Неправильное сжигание отходов и наша атмосфера: старые методы и новые технологии

Сжигание твердых бытовых отходов (ТБО)

Также очень распространённым методом является сжигание ТБО. В некоторых случаях оно получается наиболее целесообразно.

Специфика сжигания мусора состоит в том, что он состоит из частиц, разных по размеру и разнохарактерных по средней теплоте сгорания. Кроме того, топливные свойства мусора сильно изменяются в течение года. Средняя теплота сгорания достигает максимума зимой и минимума летом. Наибольшее влияние на этот показатель оказывает содержание влаги. Средняя теплота сгорания мусора составляет около 6300 кДж/кг.

При сжигании мусора расходуется большое количество кислорода воздуха, которое значительно увеличивается при повышении в мусоре доли пластмасс. Даже сложное и дорогостоящее очистное оборудование, применяемое на мусоросжигательных заводах, не исключает опасности загрязнения атмосферы вредными выбросами.

От сжигания мусора образуется остаток в виде шлака, масса которого составляет 15-25% исходного мусора. Таким образом, значительная часть мусора остаётся не уничтоженной и вывозится на обычные свалки. Шлак от сжигания мусора содержит растворимые в воде минеральные и органические вещества, которые загрязняют почвы и грунтовые воды.

Существует ряд конструкций топок для сжигания мусора. Вне зависимости от конструкции топка должна обеспечивать:

  • хорошее перемешивание частей мусора для усреднения состава и выравнивания процесса горения;
  • перемещение составляющих мусора и его отдельных порций для обеспечения процесса воспламенения доступа воздуха в слой;
  • поддержание достаточно высоких температур, гарантирующих воспламенение и устойчивое горение мусора;
  • дожигание газообразных и твёрдых продуктов неполного сгорания мусора.

Мусоросжигание применяется в основном в следующих случаях: при содержании в бытовых отходах менее 30% активного органического вещества (например, остаток разделения мусора при компостировании), при отсутствии гарантированных потребителей компоста, в условиях повышенных санитарных требований к обезвреживанию отходов. Также в крупных городах строят мусоросжигательные заводы в центре города и при этом выигрывают на транспорте отходов и на экономии земляных ресурсов. Но в данном случае очень большие затраты ложатся на долю очистных сооружений.

Также развивается направление маленьких мусоросжигательных установок, которые могут устанавливаться как в квартирах, так и на целые дома. Основная же проблема в данном случае опять-таки состоит в очистке дымовых газов, а также в контроле за этим. Большое развитие это направление получило в Австралии и Новой Зеландии.

Сжигание отходов: как производят, оборудование, юридические нюансы

В течение года один житель России производит в среднем 300-400 кг мусора.

В итоге образуются миллионы тонн мусора в год, с которыми необходимо что-то делать.

Сжигание отходов – это один из допускаемых российским законодательством способ утилизации и обезвреживания отходов.

До сих пор не утихают споры среди экологов и законотворцев по поводу влияния этого способа на окружающую среду, и в данной статье мы попробуем разобраться с этим.

Ниже раскрываются все основные вопросы, возникающие в связи с этой темой:

  • определение;
  • юридическая сторона;
  • технические детали.

Также мы перечислим плюсы и минусы метода.

Что такое пиролиз

Один из вариантов утилизации мусора – пиролиз. Технология более перспективна с точки зрения безопасности для экологии, однако пока принадлежит к альтернативным. Сложные органические вещества расщепляются при нагревании в безвоздушном пространстве на простые компоненты.

Преимущества пиролиза:

  • Отсутствие загрязнения окружающей среды.
  • Малое количество пиролизных отходов.
  • Возможность безопасного захоронения переработанных остатков под землей.
  • Эффективная утилизация потенциально опасных тяжелых металлов (уходят в золу и не восстанавливаются).
  • Возможность перерабатывать объекты, которые нельзя сжечь, например автопокрышки, пластмассы, отработанные масла.
  • Удобство перевозки остаточных продуктов.

В зависимости от типа отходов и выбранного температурного режима получают разные продукты распада: топливо в жидком состоянии, синтез-газ, электро- и тепловую энергию, мазут. Все они безопасны для атмосферы и человека, поэтому пригодны для повторного использования.


