дельных компонентах);

• метановый потенциал - удельный выход биогаза, образую­щегося при полном разложении единицы массы отходов (рассчи­тывается на основании содержания биоразлагаемого углерода);

2. при использовании методов термического разложения ма­териалов, в том числе при сжигании, пиролизе, газификации:

• энергетический потенциал - отношение суммарной массы компонентов ТБО, способных разлагаться и/или окисляться в условиях высоких температур с выделением энергии (рассчи­тывается на основании морфологического состава ТБО);

• содержание органического углерода - отношение суммар­ной массы органического углерода, содержащегося в компонен­тах ТБО, к общей массе ТБО (рассчитывается на основании морфологического состава ТБО и содержания углерода в от­дельных компонентах);

• энергетический ресурс - удельное выделение энергии, об­разующейся при полном термическом разложении/окислении единицы массы отходов за вычетом энергии, необходимой для удаления (испарения) всей содержащейся влаги (рассчитывается на основании морфологического состава ТБО, влажности и теп­лоты сгорания отдельных компонентов).

Перечисленные показатели позволяют определить приме­нимость той или иной технологии к каждому потоку отходов. Так, зная энергетический ресурс потока, можно оценить, на­сколько эффективным окажется его сжигание или использова­ние в качестве вторичного топлива, а расчет метанового потен­циала отходов может быть полезен при проектировании систем отвода биогаза при захоронении отходов. (Байкулатова)

Пример использования результатов натурного определе­ния морфологического состава отходов для обоснования сис­темы обращения с отходами. Современные технологические схемы обращения с отходами, направленные на максимальное извлечение и переработку вторичного сырья и снижение опасности оставшихся отходов, как правило, представляют собой сочетание различных методов механического разделения отходов и последующего биотехнологического или термического (энергетического) использования или обезвреживания непригодных для переработки в качестве вторичного сырья потоков. (Калыгин)

Рассмотрим изменение ресурсного потенциала и показателей эффективности отдельных технологий на примере отходов города Саранска, натурные исследования морфологического состава которых были выполнены в 2009 г. (табл. 1).

В качестве примера выполним оценку эффективности одной из наиболее перспективных технологических схем обращения с ТБО, которая постепенно находит свое применение в некоторых городах России и включает в себя ручную сортировку отходов с выделением трех потоков: вторичное сырье, отсев и отходы сортировки.

Таблица 1 ­­– Укрупненный морфологический состав ТБО г. Саранске (Государственный доклад)

Отходы ручной сортировки содержат большое количество потенциально полезных компонентов, поэтому получение из них вторичного топлива является хорошей альтернативой, однако в настоящее время на территории России она не реализована, а отходы сортировки и отсев повсеместно отправляются на захоронение. (Голицын)

Для данной технологии в первую очередь определяется материальный баланс и схема потоков, исходя из морфологического состава исходных ТБО и эмпирических коэффициентов извлечения вторичного сырья для каждого компонента. Результатом расчета являются данные о процентном распределении всех потоков по отношению к исходному и морфологический состав каждого. Затем для каждого потока в границах данной системы оценивается ресурсный потенциал и показатели эффективности отдельных технологий.

1.4 Укрупненный морфологический состав тбо г. Саранска

Проанализировав результаты расчета, можно заметить, что за счет внедрения предлагаемой технологической схемы извлечения вторичного сырья и получения вторичного топлива можно снизить метановый потенциал потоков, отправляемых на захоронение, практически в 1,5 раза - 82,2 и 74,2 м3/кг у отсева и хвостов против 119,4 м3/кг у исходных отходов, а процент захораниваемых отходов снизить с 100 до 46 %. Это позволит не только снизить потребную мощность полигона, но и уменьшить поток выделяемого метана. (Безотходная технология)

2 Глава Геоэкологические особенности обращения с отходами на урбанизированных территориях

В последнее время наблюдается рост образования бытовых отходов. Это в первую очередь свидетельствует о росте благосостояния наших граждан. Данный момент позитивен и является хорошим экономическим показателем для города. Но и существует другая сторона – что делать с мусором, поступающим на горполигон. Существующие площади горполигона не позволяют осуществлять масштабную утилизацию поступающих отходов. В связи с интенсивным освоением территорий под строительство в городе новых (свободных) площадей под данные цели не имеется.

