Väčšina bežných zdrojov energie je neobnoviteľná (ropa, plyn). Výroba energie z poľnohospodárskeho odpadu nám umožňuje vyriešiť dva problémy naraz – zbaviť sa časti odpadu a odbremeniť ťažobný priemysel.
Odpad na výrobu energie možno rozdeliť na niekoľko druhov.
Existuje možnosť priameho spaľovania takéhoto odpadu a jeho opätovného využitia ako hnojiva alebo pre sekundárne potreby v podnikoch (napríklad podstielka zo slamy v chove hospodárskych zvierat). Používajú sa však aj ako suroviny na výrobu biopalív, ktoré sa zvyčajne delia do troch skupín:
Získavanie energie z odpadu vo veľkej miere spočíva vo výrobe tepelnej energie. Tá sa zase premieňa na iné druhy energie – mechanickú a elektrickú.
Spaľujú sa palivové brikety a ostatná tuhá biomasa, výhrevnosť brikiet sa pohybuje od 19 do 20,5 MJ/kg. Bionafta slúži ako palivo pre spaľovacie motory, bioetanol je motorové palivo a bioplyn sa používa na rôzne účely: na výrobu elektriny, tepla, pary a tiež ako palivo pre automobily.
V Dánsku v 70. rokoch 20. storočia. Nastala ropná kríza, po ktorej farmári prvýkrát začali používať slamu ako palivo. Od roku 1995 štát kompenzuje majiteľom kotlov na slamu s výkonom do 200 – 400 kW 30 % nákladov na vybavenie, ak ich účinnosť a úroveň uvoľňovania škodlivých látok spĺňajú požiadavky. Teraz v Dánsku na slamu funguje viac ako 55 kotlov ústredného kúrenia, viac ako 10 000 tepelných kotlov, ako aj niekoľko tepelných elektrární a elektrární, ktoré okrem slamy využívajú aj iné druhy odpadu.
Mnoho podnikateľov zaoberajúcich sa spracovaním pneumatík alebo plastov sa zaujíma o to, či je možné spaľovaním poľnohospodárskeho odpadu získať bioplyn, ale tento druh paliva sa získava inou technológiou. Vyrába sa vodíkovou alebo metánovou fermentáciou. Suroviny sa čerpajú alebo plnia do reaktora, kde sa miešajú a baktérie v zariadení spracovávajú produkty a vyrábajú palivo. Hotový bioplyn sa zdvíha do plynovej nádrže, potom sa čistí a dodáva sa spotrebiteľovi.
Bioetanol z odpadu sa vyrába fermentáciou slamy alebo iného odpadu s obsahom celulózy. Táto technológia nie je vo svete veľmi populárna, ale v ZSSR bola dosť rozvinutá a používa sa aj v Rusku. Najprv sa surovina hydrolyzuje, čím sa získa zmes pentóz a hexóz, a potom sa táto hmota podrobí alkoholovej fermentácii.
Na výrobu bionafty z poľnohospodárskeho odpadu s obsahom tuku budete potrebovať spracovateľský závod, čerpadlá, spojovacie vedenia (hadice, potrubia) a nádoby na vyrobené palivo. Bionafta v zariadení sa transesterifikuje z triglyceridov v reakcii s jednosýtnymi alkoholmi a potom sa podrobí rôznym typom čistenia (od metanolu a produktov zmydelnenia) a dehydrogenuje (voda môže viesť k hrdzaveniu).
Okrem toho si môžete zakúpiť filtre, aby ste získali produkt vyššej kvality alebo generátor, ktorý umožňuje systému pracovať s vyrobeným palivom. Na zriadenie malej spracovateľskej dielne potrebujete aspoň 15 metrov štvorcových priestoru. Ceny inštalácií závisia od produktivity a výkonu - od niekoľkých desiatok tisíc rubľov až po niekoľko miliónov.
Tuhé palivo v briketách bude vyžadovať iné vybavenie. V prvom rade lis, ktorý vytvaruje odpadovú hmotu. V závislosti od druhu suroviny možno budete potrebovať aj sušičku, mlynček a látky zvyšujúce viskozitu suroviny, druh lepidla.
Pri veľkých objemoch výroby má zmysel inštalovať dopravný pás (dopravník). priemerná cena vybavenie pre malú dielňu - 1,5–2 miliónov rubľov plus náklady na energiu, personál a priestory. Ak dostane výrobca suroviny zadarmo, prípadne si priplatí za ich odvoz, výroba sa mu vráti približne za šesť mesiacov.
Na výrobu peliet sa poľnohospodársky odpad drví a lisuje v granulátorovom lise: lignín obsiahnutý v surovinách ich vplyvom vysokej teploty zlepuje do malých granúl.
Dôležité! Rozvoj energeticky náročnej recyklácie v r poľnohospodárstvo vyžaduje pomerne veľké vládne náklady a kompenzácie, sponzorstvo vedeckých projektov– jedným slovom finančná podpora. Mnohé štáty preto vytvárajú programy na podporu a rozvoj tejto oblasti.
Napríklad program EÚ Horizont 2020 je založený na viacerých prioritách, z ktorých jedna, „Sociálne výzvy“ (rozpočet – 31,7 miliardy eur), zahŕňa podporu projektov v sektore poľnohospodárstva a biohospodárstva, a teda energeticky náročných. recyklácia.
Otázka výhod využívania energie z odpadu nie je jednoznačná. Mnohé druhy poľnohospodárskeho odpadu sa používajú ako zdroje na riešenie iných problémov v priemysle (hnojivá, podstielka atď.), inými slovami, energia pri likvidácii nemusí platiť napríklad za straty na výnose, to si vyžaduje kompetentné výpočty. Okrem toho stále nie je uzavretá otázka environmentálnej realizovateľnosti spracovania.
Napriek tomu môže byť získavanie energie z poľnohospodárskeho odpadu pomerne sľubným smerom.
Pevné biopalivá sú veľmi žiadané: krajiny ako Holandsko, Veľká Británia, Belgicko, Švédsko a Dánsko neustále zahŕňajú programy finančnej podpory pre spotrebiteľov peliet. Pre tento typ výrobkov sa zavádzajú nové normy kvality z iných krajín, čo naznačuje plány na zvýšenie dovozu.
Dodávateľom pre tieto krajiny sa môže stať okrem iných aj Rusko; Aby to však bolo možné, musí sa zmeniť domáci trh krajiny. Každý rok sa v Rusku vyprodukuje 440 miliónov ton lignocelulózového odpadu z biomasy, pričom značná časť podnikov je poľnohospodárska. Tento odpad sa spravidla nerecykluje.
Výroba bioplynu je pomerne nákladný podnik, minimálna cena jedného zariadenia je 800-tisíc eur, aj keď v poslednom čase sa objavujú trendy smerom k lacnejšej výrobe. V modernej Európe dosahuje vládna kompenzácia za používanie takýchto zariadení 90 %.
Takéto náklady sú však do značnej miery odôvodnené výslednou energetickou autonómiou podnikov. Navyše podnikateľ, ktorý využíva bioplyn na výrobu elektriny v Európe, ho predáva za zvýšenú tarifu, čo je veľmi výhodné. To prispieva k zvýšeniu počtu podnikov využívajúcich bioplyn.
Domáce zariadenia na výrobu bioplynu sú obľúbené v mnohých európskych krajinách. Takáto výroba môže byť výhodná pre farmy, kde sú suroviny na spracovanie po ruke a nie je potrebné ich niekde kupovať.
V našej krajine, ktorá sa do rozvoja energeticky náročnej recyklácie zapojila pomerne neskoro, nie je bioplynové palivo veľmi rozšírené, a to aj z dôvodu nedostatočnej podpory federálnej vlády. Existujú však regionálne iniciatívy, napríklad projekt v Belgorodská oblasť a vedú k dobrým výsledkom.
Energeticky náročná recyklácia v poľnohospodárstve môže pomôcť vyriešiť svetové problémy ekonomického aj environmentálneho charakteru. Na dosiahnutie pozitívnych výsledkov v tejto oblasti by však podnikatelia a štát mali správne kalkulovať riziká.
MMinisterstvo školstva Bieloruskej republiky
EE "Bieloruská národná technická univerzita"
Test disciplínou
ÚSPORA ENERGIE
PREDMET: "Spôsoby získavania energie z odpadu"
Dokončené
Alekhno O.N.
Skontrolované
Lashchuk E.G.
Minsk 2008
Úvod………………………………………………………………………………………………... 3
1. Použitie tuhého paliva domáci odpad(MSW)………………4
2. Bioplynová technológia na spracovanie odpadu z hospodárskych zvierat……..……..9
3. Energetické využitie odpadu z úpravy vody v kombinácii s fosílnymi palivami………………………………………………………..16
Záver……………………………………………………………………………………….. 19
Referencie……………………………………………………………………… 20
ÚVOD
Nedávno v rozdielne krajiny Aktívne sa hľadajú alternatívne zdroje energie k fosílnym palivám. Pre Bielorusko nie je tento problém akútny, ale stojí za zmienku, že v krajinách s vysoko rozvinutým energetickým sektorom, ktoré majú vlastné zdroje, takýto výskum vykonávajú odborníci. Medzi efektívnymi spôsobmi získavanie energie môže byť získavanie energie z odpadu.