Утилизация отходов по технологии пиролиза гораздо более безопасна для атмосферы и человека, чем сжигание

Основные способы сжигания ТБО и других отходов на предприятиях

Непосредственное сжигание

При непосредственном сжигании образуется тепловая энергия. Мусор обезвреживают с помощью больших температур. Название такого способа инсинерация. Прежде чем отходы попадут в печь, их смешивают с песком до получения однородной массы. Чтобы получить очистку нужного уровня подбирается определенная температура для разных видов перерабатываемых отходов.
Затем их подвергают термической обработке. При температуре 900°C можно уничтожить и обезвредить любой вид мусора. Во время работы в печи создается отрицательное давление, которое предотвращает испарение вредных веществ наружу. Сгорание завершается в оксидайзере куда попадает образующийся углеводород.

Использование пиролизных печей


Стандартная пиролизная печь имеет следующее устройство. В ее корпусе находится топка и горелка для дров. Первая обеспечивает небольшое поступление воздуха. Заложенные внутрь дрова запаливают ручным способом или горелкой.
После того, как мусор разгорелся ограничивают приток воздуха в топку. Далее он проходит по специальному воздуховоду и оказывается в камере № 2, где смешивается с кислородом и сгорает.
Вторую камеру можно совместить с воздуховодом и дымоходом. Для обслуживания может быть выбран приточно-вытяжной вентилятор или печь оборудованная герметической заслонкой, работающей на естественной тяге.

Обратите внимание. Главное отличие пиролизных печей от обычных – постепенное сгорание топлива, которое разлагается на газ и твердые остатки

Также при их использовании остается меньше золы

  • Экономичность;
  • экологическая безопасность;
  • высокая скорость нагревания топлива;
  • большой КПД;
  • минимальный контроль со стороны человека;
  • работает на разных видах топлива;
  • безопасное сжигание ТБО.

К минусам стоит отнести размеры самой печи и скопление конденсата в дымоходе и выводном канале.

Низкотемпературный пиролиз

Это процесс сжигания мусора, в котором предварительно размельченные отходы подвергают термическому разложению. Для него характерны температуры от 400 °C до 850°C. Основное его преимущество состоит в минимальном загрязнении земли. С его помощью утилизируют самые разные виды отходов, даже те, которые трудно поддаются переработке.
К примеру, автомобильные покрышки, пластмасса, отстойные вещества. Утилизируя отходы с помощью низкотемпературного пиролиза полностью уничтожаются все биологически активные вещества, что помогает хранить отходы без ущерба для окружающей среды.
Технология низкотемпературного пиролиза позволяет использовать высвобождающуюся тепловую энергию в отопительный сезон или для выработки электричества.

Высокотемпературный пиролиз

Это достаточно эффективный и экологически безопасный способ утилизации и переработки отходов. В процессе работы образуется пиролизный газ, шлаки и продукты, которые применяют в промышленности.

Обратите внимание. Переработку можно осуществлять без предварительной обработки, сушки и сортировки

  • Мусор подаётся в газификатор, где в процессе утилизации вырабатывается природный газ и некоторые химические вещества хлор, фтор, азот.
  • Газ отправляют в скруббер – устройство для очистки от примесей.
  • Чистый газ сжигается в специальных котлах для утилизации, получая при этом горячую воду, пар или электроэнергию.

Недостатки бездымных печей

Все плюсы бездымных печей были описаны выше, но промышленные установки обладают и рядом минусов:

  • Цена самых простых моделей начинается от 200 тыс. рублей. Основная причина – сложная термостойкая электромеханическая система, перемещающая мусор из одной камеры в другую, а золу – в зольник. Кроме этого, агрегат требует установки на фундамент, а также проведения пусконаладочных работ. За каждую процедуру производитель возьмёт с новоиспеченного владельца печи определенную сумму.
  • Срок службы установки редко превышает 3-5 лет. После этого, установка требует капитального ремонта, стоимость которого может составлять до 50% от цены новой печи.
  • Для работы печи требуется источник природного газа. Одного стандартного газового баллона может хватить на 2-3 цикла работы печи. Некоторые модели установок требуют подключения к стационарной газораспределительной сети дома.

Источники

  • https://bezopasnostin.ru/pozharnaya-signalizatsiya/pechi-dlya-szhiganiya-musora.html
  • https://m-strana.ru/articles/bezdymnaya-pech-dlya-szhiganiya-musora/
  • https://pechnoy.guru/pechi/promyshlennye/pech-dlya-szhiganiya-othodov.html
  • https://clubpechnikov.ru/pech-dlya-musora/

Почему сжигание мусора вредно?