Возникла необходимость по снижению объема отходов на горполигон. Данное обстоятельство может быть достигнуто путем сортировки мусора и вовлечения вторичного сырья, образующегося при организации раздельного сбора, в товарный оборот.

Поэтому городской администрацией принято решение с 2011 года перейти на комплексное обращение с отходами на территории городского округа Саранск, который предусматривает следующие циклы:

- сортировку отходов на местах (контейнерных площадках);

- вывоз отходов от источников их образования;

- вторичная сортировка и прессование отходов на мусоросортировочном заводе;

- утилизацию (захоронение) отходов на горполигоне.

Сортировка бытовых отходов на местах предусматривает раздельный сбор отходов по фракциям (бумага, пластик, картон, стекло, цветмет и прочий мусор). Для этих целей на контейнерных площадках будут установлены контейнера с разной маркировкой:

- контейнер под бумагу, пластик и картон;

- контейнера под прочий бытовой мусор.

Конечно, в этом случае возникает необходимость в приобретении добавочных контейнеров и в расширении площади существующих контейнерных площадок. Также в рамках переходного периода на комплексное обращение с отходами планируется приобрести новую спецтехнику, позволяющую осуществлять больший забор мусора с контейнерных площадок, что позволит снизить расходы на вывоз ТБО.

Любые нововведения требуют определенных инвестиций. Источниками финансирования перехода на комплекс работ с отходами определены – городской бюджет и тариф на вывоз ТБО. (http://adm-saransk.ru/)

3 Глава Мероприятия по оптимизации утилизации отходов г.О. Саранск

На данный момент численность населения РМ составляет около 826,5 тысяч человек. Среднее количество мусора в день на одного человека составляет примерно 1,25 кг. Что бы найти число ТБО за 1 год делаем формулу:

V-общее количество мусора за 1 год;

X-количество мусора с 1 го человека в сутки;

J-Количество жителей города;

V=(1,25*365)*826500=377090 тонн мусора в год;

Существует фирма Portam которая занимается проектированием мини-заводов по переработке Мусора:

Рисунок – 1. Завод по переработке ТБО Вид сверху.

На рисунке – 2 показан общий вид комплекса «POTRAM» на мини- и кибер-заводах Шаха. Комплекс «POTRAM» располагается вдоль основной транспортной магистрали. Комплекс «POTRAM» имеет два заезда с основной магистрали. Левый заезд ведет в ангар для разгрузки автомобилей с ТБО и загрузки автомобилей металлоломом оказавшимся в ТБО. После разгрузки ТБО размельчается, при этом отделяется металл, который прессуется и отправляется на переработку как металлолом. Правый заезд ведет в ангар, где заправляются бензовозы произведенным из ТБО комплексом «POTRAM» горюче-смазочными материалами. Правый ангар служит для разгрузки автомобилей с жидкими отходами.

На рисунке – 3 желтым показана территория под расширение комплекса «POTRAM». На этой территории можно выстраивать точно такие же ветки из мини- и кибер-заводов Шаха поэтапно наращивая мощность полигона в переработке ТБО. А также размещать специализированные комплексы «POTRAM».

Особенность данного полигона является то, что мусор не хранится «под открытым небом». ТБО сразу размельчается и хранится в специальных силосах исключая доступ насекомым, грызунам, птицам.

Весь комплекс «POTRAM» полностью автономен, обеспечивает себя электроэнергий, теплом и чистой водой. Размер необходимой площадки под размещение такого 1-го полностью укомплектованного комплекса «POTRAM»: длина площадки 150 метров, ширина площадки 40 метров.

Основу комплекса «POTRAM» составляют мини- и кибер-заводы Шаха смонтированные в 40-ка футовых морских контейнерах. Что позволяет осуществлять быструю доставку и монтаж комплекса «POTRAM» в любом месте.

На этом рисунке6 хорошо видны цилиндрические силосы для хранения размельченного мусора. Силосы обеспечивают необходимый запас мусора-сырья для безостановочной работы всего комплекса «POTRAM».

На приложении цифрами обозначены следующие модули:

Сектор подготовки сырья

№ 1. Установка «POTRAM-Размельчитель ТБО».