Vo všeobecnosti treba poznamenať, že tento problém je mnohostranný, pretože odpadu je obrovské množstvo a všetky sú iné. Preto nie je možné obsiahnuť všetko v jednom diele. Aby som pokryl tému spôsobov získavania energie z odpadu, pokúsim sa pokryť len niektoré z nich:
Po prvé, možnosť využitia tuhého odpadu z domácností ako paliva;
Po druhé, možnosti technológie bioplynu na spracovanie odpadu z hospodárskych zvierat;
Po tretie, energetické využitie odpadu z úpravy vody v kombinácii s fosílnymi palivami.
1. Spotreba paliva z tuhého komunálneho odpadu (TKO).
Jedným z efektívnych spôsobov získavania energie v budúcnosti môže byť využitie tuhého komunálneho odpadu (TKO) ako paliva. Výhodou domáceho odpadu je, že ho nemusíte hľadať, nemusíte ho ťažiť, ale v každom prípade ho treba zlikvidovať – čo si vyžaduje veľa úsilia. Peniaze. Preto racionálny prístup tu umožňuje nielen získať lacnú energiu, ale aj vyhnúť sa zbytočným nákladom.
Cielené priemyselné využitie tuhého komunálneho odpadu ako paliva sa začalo výstavbou prvej „spaľovne“ neďaleko Londýna v roku 1870. S aktívnym využívaním tuhého odpadu ako energetickej suroviny sa však začalo až v polovici 70. rokov 20. storočia v dôsledku prehlbujúcej sa energetickej krízy. Počítalo sa, že pri spaľovaní jednej tony odpadu možno získať 1300-1700 kW/h tepelnej energie alebo 300-550 kW/h elektriny.
Práve v tomto období sa začala výstavba veľkých spaľovní odpadu v Madride, Berlíne, Londýne, ako aj v krajinách s relatívne malou rozlohou a vysokou hustotou obyvateľstva. Do roku 1992 fungovalo na svete asi 400 zariadení, ktoré využívali spaľovanie tuhého odpadu na výrobu pary a elektriny. Do roku 1996 ich počet dosiahol 2 400.
V našej krajine sa tepelné spracovanie tuhého odpadu začalo v roku 1972, keď bolo v ôsmich mestách ZSSR inštalovaných 10 spaľovní odpadov prvej generácie. Tieto zariadenia nemali prakticky žiadne čistenie plynu a nepoužívali takmer žiadne vytvorené teplo. V súčasnosti sú zastarané a nespĺňajú moderné environmentálne požiadavky. V tejto súvislosti je väčšina týchto tovární zatvorená a zvyšok je predmetom rekonštrukcie.
V Moskve boli postavené tri takéto podniky. Spaľovňa odpadov č. 2 (MSZ-2) bola postavená v roku 1974 na spaľovanie netriedeného tuhého komunálneho odpadu v objeme 73 tis. ton ročne. Mal dve technologické linky vrátane kotlov francúzskej firmy KNIM a elektrických odlučovačov.
Rozhodnutie moskovskej vlády o rekonštrukcii MSZ-2 si vyžiadalo zvýšenie kapacity závodu na 130 tisíc ton odpadu ročne pri súčasnom znížení množstva škodlivých emisií do životného prostredia a tým aj zlepšení environmentálna situácia v oblasti podniku. Na splnení tejto úlohy sa opäť podieľala francúzska spoločnosť KNIM, ktorá mala vyvinúť a dodať tri modernizované technologické linky s kapacitou na spaľovanie tuhého odpadu 8,33 t/h.
Okrem toho sa plánovalo využiť teplo získané spaľovaním tuhého komunálneho odpadu na výrobu elektriny.
Na základe výsledkov prevádzky zrekonštruovanej prvej etapy závodu, pozostávajúcej z dvoch výrobných liniek, možno konštatovať, že boli splnené všetky vyššie uvedené požiadavky, a to:
1. Produktivita MSZ sa zvýšila na 80 tis. ton TKO ročne a uvedením tretej technologickej linky do prevádzky až na 130 tis. ton ročne.
2. Emisie dioxínov a furánov boli znížené na európske normy (0,1 ng/nm3): po prvé, optimalizáciou spaľovania odpadu na martinskom rošte; po druhé zvýšením výšky kotla, čím sa zabezpečí potrebný dvojsekundový pobyt spalín pri teplote nad 850°C na rozklad dioxínov na furány vznikajúce pri spaľovaní; a po tretie v dôsledku zavádzania aktívneho uhlia do spalín, ktoré absorbuje sekundárne vytvorené dioxíny.
3. Európske normy pre čistenie spalín od S02, HCl, HF sú zabezpečené vďaka inštalácii „polosuchého“ reaktora v technologickej schéme spaľovania tuhých odpadov a zavedením vápenného mlieka vyrobeného z vysokokvalitnej páperky do nej cez rozprašovaciu turbínu.
4. Inštaláciou vrecového filtra sa dosiahol vysoký stupeň čistenia spalín od popolčeka a produktov čistenia plynov: koncentrácia prachu je nižšia ako 10 mg/nm3.
5. Vďaka použitiu technológie na potlačenie oxidov dusíka (NOx), ktorú vyvinula Štátna akadémia ropy a zemného plynu pomenovaná po. I.M.Gubkin, získané ukazovatele pre ich emisie sú na úrovni najlepších zahraničných vzoriek (menej ako 80 mg/nm3).
6. Pri rekonštrukcii elektrárne boli inštalované tri turbogenerátory s výkonom po 1,2 MW, ktoré zabezpečovali jej prevádzku bez externého napájania s odvodom prebytočnej energie do mestskej siete.
7. Manažment technologický postup spaľovanie odpadu vykonáva operátor z automatizovaného pracoviska. Automatizovaný systém riadenia procesov je jednotný monitorovací a riadiaci systém pre hlavné aj pomocné zariadenia závodu.
Zásadne nová spaľovňa odpadu pre Rusko s kapacitou 300 000 ton tuhého odpadu ročne bola postavená v Moskve začiatkom roku 2000. Závod pozostáva z oddelení prípravy a triedenia odpadov, spaľovania nerecyklovateľného tuhého odpadu, čistenia spalín od škodlivých nečistôt, spracovania popola a trosky, energetického bloku a ďalších pomocných oddelení. Technologická schéma závodu na spracovanie nerecyklovateľnej časti odpadu zahŕňa tri technologické linky s fluidnými pecami, kotly s výkonom 22-25 t/h, zariadenie na čistenie plynov a dve turbíny po 6 MW.
V závode je zavedené ručné a mechanické triedenie TKO a jeho drvenie. Technológia umožňuje po prvé vybrať hodnotné suroviny na recykláciu a po druhé vybrať potravinovú frakciu odpadu na následné kompostovanie; po tretie, vybrať suroviny, ktoré pri spaľovaní predstavujú nebezpečenstvo pre životné prostredie; a napokon zlepšiť tepelné a environmentálne vlastnosti surovín určených na spaľovanie. Vďaka tejto príprave dosahuje nižšia výhrevnosť tuhého odpadu 9 MJ/kg a z hľadiska obsahu popola, vlhkosti, síry a dusíka charakteristika prakticky zodpovedá charakteristike hnedého uhlia pri Moskve.
Treba si však uvedomiť, že nízke parametre pary používané v domových spaľovniach odpadu výrazne znižujú špecifické ukazovatele výroby elektriny v porovnaní s parnými elektrárňami. Použitie podobného výkonu a parametrov pary v spaľovniach odpadu je limitované vlastnosťami suroviny: kusové palivo, nízka teplota topenia popola a korozívne vlastnosti spalín vznikajúcich pri spaľovaní.
Výrazné zvýšenie efektívnosti využívania tuhých odpadov ako paliva na výrobu elektriny a dosiahnutie špecifických ukazovateľov blízkych komerčne využívaným tepelným elektrárňam možno zrejme dosiahnuť čiastočnou náhradou energetického paliva domovým odpadom.
V tomto prípade pri spaľovaní hnedého uhlia v tepelných elektrárňach je vhodné použiť predpece na spaľovanie tuhého komunálneho odpadu so smerovaním spalín vznikajúcich v predpeci do spaľovacieho priestoru existujúcej kotlovej jednotky. Pri spaľovaní zemného plynu v tepelných elektrárňach je vhodné použiť zariadenie na splyňovanie tuhého odpadu s následným čistením výsledného produktu - plynu a jeho spaľovaním v peciach kotlov pracujúcich na zemný plyn. Roky využívaná parná elektráreň používaná v tepelných elektrárňach je zachovaná v pôvodnej podobe.
To znamená, že sa navrhuje vyvinúť kombinované (integrované) usporiadanie tepelných elektrární na spaľovanie prírodných palív a tuhého komunálneho odpadu. Podiel tuhého odpadu z hľadiska tepla môže byť približne 10% tepelného výkonu kotla. V tomto prípade, iba v dôsledku zvýšených parametrov pary a zvýšeného výkonu kotlov a turbín, sa účinnosť využívania domového odpadu zvýši 2-3 krát.
Významný ekonomický efekt možno dosiahnuť znížením kapitálových investícií využitím existujúcej infraštruktúry v tepelných elektrárňach a znížením nákladov na zariadenia na čistenie plynov.