Сжигать мусор не только вредно, но и в большинстве случаев противозаконно. Если в 2012 году на территории России находилось неутилизированным до 5 млрд т отходов всех типов, то к 2021 году эта цифра выросла до 30 млрд т. По другим данным, этот объем уже в 2016 году достиг 40 млрд т. Львиная доля (90%)приходится на промышленные отходы, твердые коммунальные (ТКО) составляют 1%, но именно они доставляют массу хлопот. Прежде всего это связано с их утилизацией, к которой население относится недобросовестно.

Нельзя утверждать, что с промышленными отходами не возникает проблем с утилизацией. В попытке сэкономить руководство предприятий действует недобросовестно или преступно, сбрасывая отходы в неположенных местах, закапывая их там или сжигая. При этом при сжигании промышленных и бытовых отходов образуются опасные вещества, которые попадают в воздух, почву и воду.

Перечень выбрасываемых веществ при сжигании промышленных отходов:

  1. Диоксид углерода и зола образуются при горении;
  2. Оксиды, которые образуются при сжигании серы и азота, содержащихся в мусоре;
  3. Хлор, который при горении восстанавливается до НСl;
  4. Твердые частицы металлов, стекло, шлаки;
  5. Ртуть, свинец, мышьяк, хром, марганец, кобальт, никель

В Канаде установили, что такие предприятия более токсичны, чем ТЭЦ, работающие на угле.

Все эти газы и другие вещества требуют дальнейшей утилизации, нуждаются в захоронении или переработке. Даже в печах специализированных заводов получившийся остаток от сжигания мусора получает второй класс опасности. На этом процесс работы с ним не заканчивается.

Миф № 14. О доверии к властям: если правительство так решило, значит это безопасно.Это неправда

Тема доверия, на самом деле, ключевая в разрезе сотрудничества общественности и властей в сфере экологии, поэтому хотелось бы говорить о ней с самого начала. Но говорить об этом труднее всего, как трудно говорить о недоверии к родителям, или предательстве друзей, или измене любимых.

Миллионы раз в разных уголках страны россияне сталкивались с ситуациями, когда природоохранное законодательство нарушается на глазах у изумленных жителей, а надзорные органы не реагируют на это, а если и реагируют, то судебная система под давлением «телефонного» права и тому подобных инструментов препятствует восстановлению права граждан на благоприятную окружающую среду. За последние годы чудеса на ниве законотворчества превзошли все наши ожидания. В том числе и в сфере формирования природоохранного законодательства и его исполнения.

Сокращаются возможности экологической общественности влиять на принятие решения: отменяются институты государственной экологической экспертизы, а значит и общественной экологической экспертизы в рамках государственной; упрощается процедура получения различных разрешений и согласований для ускорения реализации «важных» проектов; надзорные органы разрешают не проходить государственную общественную экспертизу Территориальным схемам по обращению с отходами. Замалчивается необходимость таких экспертиз для Региональных целевых программ. Закрываются глаза на то, что 89 ФЗ настаивает на первоочередном возврате отходов в хозяйственный оборот, и утверждают план строительства сразу нескольких мусоросжигательных заводов.

Вполне понятно, что, учитывая складывающуюся картину, жители нашей страны хотели бы, но не могут полностью доверять решениям правительства в области экологии. В то, что сжечь отходы – экологичнее, чем их собирать раздельно и переработать

В то, что выбросы в атмосферный воздух от МСЗ будут чистыми и безвредными; фильтры отходящих газов будут меняться так часто, как этого требует технология, и захораниваться со всеми предосторожностями на специальных полигонах (и как же тогда лозунг «нулевое захоронение»?). Как поверить в то, что нужно дотировать возобновляемую энергию из мусора, если этот мусор сделан из невозобновляемых ресурсов? Как рассчитывать на авторитетное мнение экологов, если экологов уже призывают делить на конструктивных и неконструктивных? Все эти «как?» делают необходимым создание вот таких документов, где каждый гражданин имеет возможность сам разобраться, что хорошо, что плохо

Очень хорошо обо всем этом сказал покойный Алексей Яблоков.

