27985-1 (Твердые бытовые отходы (ТБО), их складирование, сепарация и сортировка по группам)

Твердые бытовые отходы (ТБО), их складирование, сепарация и сортировка по группам

4.1. Общие основные положения

Исследование свойств ТБО связано со значительными трудностями в виду большого числа составляющих компонентов. Это число меняется в зависимости от климатических условий, времени года, особенностей местности и т.п.. Так по данным М.И. Мягкова, Г.М.Алексеева (1) плотность ТБО колеблется от 0,06 до 0,45 т/м³. При этом морфологический состав ТБО значительно меняется и по годам. Это связано разумеется с социально-экономическим положением населения и т.п. В осенне-зимний период содержание пищевых отходов превышает среднюю величину. Физико-химические характеристики ТБО двух крупнейших городов бывшего Советского Союза по данным работы (1), основанными на материалах 1967-1977 г.г. приводятся в таблицах 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1

Однако данные, приведенные в таблице 4.1 в какой-то мере следует считать устаревшими по ряду причин. За последние годы с 1988 по 1996 год произошли существенные изменения в социально-экономической жизни населения РФ. Появилось много товаров иностранного производства в соответствующей упаковке. Поэтому для более современной оценки свойств ТБО приводим состав ТБО г. Владимира, одного из средних городов РФ (2). Данные получены в 1995 году институтом Рудологии (Франция, г. Леваль) и Исследовательским институтом по окружающей среде IMOTEP (См. таблицу 4.3).

Таблица 4.2 (Из работы (1))

Таблица 4.3 (Данные Института Рудологии г.Леваль)

Итого, компоненты ТБО, которые должны быть направлены для биохимического разложения по данным 1966-1977г.г. составляет 77,6%. Для г. Владимира по данным 1995г. эти компоненты ТБО составляют 67%, т.е. значительно больше половины от веса всех ТБО.

Следует отметить очень важный фактор, о котором мы упоминали в главах, посвященных ТПО, хотя там эта часть ТПО составляет сравнительно небольшую часть ТПО от общего количества ТПО. ТБО представляет определенную опасность для здоровья всех граждан и для окружающей природной среды. ТБО также как и некоторая часть ТПО является весьма благоприятной средой для развития патогенной микрофлоры (брюшной тиф, дизентерия, туберкулез и т.д.) и даже средой для развития всей паразитической микрофауны и макрофауны. По данным работы (1) коли титр ТБО ~0,000004; титр протея несколько другого порядка менее 0,004. В ТБО, да и в некоторой части ТПО содержащей природные полимерные материалы и хранившиеся на несанкционированных открытых свалках часто обнаруживается гельминтофауна (яйца глистов). При плюсовой температуре, начиная с апреля в ТБО и в некоторой части ТПО в огромном количестве начинают размножаться переносчики инфекционных заболеваний (патогенной микрофлоры) и гельминтофауны, мухи и грызуны всех видов. Переносу этих страшных инфекционных заболеваний способствуют и размножившиеся в большом количестве крупные птицы в первую очередь вороны. ТБО, содержащие до 40-50% пищевых отходов при положительных температурах (начиная с апреля) в нашей средней полосе РФ начинают разлагаться, выделяя неприятный запах. В условиях достаточной аэрации начинается аэробное разложение таких ТБО, содержащих пищевые отходы, т.е. развитие и размножение аэробных бактерий. Это проявляется в постепенном разогревании слоев ТБО. Такое свойство ТБО используется для приготовления биомассы (компоста), прекрасного природного органического удобрения.

При сильной увлажненности и недостатке воздуха начинается процесс анаэробного разложения ТБО за счет развития анаэробных бактерий. Подробно, в деталях эти процессы и приемы экологической биотехнологии мы рассмотрим в отдельных последующих главах.