Dôležitým ekonomickým faktorom je, že energetické palivo vrátane hnedého uhlia, ktoré má energetické ukazovatele takmer rovnocenné s tuhým komunálnym odpadom, je potrebné vykupovať, naopak tuhé odpady sú akceptované s peňažnou prirážkou.
Ministerstvo školstva a vedy Ruská federácia
Federálny štátny rozpočet vzdelávacia inštitúcia
vyššie odborné vzdelanie
„Ruská štátna univerzita
Ropa a plyn pomenovaná po I.M. Gubkinovi“
Katedra priemyselnej ekológie
Špecialita: 241000
Stupeň _____________ (_____)
Dátum ________________
____________________________
podpis učiteľa
Práca na kurze disciplínou
« Súčasné problémy chemické technológie ropy a zemného plynu“
Na tému: „Recyklácia tuhého komunálneho odpadu na tvorbu tepelných a elektrická energia»
Študent: Aurorv V.B.
Skupina:
Moskva 2015
Ľudský život je spojený so vznikom obrovského množstva rôzneho odpadu. Prudký nárast spotreby v posledných desaťročiach viedol k výraznému nárastu objemu vyprodukovaného odpadu z domácností.
Pri nekontrolovanom odpade odpadky a odpadky v životnom prostredí okolo nás. prírodná krajina, sú zdrojom škodlivých chemických, biologických a biochemických látok do životného prostredia. To predstavuje určité ohrozenie zdravia a života obyvateľstva.
Riešenie problému nákladov na recykláciu odpadu posledné roky najvyššia dôležitosť.
V podmienkach neustáleho zhoršovania environmentálnej situácie narastá potreba zabezpečiť maximálnu možnú bezpečnosť technologických procesov a bezpečné zneškodňovanie odpadov.
Tuhý komunálny odpad (TKO, domáci odpad) predmety alebo tovar, ktorý stratil svoje spotrebiteľské vlastnosti. Pevný odpad sa tiež delí na odpad (biologický odpad) a samotný odpad z domácností (nebiologický odpad umelého alebo prírodného pôvodu), ktorý sa na úrovni domácností často označuje jednoducho ako odpad.
Podľa svojich morfologických charakteristík pozostáva tuhý odpad v súčasnosti z týchto zložiek:
Syntetický odpad:
Spracovanie buničiny:
Ropné produkty:
Rôzne kovy (neželezné a železné)
sklo
Odhad
Frakčné zloženie tuhého odpadu (hmotnostný obsah zložiek prechádzajúcich sitami s bunkami rôznych veľkostí) ovplyvňuje tak zber a prepravu odpadov, ako aj technológiu ich následného spracovania a triedenia. Zloženie tuhého odpadu sa v rôznych krajinách a mestách líši. Závisí to od mnohých faktorov vrátane blahobytu obyvateľstva, klímy a vybavenosti. Zloženie odpadu je výrazne ovplyvnené mestským systémom zberu kontajnerov na sklo, zberového papiera a pod. Môže sa meniť v závislosti od ročného obdobia a poveternostných podmienok. Na jeseň teda narastá množstvo potravinového odpadu, s čím súvisí aj väčšia konzumácia zeleniny a ovocia v strave. A v zime a na jar sa znižuje obsah jemných skríningov (pouličný odpad). Postupom času sa zloženie tuhého odpadu trochu mení. Zvyšuje sa podiel papiera a polymérových materiálov.
Tuhý komunálny odpad tvorí väčšinu všetkého spotrebiteľského odpadu. Každoročne sa množstvo tuhého komunálneho odpadu na celom svete zvyšuje o 3 %. V krajinách SNŠ sa ročne vyprodukuje 100 miliónov ton tuhého odpadu z domácností. A takmer polovica tohto objemu pochádza z Ruska.
Najväčší problém predstavuje tuhý komunálny odpad - TKO, ktorý tvorí cca 8-10% z celkového množstva vyprodukovaného odpadu. Je to spôsobené zložitým zložením tuhého odpadu a distribuovanými zdrojmi jeho vzniku.
V Rusku je podiel mestského obyvateľstva 73%, čo je o niečo menej ako úroveň európske krajiny. Ale napriek tomu koncentrácia pevného odpadu v Hlavné mestá Rusko teraz prudko vzrástlo, najmä v mestách s počtom obyvateľov 500 tisíc a viac. Zvyšuje sa objem odpadu, klesajú územné možnosti na jeho zneškodnenie a spracovanie. Dovoz odpadu z miest jeho vzniku na miesta zneškodňovania si vyžaduje čoraz viac času a peňazí.
V súčasnosti sa odpad vo väčšine prípadov jednoducho zbiera na skládku, čo vedie k odcudzeniu voľných plôch v prímestských oblastiach a obmedzuje využitie mestských oblastí na výstavbu obytných budov. Taktiež spoločné pochovávanie rôznych druhov odpadu môže viesť k tvorbe nebezpečných zlúčenín.
Podľa Rosprirodnadzor sa v Rusku ročne vyprodukuje asi 35 – 40 miliónov ton tuhého odpadu z domácností a takmer celý tento objem sa likviduje na skládkach tuhého odpadu, na autorizovaných a nepovolených skládkach a len 4 – 5 % sa podieľa na recyklácii. Je to spôsobené predovšetkým nedostatkom potrebnej infraštruktúry a nedostatkom samotných spracovateľských podnikov, ktorých je v celej krajine len asi 400 jednotiek. Pozor si treba dať aj na to, že počet špeciálne vybavených miest na likvidáciu skládok tuhého odpadu v krajine je celkovo asi jeden a pol tisíca (1399), čo je niekoľkonásobne menej ako aj autorizované skládky z ktorých je ich o niečo viac ako 7 tisíc (7153). A počet nepovolených skládok, ktoré treba považovať za minulé environmentálne škody nahromadené už za posledné desaťročia, k augustu tohto roku prekračuje uvedené číslo 2,5-krát a predstavuje 17,5 tisíc. Všetky tieto zariadenia na likvidáciu tuhého odpadu zaberajú plochu viac ako 150,0 tisíc hektárov.
V súlade so „Základmi štátnej politiky v odbore environmentálneho rozvoja Ruskej federácie na obdobie do roku 2030“, schválený prezidentom Ruskej federácie 28. apríla 2012. č Pr-1102, hlavnými smermi odpadového hospodárstva sú prevencia a znižovanie tvorby odpadov, rozvoj infraštruktúry likvidácie odpadov a postupné zavádzanie zákazu nakladania s odpadmi, ktoré neboli vytriedené a spracované s cieľom zabezpečiť bezpečnosť životného prostredia počas skladovania a likvidácie.
Jedným z hlavných zákonov je „O priemyselných a spotrebných odpadoch“ z 24. júna 1998 (s poslednými úpravami začiatkom tohto roka), ktorý ustanovuje základné princípy štátnej politiky v oblasti odpadového hospodárstva (okrem rádioaktívnych odpadov). ), postup pri určovaní vlastníctva k nim, ako aj základy kontroly životného prostredia. Okrem toho tento právny akt dáva organizáciu činností v oblasti odpadového hospodárstva do pôsobnosti samospráv. Naznačuje to aj ďalší federálny zákon č. 131 „O všeobecné zásady organizácia miestnej samosprávy v Ruskej federácii“. Postup pri zbere tuhého odpadu, miesta na ich triedenie a zneškodňovanie, hygienické normy a pravidlá pre terénne úpravy teda určujú miestne úrady.
Významnú časť regulačného rámca upravujúceho túto oblasť tvoria zákony ako: Federálny zákon „O ochrane životné prostredie"(z 10. januára 2002), Federálny zákon "O ochrane atmosférického vzduchu" (zo 4. mája 1999), Federálny zákon "O sanitárnom a epidemiologickom blahobyte obyvateľstva" (z 30. marca 1999), Pozemkový zákonník RF a ďalšie.
A tiež početné usmernenia, SanPiNs, SP a SNiPs (napríklad SP 31-108-2002 „Odpadkové žľaby pre obytné a verejné budovy a stavby“; SanPiN 2.1.7.1322-03 „Hygienické požiadavky na umiestňovanie a likvidáciu odpadu z výroby a spotreby“ atď. .).
Súčasná situácia v Ruskej federácii v oblasti tvorby, využívania, neutralizácie, skladovania a zneškodňovania odpadov vedie k nebezpečnému znečisťovaniu životného prostredia a iracionálnemu využívaniu prírodné zdroje, značné ekonomické škody a predstavuje skutočnú hrozbu pre zdravie súčasných a budúcich generácií krajiny.
Sanitárne čistenie obytných priestorov a štvrtí od tuhého domového odpadu je súbor opatrení na ich zber, odvoz, neutralizáciu a zneškodnenie.
Čistenie obytných oblastí od tuhého odpadu pozostáva z rôznych operácií. Zatiaľ neexistuje jednotný systém a existuje pomerne široká škála rôznymi spôsobmi a spôsoby zberu, odvozu a zneškodňovania tuhého odpadu.
V zásade sú akceptované dva spôsoby zberu: jednotný a oddelený. Pri jednotnej metóde sa všetok odpad zbiera do jedného kontajnera so separovaným odpadom, tuhý odpad sa zbiera podľa druhu odpadu (sklo, papier, neželezné kovy, potravinový odpad atď.) do rôznych odpadkových nádob. Táto schéma vyžaduje špeciálne vozidlá na odvoz zozbieraného pevného odpadu, ale umožňuje zber surovín na recykláciu, potravinový odpad a výrazne znižuje objem odpadu vyžadujúceho likvidáciu.