Российские власти не заставляют нас долго ждать и далеко ходить за доказательствами, что причин для доверия практически не осталось. Например, не так давно стало известно, что мэрия города Владивостока и руководство мусоросжигательного завода «Спецзавода №1» в декабре 2016 г. решились на установку современных рукавных фильтров для газоочистки. Из этого следует, что до декабря 2016 г. этих фильтров просто не было. Как воздействует деятельность «Спецзавода №1» на окружающую среду побережья и что препятствует установке фильтров до сих пор, читайте в материале издательства PRIMPRESS.

Примитивная домашняя технология

Как известно, лень – двигатель прогресса. Садоводы-изобретатели давно нашли способ эффективного сжигания мусора в обычных бочках.

Парящая бочка

Наиболее простой вариант. В дне бочки проделывается большое количество отверстий. Бочка приподнимается над землей на высоту не менее 30 см. На дно бочки укладываются сухие дрова, далее слой сжигаемого мусора, который сверху закидывается ветками или листвой. Под бочкой разводится костер. Вначале бочка будет немного дымить, что через несколько минут он развеется. Если попытаться догрузить мусор, то бочка начнет сильно дымить. Следует дождаться полного прогорания и повторить процедуру.

Некоторые садоводы приподнимают бочку на высоту 1 кирпича, разжигают на дне костер и, дождавшись углей, заполняют бочку мусором. В таком случае бочка будет сильно дымить, распространяя по округе едкий запах и облако вредных веществ. Визуально будет казаться, что дыма меньше, но это лишь заблуждение.

Бочка с дожигателем

Этот способ требует некоторой доработки конструкции. В дне и боковой поверхности бочки делается множество отверстий. Верх бочки закрывается крышкой, в ней прорезается отверстие, сверху которого монтируется газовый дефлектор.

Розжиг бочки производится аналогично первому варианту. Пламя с дымом, вырывающееся из центрального отверстия, ударяется о газовый дефлектор, с каждой минутой раскаляя его, образуя область с высокотемпературной воздушно-дымовой смесью. Благодаря этому, большая часть дымовых газов дожигается. Печка подобной конструкции немного дымит из-за примитивности дожигателя, но все же значительно меньше, чем простая бочка.

Плюсы и минусы сжигания отходов

Проблема утилизации затрагивает все государства. В некоторых сжиганию подвергается до 70 процентов отходов, в нашей стране средние показатели варьируются в пределах 3 процентов. Только в столице намечается рост до 10 процентов. Плюсы сжигания включают:

  • освобождение большого пространства от накопленных отходов;
  • остаточную массу в пределах от 5 до 10 процентов;
  • минимальный вред экологии;
  • возможность вырабатывать тепло и энергию по минимальной себестоимости;
  • экономию времени на перевозку с учетом строительства рядом с городом мусоросжигательных заводов;
  • снижение трат, предназначенных для хранения на полигонах и захоронение.

Достоинством будет полное отсутствие неприятных запахов. Загрязнения атмосферы от выделяющегося метана во время разложения мусора не происходит. Среди недостатков отмечают:

  • неизбежный выброс углекислоты, влияющий на развитие парникового эффекта;
  • попадание в окружающую среду токсичных элементов (сера, азот, диоксины, фураны);
  • проблемы с захоронением оставшихся после сжигания отходов, содержащих вредные примеси.

Использовать золу и пепел в качестве удобрения не приходится. Захоронение на обычной свалке с мусором запрещено, и отходы следует отвозить на специальный полигон.

Биотермическое компостирование бытовых 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. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. 

Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому 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.

Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900° С).

Низкотемпературный пиролиз — это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. 

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. 

К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений. Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период «нефтяного бума». С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Классификация

Как упоминалось ранее, существует большое количество специализированных печей, которые создаются для работы и сжигания определенного типа отходов. В них используются некоторые инженерные особенности и технологические решения, которые не только упрощают процесс сжигания материалов, но и существенно удешевляют обслуживание!