Несанкционированное, стихийное складирование ТБО без учета требований и приемов экологической биотехнологии вызывает выделение вредных химических (сероводород, индол, скатол и т.п.) и биохимических компонентов. Распространяющиеся растворы, содержащие вредные химические и биохимические препараты загрязняют почвенный слой, попадают в грунтовые воды, а затем в открытые водоемы. Особенно все эти несанкционированные свалки ТБО, содержащие пищевые отходы опасны в жаркое сухое время года при t>+25°C, когда очень усиливается развитие всех видов микро- и макрофлоры, микро- и макрофауны и естественно идет интенсивно ферментация всех пищевых отходов и отходов природных полимерных материалов. При такой температуре t>+25°С сухой погоде создаются условия для интенсивного развития и распространения опаснейших инфекционных заболеваний холеры и чумы. Вот почему и опасны стихийные свалки ТБО не только для природной среды, но и для человека.

Как же наиболее правильно, безопасно и рационально использовать ТБО. ТБО перед их переработкой необходимо обязательно подвергнуть сепарации по группам, если таковая имеет смысл исходя из технико-экономических соображений. Затем каждую группу исходя из ее физико-химических свойств подвергнуть переработке. Если сепарация ТБО по группам, исходя из технико-экономических расчетов, нецелесообразна (например для мелких населенных пунктов, небольших поселков и городов), то такие ТБО необходимо подвергнуть переработке при очень высоких температурах +1200-1400°С в течение 4-7 часов для того, чтобы обезопасить природную среду и человека от образования галоидированных ДО и ДПВ и полностью, и гарантированно уничтожить их. Кроме того, такие температуры гарантируют уничтожение споровых форм опаснейших инфекционных заболеваний. Для безопасной переработке ТБО не подвергнутых сепарации, мы предлагаем самый надежный способ - переработку ТБО в аппарате системы Пурвокс или в электротермическом реакторе (См. главу 1).

Итак, рассмотрим вопросы складирования и сепарации ТБО.

4.2. Основы складирования и сепарации ТБО. Технологические схемы ее проведения

Учитывая высокую химическую и санитарно-эпидемиологическую опасность неорганизованного складирования и хранения ТБО, перед выбором площадки для такого складирования необходимо тщательно рассмотреть ряд вопросов: особенности местности, рельеф местности, особенности геологического строения земных слоев предполагаемого места складирования и хранения ТБО, преобладающую розу ветров, особенности окружающего природного ландшафта. Только тщательный анализ всех этих факторов биогеоценоза, приведенный компетентными профессиональными специалистами и только после тщательной экологической экспертизы, выполненной независимыми экспертами-профессионалами можно останавливаться на выборе определенного участка для складирования, хранения и переработки ТБО. Каковы же основные требования к полигону ТБО?

1. Полигон для складирования и хранения ТБО ни в коем случае не должен заливаться паводковыми водами, т.е. он должен располагаться на определенной высоте по расположению к близлежащим водоемам. Это крайне необходимо из-за санитарно-эпидемиологических требований.

2. Полигон должен быть окружен солидными лесными массивами и направление преобладающей розы ветров должно быть таким, чтобы воздух с поверхности полигона не мог попасть на близлежащие населенные пункты.

3. Складирование и хранение ТБО должно производиться на подготовленное водонепроницаемое основание так, чтобы в процессе многолетней работы грунт был плотным (желательно толстый слой глины не менее 5 м.), не было бы вероятностей образования оползней, просачивания водных растворов с продуктами разложения.

4. ТБО должны складироваться и распределяться по участку сравнительно тонким слоем и этот слой должен быть уплотнен так, чтобы не было разноса мелких и легких частиц.

5. Недопустимо попадание грунтовых вод на основание полигона ДПО.

6. Высота слоя закладки ТБО не должна превышать 2 м. Уплотненные ТБО должны покрываться промежуточным слоем, который бы препятствовал уносу ветром мелких и легких фракций ТБО, а также препятствовал бы выходу на свободную поверхность развивающихся насекомых и в первую очередь мух.

7. ТБО должны складироваться, храниться и перемещаться на заранее спланированные участки (карты) по мере сепарации их и переработки.

Каковы основные требования с целью обеспечения санитарно-эпидемиологических норм при эксплуатации полигонов ТБО?

1. Засыпка ТБО (с учетом расположения карт) и наличие запаса материала для покрывающего слоя.

2. Недопущение сжигания ТБО на территории полигона.