Dvorové zberne a kontajnery sú inštalované v mikrooblastiach na špeciálnych miestach, ktoré sú umiestnené v úžitkových dvoroch, na bočných stenách budov alebo medzi budovami, ale s povinným oplotením so zeleňou alebo nízkymi stenami. Miesta na zber odpadu a pavilóny by mali byť umiestnené medzi obytnými budovami tak, aby poskytovali obyvateľom maximálny komfort pri používaní odpadkových košov, zabezpečovali pohodlný prejazd vozidiel odvážajúcich odpad, eliminovali možnosť znečistenia pôdy a ovzdušia a zabezpečili súlad s moderným estetickým požiadavky.
Jednou z oblastí odpadového hospodárstva je separovaný zber a spracovanie druhotných surovín na využiteľné produkty.
Systém triedeného zberu odpadov a recyklovateľných materiálov vyrieši problém zneškodňovania odpadu, priláka malých podnikateľov do tejto oblasti činnosti a zvýši efektivitu hygienického čistenia mesta. Toto je najviac efektívne riešenie problémy so znižovaním množstva odpadu prepravovaného na skládku. Pre zvýšenie efektívnosti systému zberu a spracovania druhotných surovín sú potrebné práce zamerané na vytváranie moderných spracovateľských technológií na výrobu konkurencieschopných produktov. Systém separovaného zberu a spracovania musí byť dobre riadenou štruktúrou, fungujúcou priebežne, s využitím moderných metód regulácie a kontroly.
Separovanie odpadu na frakcie (oddelené skladovanie) je najprijateľnejšou možnosťou likvidácie odpadu. V tomto prípade sa výrazne znížia náklady na recykláciu a nevyužité zvyšky tvoria maximálne 15 % celkovej hmotnosti (európska prax).
Pevný odpad sa odváža na špeciálne vybavené miesto – skládka tuhého odpadu, zariadenie na spracovanie odpadu alebo spaľovňa. Špecializovaná firma špecializujúca sa na zber a prepravu odpadu musí uzavrieť dohodu so všetkými podnikmi, ktoré likvidujú, spracúvajú alebo zakopávajú domový odpad. Iba v tomto prípade bude jeho činnosť legálna.
Recyklácia opätovné použitie alebo vrátiť do obehu priemyselný odpad alebo odpadky. Najbežnejšia je sekundárna, terciárna atď. recyklácia materiálov, ako je sklo, papier, hliník, asfalt, železo, tkaniny a pod. rôzne druhy plast. Tiež s staroveku V poľnohospodárstve sa využíva organický poľnohospodársky a domový odpad.
Medzi hlavné typy odpadového hospodárstva patria:
Skladovanie odpadu - udržiavanie odpadu v zariadeniach na zneškodňovanie odpadu za účelom jeho následného zakopania, zneškodnenia a využitia;
Likvidácia odpadu - izolácia odpadu, ktorý nie je predmetom ďalšieho využitia v špeciálnych skladovacích zariadeniach, aby sa zabránilo vniknutiu škodlivých látok do životného prostredia;
Likvidácia odpadu je spracovanie odpadu vrátane jeho spaľovania a dezinfekcie v špecializovaných zariadeniach s cieľom predchádzať škodlivým vplyvom odpadu na ľudské zdravie a životné prostredie.
Využitie odpadov - využitie odpadov na výrobu tovarov (výrobkov), výkon prác, poskytovanie služieb a na výrobu elektriny;
Zariadenie na zneškodňovanie odpadov je špeciálne vybavená stavba určená na zneškodňovanie odpadov (skládka, odkalisko, skládka horniny a pod.).
Výber miesta pre skládku TKO sa vykonáva na základe funkčného zónovania územia a urbanistických rozhodnutí; tieto sa vykonávajú v súlade s SNiP. Skládky sa nachádzajú mimo obytnej zóny a na samostatných územiach, ktoré zabezpečujú veľkosť pásma hygienickej ochrany.
Skládka tuhého odpadu je komplex environmentálnych štruktúr určených na skladovanie, izoláciu a neutralizáciu tuhého domového odpadu, ktorý poskytuje ochranu pred znečistením ovzdušia, pôdy, povrchových a podzemnej vody zabraňujúce šíreniu hlodavcov, hmyzu a patogénov. Skládky tuhého odpadu obsahujú odpad z obytných budov, verejných budov a inštitúcií, obchodných podnikov, verejného stravovania, odpad z ulíc, záhrad a parkov, stavebný odpad a niektoré druhy tuhých priemyselných odpadov III - IV triedy nebezpečnosti.
Typicky je skládka postavená, kde základom môže byť hlina a ťažká hlina. Ak to nie je možné, nainštaluje sa vodotesná základňa, čo vedie k výrazným dodatočným nákladom. Plocha pozemku sa vyberá na základe jeho životnosti (15-20 rokov) a v závislosti od objemu zasypaného odpadu môže dosiahnuť 40-200 hektárov. Výška uloženia odpadu je 12-60 m.
Skládka pevného domového odpadu sa vo všeobecnosti skladá z týchto častí:
Prístupová cesta, po ktorej sa odváža tuhý odpad a vracajú sa prázdne smetiarske autá;
Ekonomická zóna určená na organizovanie prevádzky skládky odpadov;
priestor na skladovanie tuhého odpadu, kde sa odpad ukladá a zakopáva; skladovací areál je napojený na hospodársku zónu dočasnou vnútroareálovou komunikáciou;
Napájacie vedenie z externých elektrických sietí.
Skládky môžu byť nízko zaťažené (2-6 t/m²) a vysokozáťažové (10-20 t/m²). Ročný objem prijatého odpadu sa môže pohybovať od 10 tisíc do 3 miliónov m³. Technológia skladovania tuhého odpadu na skládkach zahŕňa inštaláciu vodotesných clôn na ochranu podzemnej vody a každodennej vonkajšej izolácie na ochranu atmosféry, pôdy a priľahlých oblastí. Všetky práce na ukladaní, zhutňovaní a izolácii tuhého odpadu na skládkach sa vykonávajú mechanizovane.
Organizáciu práce na skládke určuje technologická schéma prevádzky skládky, vypracovaná v rámci projektu. Hlavným dokumentom plánovania prác je plán prevádzky zostavený na rok. Mesačne sa plánuje: počet prijatých tuhých odpadov, označenie N kariet, na ktorých je odpad uložený, úprava pôdy na izoláciu tuhého odpadu. Organizácia práce na stavenisku musí zabezpečiť ochranu životného prostredia, maximálnu produktivitu mechanizačných zariadení a bezpečnostné opatrenia.
Pokultivačné využitie území skládok TKO je možné v rôznych oblastiach - lesníctvo, rekreačné (lyžiarske svahy, štadióny, športoviská), inžinierske stavby, obchodná alebo priemyselná tvorba. Povaha takéhoto využitia a náklady na rekultiváciu sa musia zohľadniť už v štádiu projektovania skládky.
Tepelné metódy.Tepelné metódy likvidácie odpadu zahŕňajú spaľovanie a pyrolýzu.
Spaľovanie je jednou z najrýchlejších a najradikálnejších metód na neutralizáciu tuhého odpadu z domácností. Vykonáva sa v špeciálnych deštruktorových peciach pri teplote 900×1000°C, pri ktorej sa zničia takmer všetky organické tuhé, kvapalné a plynné zlúčeniny. Odpad s vlhkosťou do 60 %, obsahom popola do 60 % a obsahom horľavých zložiek ( organickej hmoty) viac ako 20 % spáli bez pridania paliva. Navyše vďaka významnej tepelnotvornej kapacite (4 x 8 mJ/kg) odpadu pri jeho spaľovaní vzniká energia využiteľná v národnom hospodárstve.
Zároveň pri procese spaľovania odpadov vzniká potreba skladovať tuhé produkty nedokonalého spaľovania (troska a popol) a čistiť emisie v atmosférický vzduch. V priemere sa pri spaľovaní 1 tony tuhého odpadu vyprodukuje takmer 300 kg trosky a 6000 m 3 spalín, z ktorých sa na čistiarňach zadrží 30 kg popola. Troska a popol obsahujú značné množstvo kremíka (až 65 %), alkalických kovov a kovov alkalických zemín, hliníka, železa, olova, zinku atď. Okrem toho popol môže obsahovať dioxíny – polychlórované dibenzodioxíny a polychlórované dibenzofurány. Tieto látky (v závislosti od počtu atómov chlóru a ich umiestnenia v molekule ich môže byť aj viac ako 210) majú karcinogénne, hepatotoxické, neurotoxické účinky, potláčajú imunitný systém, sú schopné prejsť cez placentu, hromadia sa v materské mlieko. Najtoxickejší a najnebezpečnejší pre ľudské zdravie je 2,3, 7, 8-tetrachlórdibenzodioxín. Tieto látky sú nebezpečné aj z dôvodu ich extrémnej stability v prostredí. Preto je potrebné skladovať popol rovnakým spôsobom ako toxický priemyselný odpad, teda na špeciálnych cvičiskách. Troska sa môže skladovať na vylepšených skládkach alebo dokonca použiť napríklad v stavebníctve na úpravu terénu. Pozitívom je, že plocha na ukladanie trosky a popola je 20-krát menšia ako na skládkach tuhého odpadu.