№ 2. Установка «POTRAM-Отделитель металла».

№ 3. Силос, под хранение размельченного мусора.

Сектор пароплазменной газификации

№ 4. Мини-завод Шаха «POTRAM-Газификация», использует процесс паро-плазменной газификации сырья.

№ 5. Мини-завод Шаха «POTRAM-Октан» с блоками магнитной очистки, для получения товарных жидко-топливных фракций.

Сектор трансформации

№ 6. Мини-завод Шаха «POTRAM-Трансформация», использует процесс «холодного синтеза» по трансформации любого твердого сырья в синтетическую нефть.

№ 7. Мини-завод Шаха «POTRAM-Дизель» с блоками магнитной очистки, для выделения из синтетической нефти товарных жидко-топливных фракций.

Сектор емкостей

№ 8. Многосекционные «POTRAM-Танки» для приема и хранения всех технологических жидкостей: сырьевого, технологического и товарного назначений.

Сектор выработки электроэнергии

№ 9. Дизель-генераторные установки по выработке электроэнергии для работы комплекса использующие для питания генераторный и попутный газы от используемых мини-заводов Шаха.

Сектор управления

№ 10. ЦУП – центр управления производством (http://www.potram.ru)

Следующим этапом является пиролиз отходов с помощью установки АИСТ 200 от НПО Базальт

— мобильная/стационарная установка по утилизации углеродосодержащих промышленных и бытовых отходов и сточных вод для получения жидких и газообразных продуктов пиролиза (тепла, газа, синтетического топлива).

Назначение:

• Ликвидация свалок бытовых и промышленных отходов и улучшение экологии окружающей среды;

• Обеспечение жилых образований (жилой дом, группа домов, поселок, город) теплом, электроэнергией и газом в качестве дополнительного, альтернативного источника, а также очистка сточных вод и вторичное их использование;

• Обеспечение предприятий всех видов промышленности и сельского хозяйства дополнительными источниками тепла, электроэнергии, газа и воды за счет утилизации отходов их производства и сточных вод.

Принцип работы установки АИСТ-200

Установка работает по принципу окисления, без открытого огня. Процесс горения заменен процессом дозированного окисления. Цикл — замкнутый, выбросов в атмосферу нет, за исключением зольного осадка — карбонатов и силикатов. Разрушение углеродосодержащих веществ происходит под воздействием высоких температур, а потом в реакторе синтеза из углерода и водорода получаются молекулы бензина. (Багрянцев)

Блок подготовки сырья предназначен для приема, дробления и подачи сырья в печь при помощи шнеков. Сырьем для установки могут служить любые углеродосодержащие отходы – различные виды пластика, органика, древесина, угли, отходы сельского хозяйства, комбинированные отходы.

Печь скоростного пиролиза состоит из нескольких ступеней и предназначена для переработки сырья путем окисления и получения синтезгаза.

Биреактор предназначен для переработки газа и подачи его вторично в печь пиролиза (при необходимости газ можно использовать в бытовых нуждах).

Блок получения электроэнергии предназначен для производства электроэнергии за счет выделяемого тепла. Установка имеет замкнутый цикл, что исключает выбросы в атмосферу. Получаемые в результате переработки твердые отходы ( от 5 до 30%, в зависимости от состава загружаемого сырья) возможно использовать в дорожном строительстве. Тепло, выделяемое при работе установки, можно использовать для отопления жилищных комплексов, тепличных хозяйств, спортивных сооружений. Варианты изготовления установки предусматриваются как стационарного, так и передвижного типа.

Основные достоинства: уникальность установки (многие основные узлы не имеют аналогов в мире, как по производительности, так и по принципу решения поставленных задач);экологическая безопасность, за счет замкнутой системы работы установки; высокий КПД установки до 90% за счет применения скоростного пиролиза; универсальность установки по отношению к исходному сырью (бытовые отходы, различные виды пластика, органика, древесина, угли, отходы сельского хозяйства, комбинированные отходы и пр. ).Разно вариантность получаемого конечного продукта (тепловая энергия, электроэнергия, газ, синтетическое топливо);крайне низкая себестоимость производимых продуктов за счет применения принципиально новых схем в синтезе пиролизного газа; возможность создания как стационарных, так и передвижных комплексов утилизации отходов; малый срок развертывания и запуска в эксплуатацию; модульно-кассетный тип исполнения; безопасность эксплуатации; рентабельность 100%;срок окупаемости 1,5 года;