3. Орошение карт с хранимыми ТБО в периоды пониженной пожароопасности в засушливый летний период.

4. Не допускается совместное складирование и хранение ТБО с даже единичными трупами животных, а также токсичных, взрывоопасных промышленных отходов. За правильной эксплуатацией полигонов ТБО осуществляется постоянный контроль соответствующими санитарными эпидемиологическими центрами и комитетами по охране природы.

Итак, по мнению ведущих российских и зарубежных специалистов наиболее современным экологическим и экономическим требованиям соответствует комплексная технология (1) переработки ТБО, соединяющая воедино комбинацию процесса сепарации и сортировки ТБО, процессов экологической биотехнологии, высокотемпературной переработки определенной фракции ТБО (при t +1200- 1400°С в течении 4-7 часов и захоронение не утилизируемой и экологически безопасной фракции ТБО).

При поступлении каждой порции ТБО необходимо производить тщательный осмотр поступивших ТБО, производить дозиметрический контроль каждой порции ТБО. Далее допускается выгрузка порции ТБО на заранее спланированный участок ( карту ). Порция ТБО подвергается перед переработкой сепарации по группам и сортировке. Сепарация и сортировка ТБО может производиться различными технологическими способами.

Например, поступающая порция ТБО подается на ленточный транспортер-питатель по которому движется порция ТБО и далее, по мере движения ленты металлические частицы улавливаются электромагнитными сепараторами

После улавливания металлических частиц ТБО поступают на операцию дробления. Дробилки, применяемые для дробления ТБО могут быть различного типа. Например дробилки типа " Мультиротор" (Франция) (2). Для дробления ТБО необходимо учитывать тот фактор, что после отделения металла (точнее черного металла) в ТБО могут находиться камни, в лучшем случае кирпичи, в худшем булыжники, кости, стекло, различные виды пластических масс. Поэтому необходимо, чтобы элементы дробления дробилки (любого типа) выдерживали такую кратковременную экстремальную нагрузку. Двигатель с приводом дробилки также должен иметь достаточный предел мощности (запас мощности) и должен быть готовым к таким максимальным нагрузкам. Вот здесь можно сделать (после отделения черных металлов) как наиболее опасных для дробления второй этап сортировки. А именно поставить на технологическом потоке пневматический (потоком воздуха) классификатор ТБО типа "ЗИГ-ЗАГ"

Этот второй этап классификации следует использовать когда нет гарантии безаварийной работы дробилки при дроблении камней, костей, стекла и пластмасс. В этом случае твердые тяжелые части ТБО будут отделяться от легкой фракции. Однако есть у данного варианта и существенный недостаток. Вместе с камнями, стеклом, пластическими массами и костями в тяжелую фракцию попадут и пищевые отходы, что крайне нежелательно для дальнейшей переработки. В общем, каждый технолог и специалист выбирает свою технологическую схему, исходя из реальных конкретных условий работы.

На наш взгляд интересна технологическая схема переработки ТБО, приведенная в работе (2). По этой схеме порция ТБО поступает на два технологических потока (См. рис. 5). ТБО разгружаются на два питателя и транспортируются по этим линиям, на которых установлены электромагнитные сепараторы СЭ-1 конструкции ВНИИ коммунмаш. Отделенный черный металл попадает на прессование где из него получаются определенные изделия. Ширина ленты конвейеров, описанная в работе (2) составляет 1200 мм, скорость движения 1м/с. Над лентой конвейера и устанавливаются электромагнитные сепараторы. После отделения черного металла ТБО поступают на дробилки и далее по слабому наклону дробленные ТБО поступают на горизонтальный транспортер, питающий специальные биологические барабаны. В трех вращающихся барабанах происходит главная технологическая операция - приготовление биомассы-компоста. Однако, если грамотно и правильно рассматривать эту биомассу, то она так называется весьма условно. Это точнее только грязное сырье для получения экологически чистой биомассы. Это биомасса-компост получается способом экологической биотехнологии, описанной нами далее весьма подробно в последующих главах. Более того масса может содержать тяжелые (в первую очередь цветные) металлы (1) (Cu, Zn, Cr и т.д.), что крайне недопустимо, особенно содержание кадмия.