Spaliny vznikajúce pri spaľovaní odpadu obsahujú okrem popola (2 x 10 g/m3) oxid uhličitý CO2 (15 %), oxid uhoľnatý CO (0,05 %), oxid siričitý (S0 2 ), oxidy dusíka, HCl, HF, ako aj polychlórované dibenzodioxíny a dibenzofurány. Pri spaľovaní 1 tony odpadu môže vzniknúť 5 mikrogramov dioxínov, z ktorých väčšina je spojená s popolom a menšia časť zostáva v spalinách. Dioxíny môžu byť obsiahnuté jednak v samotnom odpade a jednak môžu vznikať pri procese ochladzovania spalín po spaľovaní odpadu. Pri spaľovaní pri teplote 1000 °C sa zničia dioxíny obsiahnuté v odpade. Ale keď sú spaliny ochladené na 250×350 °C, môžu vznikať z organického uhlíka a chloridov v prítomnosti vodnej pary a iónov medi. Preto je povinné spaliny pred vypustením do atmosféry vyčistiť. Na zachytávanie popola sa používajú elektrické odlučovače a vrecové filtre, ktoré umožňujú znížiť koncentráciu popola v emisiách z 2000 x 10 000 na 10 x 50 mg/m 3 . Na čistenie plynu sa používajú suché a mokré metódy, ktorých účinnosť je v priemere takmer 70, respektíve 90 %.
Spaľovne musia byť umiestnené minimálne 300 m od obytných zón. Veľkokapacitné pece a súvisiace konštrukcie (na nakladanie odpadu, jeho miešanie, čistenie emisií do atmosféry atď.) sa nazývajú spaľovne odpadu alebo továrne.
Neutralizácia tuhého domového odpadu v spaľovniach odpadov pri dodržaní hygienických a hygienických požiadaviek na ich vybavenie a prevádzku má teda hygienickú, epidemiologickú a ekonomickú výhodu, a to, že k neutralizácii dochádza radikálne a rýchlo. Odpad nie je potrebné voziť ďaleko za mesto, t. j. znižujú sa náklady na prepravu, nie sú potrebné veľké pozemky, je možné využiť teplo, paru a trosku. To je dôvod pre rozšírené používanie spaľovania odpadu vo svete.
Pyrolýza. Proces pyrolýzy tuhého komunálneho odpadu sa vykonáva vo vysokoteplotných reaktoroch pri teplote takmer 1640 ° C v podmienkach nedostatku kyslíka a nevyžaduje predbežnú prípravu. Vysoká teplota zaisťuje deštrukciu takmer všetkých zložitých organických látok a premieňa ich na jednoduché horľavé (horľavý plyn, ropné oleje) alebo nehorľavé (troska) zlúčeniny. Pri pyrolýze tuhého komunálneho odpadu nevznikajú žiadne emisie do životného prostredia. Tento spôsob likvidácie odpadu s hygienickým a ekonomický bod hľadisko je veľmi sľubné.
Chemické metódy.Chemické metódy na neutralizáciu tuhého odpadu z domácností zahŕňajú ich hydrolýzu v prítomnosti kyseliny chlorovodíkovej alebo sírovej pri vysokých teplotách s cieľom získať etylalkohol, vitamíny B, PP, D a ďalšie dôležité produkty. Okrem toho možno odpad z hydrolýzy použiť vo forme biopalív a organické hnojivá. Keď sa tieto hnojivá aplikujú na polia černozemnej zóny, úroda zemiakov sa zvýši 2-krát v porovnaní s poľami ošetrenými inými kompostmi. Metóda hydrolýzy poskytuje bezodpadovú výrobnú technológiu pri dodržaní hygienických požiadaviek na ochranu životného prostredia.
Mechanické metódy. Mechanické metódy na neutralizáciu tuhého odpadu zahŕňajú výrobu rôznych blokov (veľkoobjemové brikety, stavebné materiály) ich lisovaním a použitím špeciálnych spojív. Mechanická separácia domového odpadu je v súčasnosti jednou z hlavných predchádzajúcich operácií kompletnej recyklácie a samotnej likvidácie odpadu.
Pevný odpad treba považovať za technogénne útvary, ktoré možno charakterizovať ako druh nosičov obsahujúcich prakticky voľné zložky rôznych kovov a iných materiálov vhodných na využitie v hutníctve, strojárstve, stavebníctve, chemickom priemysle, energetike, poľnohospodárstve a lesníctve. atď. d.
Hlavné pokyny na používanie recyklovateľných materiálov sú uvedené v tabuľke 1.
Tabuľka 1. Hlavné oblasti použitia recyklovateľných materiálov
|
Druh odpadu |
Produkty |
|
Zberový papier |
Papier, lepenka, mäkké strešné materiály, tepelnoizolačné materiály, drevovláknité dosky, obkladové dlaždice |
|
Drevo |
Drevotrieskové dosky, drevovláknité dosky, priemyselné štiepky, palivové brikety, aktívne uhlie, drevopolymérové dosky |
|
Opotrebované pneumatiky |
Gumová drť ako náhrada primárnych surovín, strešných krytín, technických výrobkov, pridávaná do asfaltobetónových zmesí pri ukladaní ciest, platní na spomaľovače, gumených rohoží |
|
Textilné |
Kúdeľ, vatelín, podlahové materiály, vlákna, regenerovaná vlna, tepelné a zvukové izolačné dosky |
|
Polyméry |
Polymérová fólia, nábytkové kovanie, soklové lišty, rohy, polymérové riady (vedrá, kanistre, poháre atď.) |
|
Výbojky obsahujúce ortuť |
Ortuťový koncentrát, netoxické zlúčeniny (ortuť sudfide) na následnú likvidáciu |
|
Kovový šrot |
Neželezné kovy (hliník, meď, zinok), železné kovy (oceľ, liatina) |
Pozrime sa na niektoré druhy spracovania.
Väčšinu kovov je vhodné recyklovať. Nepotrebné alebo poškodené predmety, takzvaný kovový šrot, sa odovzdávajú do recyklačných zberní na následné roztavenie. Výnosné je najmä spracovanie neželezných kovov (meď, hliník, cín), bežných technických zliatin a niektorých železných kovov (liatina).
Oceľ a hliníkové plechovky roztavený, aby sa získal zodpovedajúci kov. Zároveň tavenie hliníka z plechoviek za nealko nápoje vyžaduje len 5 % energie potrebnej na výrobu rovnakého množstva hliníka z rudy a je jedným z najziskovejších typov recyklácie.
Recyklujú sa procesory, mikroobvody a iné rádiové komponenty, získavajú sa z nich drahé kovy (hlavnou cieľovou zložkou je zlato). Rádiové komponenty sú najskôr triedené podľa veľkosti, potom rozdrvené a ponorené do aqua regia, v dôsledku čoho všetky kovy prechádzajú do roztoku. Zlato sa z roztoku zráža určitými vytesňovačmi a redukčnými činidlami a iné kovy separáciou. Niekedy po rozdrvení sú rádiové komponenty žíhané.
Papierový odpad rôzneho druhu sa už mnoho desaťročí používa spolu s konvenčnou celulózou na výrobu buničiny, suroviny na výrobu papiera. Zo zmiešaného alebo nekvalitného papierového odpadu možno vyrobiť toaletný papier, baliaci papier a lepenku. Bohužiaľ, v Rusku len v malom meradle existuje technológia na výrobu vysokokvalitného papiera z vysokokvalitného odpadu (odpady z tlačiarne, použitý papier do kopírok a laserových tlačiarní atď.). Papierový odpad sa dá využiť aj v stavebníctve na výrobu izolačných materiálov a v poľnohospodárstve namiesto slamy na farmách.
Ako príklad možno zvážiť recykláciu plastov pomocou PET.
Existujúce metódy recykláciu polyetyléntereftalátového (PET) odpadu možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín: mechanickú a fyzikálno-chemickú.
Hlavná mechanicky recyklácia PET odpadu je drvenie, ktoré zahŕňa nekvalitné pásky, odpady zo vstrekovania, čiastočne ťahané alebo neťahané vlákna. Toto spracovanie umožňuje získať práškové materiály a drviny pre následné vstrekovanie. Je charakteristické, že počas mletia sa fyzikálno-chemické vlastnosti polyméru prakticky nemenia. Pri mechanickom spracovaní sa PET obaly získavajú na vločky, ktorých kvalitu určuje stupeň kontaminácie materiálu organickými časticami a obsah ďalších polymérov (polypropylén, polyvinylchlorid) a papier z etikiet.
Fyzikálno-chemické metódy spracovania PET odpadu možno klasifikovať takto:
Každá z navrhovaných technológií má svoje výhody. Ale nie všetky opísané spôsoby spracovania PET sú použiteľné na odpad z obalov potravín. Mnohé z nich umožňujú recyklovať len nekontaminované technologický odpad, pričom zostávajú nedotknuté nádoby na potraviny spravidla silne kontaminované bielkovinovými a minerálnymi nečistotami, ktorých odstránenie je spojené so značnými nákladmi, čo nie je vždy ekonomicky realizovateľné pri spracovaní v strednom a malom rozsahu.