  1. Утилизация и сжигание вредных отходов. Печь для сжигания отходов медицинских отходов – это достаточно яркий пример типа устройства, которое работает с вредными материалами. Медицинские отходы несут биологическую и химическую угрозу, поэтому все предметы должны быть уничтожены должным образом. В рабочей камере температура достигает 1200 градусов по Цельсия, что вполне достаточно для снижения массы и объема отходов, уничтожения микробиологических остатков, а также остатков фармакологических средств.
  2. Утилизация и сжигание смешанных отходов и мусора. Данный вид устройства работает с широким спектром материалов, что и объясняет его популярность. Средняя температура в камере составляет порядка 1000 градусов. Благодаря наличию современных инженерных решений удается добиться высокой энерго эффективности.
  3. Утилизация и сжигание трупов животных. Система активно используется на фермах и прочих животноводческих хозяйствах. Средняя эффективность составляет порядка двух тонн мусора в час. Печь имеет поворотный механизм, который обеспечивает равномерное сгорание объектов, а также большое число воздушных фильтров, позволяющих очистить выходящий воздух от любых примесей и осадков.
  4. Утилизация и сжигание смешанных отходов (и мусора) с увеличенной производительностью. Модель данного типа отличается следующими техническими характеристиками: Объем сжигаемого мусора: около 350 кг в час; Количество выделяемой энергии от горения: не менее 6250 ккал/кг; Показатели зольности: 9,5%; Влажность: не более 50%.
  5. Печи для сжигания фенола и формальдегида образующихся при производстве фанеры, ДСП. Достаточно простое устройство, которое поддерживает повышенный температурный режим для элиминации феноловых и формальдегидных соединений из материалов. Печь представляет собой двухконтурное устройство, а повышенные температуры достигаются за счет активного сжигания дизельного топлива и природного газа.
  6. Печь для термического обезвреживания жидких отходов производства полипропилена (минерального масла содержащего ТЕАЛ и АТМЕР). Устройства данного типа устанавливаются на нефтеперерабатывающих предприятиях для нейтрализации масел и других веществ, которые содержат полипропилен. Несмотря на современное строение, установка должна быть установлена вне пределов рабочих помещений, где находится персонал предприятия.

Миф № 12. Прямое мусоросжигание вредно, а вот производство и использование топлива RDF в России безопасно, так как это мировая практика.Это неправда

В Европе существует конкуренция не только между мусоросжиганием и вторичной переработкой, но и между системами раздельного сбора в местах образования отходов и автоматизированной сортировкой отходов. Практически везде в мире в той или иной степени практикуется раздельный сбор отходов. В то же время часть населения развитых стран по тем или иным причинам отказывается от скрупулезной сортировки. Большую лепту в образование смешанных отходов в Европе вносят и россияне, приезжающие на отдых.

Одной из технологий обработки отходов является автоматизированная сортировка. Чем выше степень сортировки в местах образования отходов, тем больше вторсырья попадает на переработку и меньше на автоматизированные сортировочные комплексы. Такие комплексы работают по следующему принципу: смешанные отходы проходят через сито, мелкие фракции (в основном пищевые отходы, обрывки полиэтиленов и пластика, битое стекло и т.д.) выпадают, более крупные направляются на транспортеры с магнитными и оптическими сепараторами. Сепараторы отделяют наиболее чистые фракции бумаги (макулатуры), полимеров, металлов. Загрязненные пищевыми отходами фракции практически не поддаются сепарации и попадают с транспортера в мощную «мясорубку», из которой выходит измельченная смесь, называемая «твердое топливо RDF». Степень измельчения зависит от настроек «мясорубки», возможны куски от 25 до 5 миллиметров. Измельченные фракции могут использовать россыпью, либо гранулируют или брикетируют.

Рекламные проспекты и видеоролики оборудования для производства RDF «гарантируют» высокое качество и безопасность использования твердого топлива за счет его неизменного сбалансированного состава. Технологи обещают, что в твердое топливо RDF войдут специально предварительно отобранные фракции (полимеры, макулатура, текстиль и т.п.) в заранее заданных пропорциях в соответствии с требованиями дальнейшей эксплуатации. На практике, в российских реалиях, достичь этого невозможно из-за отсутствия раздельного сбора отходов в местах их образования, особенно токсичных фракций ТКО (ртутьсодержащие предметы, химические источники тока, хлорсодержащие полимеры, лакокрасочные материалы и т.п.). Фактически состав твердого топлива RDF напрямую зависит от морфологии поступающих на сортировку смешанных ТКО, которые, в свою очередь, меняются от района к району, от сезона к сезону, и сильно разнятся, если это ТКО из офисов и магазинов или от придомовых территорий.

Таким образом, резюмируя все вышеизложенное, справедливо считать, что сжигание топлива RDF, произведенного из смешанных отходов, можно приравнивать по «безопасности» использования к прямому сжиганию смешанного мусора. Об экскурсии на завод по автоматизированной сортировке и производству топлива RDF.

Оцените статью
ALPHA ДОМ
Добавить комментарий