Потребляемое сырьё: бытовой мусор, резиновые и пластиковые отходы, отходы лесной промышленности, нефтешламы, осадки сточных вод, отходы сельского хозяйства (http://www.itechinvest.ru)

Заключение

Несмотря на то что уже существуют технологии утилизации твёрдых бытовых отходов , эти отходы зачастую сбрасывают в свалки, тем самым вызывая загрязнение окружающей среды. Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями. На сегодняшний день быстрыми темпами идёт рост городов – главной причины образования ТБО.

Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями.

Для каждой группы участников процесса санитарной очистки должны быть разработаны мероприятия, выполнение которых позволит повысить эффективность функционирования системы и улучшить экономические, экологические и социальные характеристики территории. При этом одной из важнейших задач санитарной очистки территории является выделение из общей массы отходов фракций, подлежащих повторному использованию или переработке. Неиспользуемые отходы - это "миллиарды тонн выведенных из хозяйственного оборота безвозвратно теряемых материальных ресурсов, многими видами которых страна практически уже не располагает". На свалках современных российских городов можно найти и большое количество драгоценных металлов. На территории Москвы, например, ежегодно скапливается около 20 тыс. т брошенной техники, из которой, по оценкам, можно извлекать до 28 т золота и 60 т серебра.

Необходимо активно использовать и фактор конкуренции городов за лучшие условия работы и проживания, за привлечение инвестиций и создание новых рабочих мест, повышение уровня жизни горожан и перспективы развития территории. При этом, чтобы сделать город привлекательным для проживания и временного пребывания, должны анализироваться и внутренние, и внешние факторы, влияющие на потенциал и перспективы развития территории.

Список используемой литературы

1 Сметанин В. И. Защита окружающей среды от отходов производства о потребления/В.И. Сметанин. – М.: Изд-во: КолосC, 2000. – 232 с.

2 Сметанин В. И. Проект полигона захоронения твёрдых бытовых отходов: Учебное пособие. / В. И. Сметанин, В. И. Соломин, И. А. Соломина. – М.: изд-во: Б.и , 2006. – 250 с.

3 Багрянцев Г. И. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов. / Г. И. Багрянцев, В. Е. Черников. Изд-во: Феникс, 1995. – 200 с.

4 Байкулатова К. Ш. / Вторичное сырьё – эффективный резерв материальных ресурсов / К. Ш. Байкулатова. – Алма-Ата.: Изд-во: Дрофа. 1982. – 150с.

5 Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Мордовия (2010). – Саранск: Б. и., 2000. – 224 с.

6 Безотходная технология. – М.: Изд-во: Знание. 1983. ­– 100с.

7 Лукашов В. П. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. / В. П. Лукашов, А. И. Янковский. – Новосибирск. Изд-во: Сибтогиздат. 1995. – 150с.

8 Гринин О. П. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка. / А. С. Гринин, В. Н. Новиков. – М.: Изд-во: Фаир. 2002. – 336с.

9 Ю. С. Юсфин. Промышленность и окружающая среда / Юсфин Ю. С. Леонтьев Л. И. – М.: Изд-во: Академкнига. 2002. – 469 с.

10 Калыгин В. Г. Промышленная экология : Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В. Г. Калыгин. М.: Изд-во: Академия. 2004 – 432 с.

11 А. И. Голицын. Основы промышленной экологии: Учебник для нач. проф. образования – в 2 т. / Голицин А. И. – 2-е изд., – М.: Изд-во: Академия. 2004. – 240 с.

12 Сайт фирмы Portam – Режим доступа: http://www.potram.ru – на сайте представлены проекты мини- заводов по утилизации отходов.

13 Сайт технологического инкубатора Томского университета. Режим доступа: http://www.itechinvest.ru – на сайте представлена информация об установке Аист-200.

14 Сайт администрации города Саранск. Режим доступа: http://adm-saransk.ru – на сайте представлена информация о мероприятиях по удаления отходов.

25