Hlavným problémom pri recyklácii recyklovateľných materiálov nie je nedostatok recyklačných technológií moderné technológie umožňujú recyklovať až 70 % z celkového množstva odpadu a oddeliť recyklovateľné látky od zvyšku odpadu (a oddeliť rôzne zložky recyklovateľných materiálov). Existuje mnoho technológií, ktoré umožňujú separovať odpad a recyklovateľné látky. Najdrahšou a najkomplexnejšou z nich je ťažba recyklovateľných materiálov z už vytvoreného všeobecného odpadu v špeciálnych podnikoch.
Tuhý odpad z domácností je palivom porovnateľným s výhrevnosťou s rašelinou a niektorými značkami hnedého uhlia. Vzniká tam, kde je najväčší dopyt po tepelnej a elektrickej energii, t.j. vo veľkých mestách a má zaručené predvídateľné obnovenie, pokiaľ bude existovať ľudstvo.
V poslednom období dochádza k trvalému celkovému nárastu výroby energie z odpadu, ktorý bude podľa predpovedí pokračovať, pričom podiel výroby elektriny sa mierne zvýši (obr. 1). Približné prepočty pre TKO s výhrevnosťou napríklad 10 MJ/kg ukazujú, že celkové merné náklady na výstavbu závodu s nárastom jeho kapacity zo 100 na 300 tisíc ton TKO za rok klesajú približne o 25- 35 %.
Obrázok 1. Výroba elektriny a tepla v Európe.
V zahraničí príjmy z predaja vyrobenej energie závisia predovšetkým od druhu a kvality predávanej energie. Napríklad v Rakúsku sa elektrina nakupuje za cenu 45 eur/MWh, ak je garantovaná dodávka spotrebiteľovi, a 25 eur/MWh, ak dodávka elektriny závisí od režimu prevádzky dodávateľa. Tarify za dodávku tepelnej energie sú 10 a 6 eur/MWh (11,6 a 7 eur/Gcal).
Garantovanú dodávku tepelnej a elektrickej energie od podniku spaľujúceho tuhý odpad (a tým zvýšenie ceny za jeho predaj) je možné zabezpečiť napríklad spoluprácou s mestskou tepelnou elektrárňou. Špecialisti JSC VTI na základe pokynov moskovskej vlády vypracovali technické návrhy na vytvorenie domácich štandardných komplexov na energetickú recykláciu tuhého odpadu. Pri ich vývoji sme brali do úvahy skutočnosť, že ako ukazujú výpočty a zahraničné skúsenosti, z hľadiska energetického využitia odpadov je najefektívnejší podnik s ročným výkonom elektrickej energie 100 tis. MWh a viac (s inštalovaným el. s výkonom viac ako 15 MW). Takýto podnik možno právom považovať za tepelnú elektráreň využívajúcu tuhý odpad.
V súčasnosti sú vyvinuté základné zásadné technické riešenia, ktoré umožňujú vytvoriť plnohodnotný pilotný priemyselný model modernej domácej tepelnej elektrárne na tuhý odpad s inštalovaným elektrickým výkonom 24 MW (360-420 tisíc ton tuhého odpadu na ročník), ktorý je moderným podnikom s ukončeným technologickým procesom tepelného spracovania odpadu a tradičným parným energetickým cyklom na výrobu elektriny. Jednotková kapacita každej z dvoch technologických liniek na spaľovanie odpadu je približne 180 tisíc ton TKO ročne.
Tepelná elektráreň využíva na diaľkové vykurovanie tepelný okruh s priečnymi prepojeniami a kondenzačnú turbínu s riadeným medziodberom pary. Táto schéma má najflexibilnejšiu povahu pre využitie pary. V závislosti od ročného obdobia a dopytu spotrebiteľov energie môžu tepelné elektrárne vyrobiť každú hodinu od 10 do 25 MWh elektrickej energie a od 0,57 do 1,9 Gcal tepelnej energie.
Cieľom ekologického spracovania tuhého komunálneho odpadu je ekologické spaľovanie tuhého odpadu a iného spáliteľného odpadu s výrobou tepelnej energie, s minimálnym dopadom na životné prostredie, s maximálnou účinnosťou, minimálnymi mzdovými nákladmi a maximálnym využitím nehorľavých pevný odpad a systém likvidácie popola.
Do bunkrového bloku sa dostáva tuhý domový a priemyselný odpad bez triedenia zo špeciálnych vozidiel aj nákladných áut. všeobecný účel. Veľké kovové inklúzie sa oddeľujú od odpadu v štádiu príjmu a jemné častice sa oddeľujú od popola po spaľovaní odpadu. Kvapalné horľavé a vodou nasýtené kvapalné odpady sa odoberajú do samostatných nádob. Potom sa vytriedený spáliteľný tuhý odpad rovnomerne privádza do spaľovacej jednotky na spaľovanie. Aby sa zabezpečila vysoká účinnosť neutralizácie, proces spaľovania odpadu prebieha v dvoch fázach:
Spopolňovanie v protiprúdovej rotačnej peci;
Prídavné spaľovanie spalín vo vírivom prídavnom spaľovaní.
Spaliny sa ochladzujú v regeneračnom kotli na výrobu prehriatej pary. Vzniknutá para sa odovzdáva mestským podnikom a využíva sa pre vlastnú potrebu závodu ako zdroj vykurovania pre absorpčné tepelné čerpadlá a dohrievanie mestskej siete na ohrev vody alebo vykurovanie skleníkov. Potom spaliny vstupujú do jednotky čistenia dymu, kde sa vykonáva mokré čistenie spalín od prachu a škodlivých nečistôt.
Koncentrované odpadové vody zo systému čistenia plynov a odpadové vody z prania technologické vybavenie slúži na chladenie popola s odvodom pary do požiarno-technického celku. Popol a kaly zo spaľovacej jednotky a jednotky na čistenie dymu sa používajú v jednotke regenerácie popola na výrobu stavebných materiálov. Z roztaveného popola sa do systému čistenia plynu odstraňujú vysoko prchavé zložky (K, Na, C, Cl, S) a ťažké kovy (Zn, Cu, Cd, Pb). Tu sa zachytáva sekundárny prach s vysokým obsahom ťažkých a neželezných kovov (aj vo forme kalu v centrálnej skladovacej nádrži). Hmota pôvodného popola a plynov po roztavení je rozdelená v týchto pomeroch: troska - 60%, sekundárny popol z odparovania prchavých látok a v dôsledku mechanického unášania - 9,0%, spaliny - 29%, kov - 2%. Granulovaná troska vo forme častíc do veľkosti niekoľkých mm má vysokú odolnosť proti rozpúšťaniu vo vode a slabým kyselinám. Táto troska je vhodná na výstavbu ciest a výrobu stavebných materiálov.
Vo všeobecnosti jednotka recyklácie popola ako súčasť MSZ zabezpečuje spracovanie až 90 % počiatočnej hmoty popola na produkty šetrné k životnému prostrediu. Dioxíny obsiahnuté v pôvodnom popole v troske získanej po roztavení úplne chýbajú.
Obrázok 2. Bloková schéma jednotky zberu popola.
Recyklačná jednotka popola obsahuje 1 - napájací zdroj, 2 - vzduchový kompresor, 3 - plazmatron, 4 - vodné čerpadlo, 5 - zásobník popola so systémom prívodu popola, 6 - taviaci reaktor, 7 - systém odvodňovania taveniny a granulácie trosky, 8 - odpad prídavné spaľovanie plynov, 9 - zásobník na zvyšky popola, 10 - odstredivý prebublávací prístroj, 11 - vreckový filter, 12 - odsávač dymu, 13 potrubie.
Existuje niekoľko možných schém na kombináciu MSZ a energetických zariadení na výrobu rôznych energetických zdrojov. Spaľovne odpadu sú konštruované ako recyklačné kotolne (Spojené kráľovstvo) a zariadenia na kombinovanú výrobu tepla a elektriny (CHPP):
Kotolňa a spaľovňa; konečným produktom je tepelná energia.
CHP so spaľovaním tuhého odpadu; konečným produktom je tepelná a elektrická energia (alebo len elektrická energia)
o CHP zariadenia spaľujúce tuhý odpad na báze CCGT jednotiek;
o CHP zariadenia spaľujúce tuhý odpad na báze plynových turbín;
o Kogeneračné elektrárne na kombinovanú výrobu tepla a elektriny, ktoré spaľujú tuhý odpad (alebo palivo z tuhého odpadu) spolu s fosílnymi palivami.
Riadiace jednotky sú vybavené kotlami na odpadové teplo s parametrami pary, zvyčajne tlak 1,4-2,4 MPa a teplota do 250 300 0 C, s vrstveným spaľovaním paliva na špeciálnych roštoch rôzne systémy(vrátane „fluidizovanej“ vrstvy). Niekedy sa používajú kotly na odpadové teplo na ohrev vody.
UTPP sú vybavené turbogenerátormi s turbínami na rôzne účely:
Kogeneračné systémy na výrobu elektriny s odberom pary nízky tlak a tepla tak pre vlastnú potrebu MSZ, ako aj pre distribúciu externým odberateľom prostredníctvom elektrických a tepelných sietí miest;
Výroba s vysokotlakovými odsávačmi pár, zabezpečujúca technologické a úžitkové potreby podnikov,
A tiež čisto kondenzačné, vyrábajúce len elektrickú energiu.
Pre čo najväčšiu prehľadnosť funkcií implementácie každej z kombinovaných schém uvádzame ruské a zahraničné skúsenosti s používaním opísaných technológií, ako aj sľubný vývoj v tejto oblasti.
V prvom stupni sa tuhý odpad premieňa na plynný horľavý produkt, plyn, a v druhom sa vzniknutý plyn spaľuje v parnom alebo teplovodnom kotli. Celkový tepelný účinník je približne 95 %. Pri prevádzke mini-KVET s využitím odpadu je teda možné zabezpečiť teplú vodu a kúrenie niekoľkým veľkým domom. Na základe toho by mala byť inštalácia najracionálnejšie umiestnená v tej časti mesta, kde sú problémy s prepravou odpadu a je potrebná dodatočná tepelná energia. Jednou z možností je využitie inštalácie v rámci modernizácie starých tepelných elektrární na uhlie. Pred spálením odpad prejde primárnym triedením a mletím na požadované lineárne rozmery kusov - do 20 x 20 cm.
Navrhovaná technológia zabezpečuje prijateľnú úroveň tvorby dioxínov. Maximálna teplota(1000-1200 stupňov) a doba horenia v splyňovacej zóne zaručujú zničenie dioxínov. Po prvej fáze spaľovania nedochádza k žiadnym emisiám do atmosféry, pretože všetok plynný produkt ide do horáka na výrobu tepla. Nízke lineárne rýchlosti prúdenia plynu v reaktore a jeho filtrácia cez vrstvu východiskového spracovaného materiálu zaisťujú extrémne nízke odstraňovanie prachových častíc s produkovaným plynom. V dôsledku toho je možné výrazne znížiť kapitálové náklady na čistenie plynu a energetické zariadenia. Spaľovanie v dvoch fázach teda môže výrazne znížiť tvorbu dioxínov a zabezpečiť prijateľné normy.
Čo sa týka výsledného popola, navrhuje sa technológia, ktorá umožňuje spracovať popol na chemicky neutrálny, mechanicky celkom odolný produkt, ktorý možno bez obáv použiť aj pri výstavbe. Z popola sa získavajú keramické guľôčky, ktoré majú trojitú fyzikálnu a chemickú ochranu pre uvoľňovanie ťažkých kovov do životného prostredia. Stupeň vylúhovania ťažkých kovov z takýchto guľôčok je tisíckrát menší ako zo samotného popola. Tým sa popol prenesie do bezpečného stavu, pretože jednoduché primiešanie do cementu jednoducho znamená odloženie negatívnych dôsledkov, keďže cementové bloky sú krátkodobé.
Problémy spracovania tuhého odpadu spočívajú v mnohých oblastiach.
Hlavným zdrojom kompenzácie nákladov na odvoz a likvidáciu TKO sú dnes platby od obyvateľov. Navyše je celkom zrejmé, že súčasné tarify za likvidáciu domového odpadu sú neadekvátne nízke a nie sú schopné pokryť ani náklady na likvidáciu a odvoz odpadu. Nedostatok financií na recykláciu je kompenzovaný dotáciami zo štátneho rozpočtu, no napriek tomu úrady pre bytovú výstavbu a komunálne služby nemajú peniaze na rozvoj systému separovaného zberu, aký sa už dlho používa v Európe. Navyše dnes nie je tarifa za nakladanie s pevným odpadom rozlišovaná, vôbec nezáleží na tom, či zbierate odpad oddelene, alebo jednoducho všetko vysypete do jedného spoločného kontajnera – za uloženie odpadu zaplatíte rovnako.
Ďalším problémom existujúceho systému nakladania s pevným odpadom u nás je pomerne obmedzený trh s druhotnými surovinami, mnohí recyklátori odpadov sa stretávajú s problémami pri predaji surovín, ktoré boli získané z odpadu.
V súčasnosti neexistuje prakticky žiadne povedomie obyvateľstva o probléme likvidácie tuhého odpadu a obyvateľstvo Ruska nevie nič o tom, aké možnosti ponúka systém separovaného zberu.
Všetky spôsoby nakladania s odpadom majú navyše svoje pre a proti.
Najstaršia a najznámejšia likvidácia, výstavba a údržba skládky je oveľa jednoduchšia a lacnejšia ako zriadenie spaľovne odpadu (WIP) alebo zariadenia na spracovanie odpadu (WRP). To je možno hlavná výhoda ukladania odpadu na skládku. Existuje pomerne veľa nevýhod:
Spaľovanie odpadu si vyžaduje značné kapitálové investície. Teoreticky možno odpad považovať za palivo a spaľovne za teplárne. V praxi veci nefungujú tak dobre.
Po prvé, výhrevnosť odpadu, ktorý nebol separovaný, je veľmi nízka, inými slovami, na vzduchu nemusí vôbec horieť (závisí to od obsahu nehorľavých frakcií v TKO a zmien v dôsledku toho; poveternostné podmienky vlhkosť) úplné spaľovanie môže vyžadovať dodatočné sušenie, použitie skutočných palív a použitie zmesi plynov obohatenej kyslíkom ako okysličovadla (namiesto vzduchu).
Po druhé, odpadové spaliny z MSZ obsahujú značné množstvo škodlivých nečistôt, pevných aj plynných alebo parných. Napríklad, moderný odpad môže zahŕňať značné množstvo organických látok obsahujúcich chlór, ktorých spaľovaním vzniká látka ako dioxín, ktorá je klasifikovaná ako superekotoxická, teda supertoxická látka. V tejto súvislosti je potrebné starostlivé viacstupňové čistenie výfukových plynov, ako aj použitie obzvlášť vysokých teplôt, aby sa zabránilo nedokonalému spaľovaniu odpadu (pri úplnom spaľovaní vznikajú menej toxické látky).
Nakoniec, spaľovanie stále neodstráni problém odpadu: nespáliteľná troska zostávajúca v peciach a popol zozbieraný v čistiarňach tvoria až 10 % objemu a 30 % hmotnosti pôvodného množstva pevného odpadu, ktorý „vstúpil“ brány MSZ. Táto škvara a popol musia stále niekam ísť. Často len na skládku, aj keď je možné trosku použiť ako plnivo do škvárových blokov atď.
Nevýhodami MSZ sú teda vysoké náklady na zariadenia, oveľa zložitejšia technológia spaľovania a čistenia plynu v porovnaní s klasickými tepelnými elektrárňami a slabé získavanie užitočných komponentov. Aj s prihliadnutím na rôzne druhy trikov (predtriedenie, prospešné využitie vyrobeného tepla a trosky) MSZ sú zriedkavo ziskové podniky. Napriek všetkým nedostatkom však vo svete funguje viac ako tisíc spaľovní, aj keď v poslednom čase je tendencia ich počet znižovať.
Hlavným problémom existujúcich spôsobov recyklácie recyklovateľných materiálov nie je nedostatok spracovateľských technológií, ale separácia recyklovateľných materiálov od zvyšku odpadu (a separácia rôznych zložiek recyklovateľných materiálov). Existuje mnoho technológií, ktoré umožňujú separovať odpad a recyklovateľné látky. Všetky sú nákladné a najdrahšou a najkomplexnejšou z nich je ťažba recyklovateľných materiálov z už vytvoreného všeobecného odpadu v špeciálnych podnikoch.
Hlavné problémy spojené s využívaním tuhého odpadu ako paliva na výrobu energie pre Rusko, a najmä pre Moskvu, sú tieto:
1. Efektívne využitie tepla vznikajúceho spaľovaním odpadov a predovšetkým problém s odbytom vyrobenej energie. Nestabilita výroby elektriny v dôsledku sezónnych a denných výkyvov množstva a kvality tuhého odpadu, ako aj odstavenia technologických liniek sťažuje jeho predaj do elektrických sietí.
2. Najpálčivejšou otázkou v súčasnosti je efektívna premena energie tuhého odpadu na elektrickú energiu, pretože absolútna elektrická účinnosť nepresahuje 14-15%, zatiaľ čo v zahraničí majú novo sprevádzkované zariadenia spaľujúce tuhý odpad absolútnu elektrickú účinnosť približne 22%.
Zároveň existujú dva možné smery modernizácie tohto systému odpadového hospodárstva:
1) vytváranie podmienok na minimalizáciu tvorby odpadu, t.j. technologická modernizácia hospodárstva založená na najlepších dostupných technológiách;
2) zapojenie odpadu, vrátane objemov nahromadených za predchádzajúce roky, do ekonomické využitie ako druhotné materiálové a energetické zdroje, t.j. rozvoj priemyslu recyklácie odpadu v Rusku.
Využitie tuhého odpadu vrátane priemyselného odpadu podobného odpadu z domácností ako paliva využívajúceho energiu pri jeho premene na elektrinu a teplo; mechanické a chemické čistenie plynov opúšťajúcich kotly; zavádzanie nových technológií spaľovania, vrátane takzvaných fluidných pecí; prospešné využitie množstva odpadových zložiek vrátane trosky, popola, kovov - to všetko má veľký význam z hľadiska šetrenia fosílnych palív, materiálov, ale hlavne ochrany prírody, ovzdušia a vodných nádrží v Moskve a v. Moskovský región prostredníctvom postupného zatvárania existujúcich skládok a odmietnutia prideliť nové pozemky pre ich organizáciu.
Popri všeobecne uznávaných (tradičných) schémach spaľovania tuhého odpadu tepelnou a elektrickou energiou v energetických zásobovacích systémoch miest vrátane Moskvy existujú v európskych krajinách rozsiahle skúsenosti s riešeniami schém vedúcich ku kombinovaným zdrojom energie. V rámci takýchto zdrojov sa popri technologických linkách na neutralizáciu tuhých odpadov s výrobou energie využívajú nielen energetické zariadenia vo forme parogenerátorov, ale aj plynové turbíny (GTU), plynové jednotky s kombinovaným cyklom (CCG).
Prevádzkové skúsenosti mnohých zahraničných podnikov na tepelné spracovanie tuhého odpadu ukazujú, že moderná tepelná elektráreň využívajúca tuhý odpad je podnik šetrný k životnému prostrediu. Potvrdzujú to výsledky štúdií vykonaných v moskovských špeciálnych závodoch počas obdobia ich spustenia a následnej prevádzky. Koncentrácia regulovaných látok v plynných splodinách spaľovania tuhých odpadov neprekračuje hodnoty normy EÚ, čo zaisťuje environmentálne bezpečnú prevádzku takýchto podnikov. Vzniknutý popol a zvyšky trosky je možné spracovať na inertný produkt pre následné využitie napríklad pri výstavbe ciest na území samotnej tepelnej elektrárne.
Na zvýšenie trhu s recyklovateľnými materiálmi vo vyspelom zahraničí sa dnes využívajú rôzne ovplyvňovacie mechanizmy - požiadavky na povinné používanie recyklovateľných materiálov pri uvoľňovaní nových tovarov (v percentách) a zvýhodnené úvery pre takéto odvetvia. Európsky systém verejného obstarávania poskytuje výhody aj takým podnikom a organizáciám, ktoré vyrábajú alebo dodávajú tovary a produkty, ktoré sú vyrobené z recyklovaných materiálov alebo používajú recyklovateľné materiály.
Perspektívy využívania tuhého komunálneho odpadu ako druhotných energetických zdrojov v Ruskej federácii sú spojené s prijatím legislatívnych dokumentov, ktorých cieľom je výrazné zníženie skládkovania, aspoň pre veľké mestá, a zvýšenie záujmu energetických spoločností o rozvoj obnoviteľných zdrojov energie. energetických zdrojov, ako aj aktívne zavádzanie nových technológií v oblasti spracovania.
V každom treba zvoliť proces recyklácie tuhého domového odpadu špeciálny prípad berúc do úvahy všetky vlastnosti odpadu, oblasť a jeho množstvo.
Zložitosť riešenia problémov likvidácie domového odpadu sa vysvetľuje potrebou použitia zložitých, kapitálovo náročných zariadení a nedostatkom ekonomického opodstatnenia každého konkrétneho riešenia.
Ak zhrnieme všetko napísané vyššie, môžeme s istotou povedať, že napriek existujúcim technológiám racionálneho využívania odpadov je hlavným dôvodom neefektívnej práce na zneškodňovaní pevného odpadu problémy ochrany životného prostredia, využívania zdrojov a neustáleho rozvoja nakladania s odpadmi. stále nie sú prioritou riadiacich orgánov v našej krajine.
Ostáva len dúfať, že vláda v blízkej budúcnosti podnikne kroky potrebné na vytvorenie nového, ekologickejšieho a efektívnejšieho systému nakladania s pevným odpadom.
Supermarkety WalMart Stores Inc, Tesco Plc a Marks & Spencer Group sa teraz aktívne zaujímajú o energiu uvoľnenú zo zvyškov sendvičov, kuracieho tuku, rybích hláv a iných organických látok.
Britské supermarkety plánujú využiť potravinový odpad na výrobu elektriny. Supermarkety WalMart Stores Inc, Tesco Plc a Marks & Spencer Group sa teraz aktívne zaujímajú o energiu uvoľnenú zo zvyškov sendvičov, kuracieho tuku, rybích hláv a iných organických látok.
Najprv pár štatistík. Podľa prognóz Európskej komisie ľudstvo do roku 2020 vyhodí až 40 % potravinárskych výrobkov – a toto číslo sa zdá jednoducho absurdné, pretože na výrobu potravín míňame obrovské množstvo všemožných zdrojov. Supermarkety v Európe vyhodia približne 90 miliónov ton potravín ročne. Časť z nich sa vytriedi počas výrobného procesu a zvyšok sa posiela na skládku len preto, že niekoľko vzoriek neprešlo kontrolou kvality, prípadne boli etikety nalepené krivo... Na Ukrajine čaká na likvidáciu približne 7 miliónov ton rôznych výrobkov. rovnaký osud - jedným slovom, tento problém existuje takmer všade.
Ale nie všetko je také jednoduché: dnes existuje množstvo environmentálnych daní vrátane dane za likvidáciu odpadu. Hlavným účelom týchto platieb nie je ani tak doplniť štátny rozpočet, ale dôrazne povzbudiť občanov, aby boli opatrní a ohľaduplní k životnému prostrediu. Tieto dane sa spravidla vynakladajú na údržbu environmentálnych kontrolných orgánov, presúvajú sa do environmentálnych fondov a smerujú na rozvoj a implementáciu bezodpadových technológií, likvidáciu odpadu a čistenie starých skládok.
Skládková daň v Spojenom kráľovstve predražuje skládkovanie: 64 libier za tonu a každý rok sa pridáva ďalších 8 libier. To znamená, že dnes každý veľký supermarket v dôsledku toho stráca minimálne 1 % svojho ročného obratu. To vysvetľuje túžbu obchodných gigantov investovať za posledných päť rokov viac ako 18,2 miliardy dolárov do nových druhov energie, uvádza Bloomberg. Pri hľadaní nových finančných riešení britské spoločnosti skúmajú, ako môže energia z kuracích stehienok, rybích hláv a zvyškov sendvičov pomôcť znížiť náklady na energiu a prepravu odpadu.
V menej bohatých krajinách si už dávno uvedomili, aké výhody možno získať z kopy odpadu. Z obavy z nedostatku lacných zdrojov energie začali Filipíny získavať energiu zo skládky anaeróbnej digescie neďaleko Manily. Tu baktérie bez kyslíka premieňajú odpadky na kašu, ktorá uvoľňuje slušné množstvo metánu. Tak decentné, že stačí na osvetlenie ulíc blízkeho mesta. Keďže smeti nie je kam dať, musíme ich aspoň rozumne využiť, rozhodli miestne úrady a rozhodli sa správne.
Mnohé mestá v Brazílii už postavili zariadenia, ktoré spaľujú potravinový odpad na výrobu elektriny. Z jednej tony odpadu môžete získať približne 8 MJ energie, čo znamená úsporu v priemere 214 kg štandardného paliva. Tieto čísla plne odôvodňujú túžbu využívať odpad ako palivo, nehovoriac o znížení zaťaženia komunálnych skládok.
Veľká spoločnosť na prepravu odpadu Waste Management Inc. už získala podiely v ôsmich spoločnostiach vyvíjajúcich systémy na premenu odpadu na elektrinu a palivo. Britské úrady odhadujú, že týmto tempom budú do roku 2020 biopalivá zabezpečovať 8 % energetických potrieb krajiny, čo sa rovná úspore 13 miliárd dolárov. Keď však supermarkety konečne ozelenia svoje podnikanie, zníži sa aj tok daní od podnikateľov orgány budú musieť nájsť nové zdroje sponzorstva pre environmentálne fondy.
Na vyriešení problému obmedzených fosílnych palív výskumníci z celého sveta pracujú na vytvorení a implementácii alternatívne zdroje energie. A hovoríme o nielen o známych veterných mlynoch a solárnych paneloch. Plyn a ropa môžu byť nahradené energiou z rias, sopiek a ľudských krokov. Recycle vybral desať najzaujímavejších a najekologickejších zdrojov energie budúcnosti.
Cez turnikety pri vchode do železničných staníc prejdú denne tisíce ľudí. Hneď niekoľko výskumných centier po celom svete prišlo s myšlienkou využiť tok ľudí ako inovatívny generátor energie. Japonská spoločnosť East Japan Railway Company sa rozhodla vybaviť generátormi každý turniket na železničných staniciach. Inštalácia funguje na vlakovej stanici v tokijskej štvrti Shibuya: piezoelektrické prvky sú zabudované v podlahe pod turnikety, ktoré vyrábajú elektrinu z tlaku a vibrácií, ktoré dostanú, keď na ne ľudia vkročia.
Ďalšia technológia „energetického turniketu“ sa už používa v Číne a Holandsku. V týchto krajinách sa inžinieri rozhodli využiť nie efekt stláčania piezoelektrických prvkov, ale efekt stláčania kľučiek turniketov alebo dverí turniketov. Koncept holandskej spoločnosti Boon Edam spočíva v nahradení štandardných dverí pri vchode do nákupných centier (ktoré väčšinou fungujú pomocou systému fotobuniek a začnú sa samé otáčať) za dvere, ktoré musí návštevník zatlačiť a tak vyrábať elektrinu.
Takéto dvierka generátora sa už objavili v holandskom centre Natuurcafe La Port. Každý z nich vyrobí ročne okolo 4 600 kilowatthodín energie, čo sa na prvý pohľad môže zdať zanedbateľné, no slúži ako dobrý príklad alternatívnej technológie na výrobu elektriny.
