Väčšina bežných zdrojov energie je neobnoviteľná (ropa, plyn). Získavanie energie z poľnohospodárskeho odpadu nám umožňuje vyriešiť dva problémy naraz – zbaviť sa časti odpadu a odbremeniť ťažobný priemysel.
Odpady na výrobu energie možno rozdeliť na niekoľko druhov.
Existuje možnosť priameho spaľovania takýchto odpadov a ich recyklácia ako hnojivá alebo pre sekundárne potreby v podnikoch (napríklad podstielka zo slamy pri chove zvierat). Používajú sa však aj ako suroviny na výrobu biopalív, ktoré sa zvyčajne delia do troch skupín:
Prijímanie energie z odpadu sa vo veľkej miere znižuje na výrobu 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 sa používa 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 vozidlá.
v Dánsku v 70. rokoch 20. storočia. došlo k ropnej kríze, po ktorej farmári prvýkrát začali využívať slamu ako palivo. Od roku 1995 štát kompenzuje majiteľom kotlov na slamu s výkonom do 200 – 400 kW 30 % nákladov na zariadenia, ak ich účinnosť a úroveň uvoľňovania škodlivých látok spĺňajú požiadavky. V Dánsku v súčasnosti funguje na slame viac ako 55 kotlov diaľkového vykurovania, viac ako 10 000 tepelných kotlov, ako aj niekoľko KVET a elektrární, ktoré okrem slamy využívajú aj iné druhy odpadu.
Mnohí podnikatelia zaoberajúci sa recykláciou pneumatík alebo plastov sa pýtajú, či sa bioplyn dá získať spaľovaním poľnohospodárskeho odpadu, no tento druh paliva sa získava inou technológiou. Vyrába sa vodíkovou alebo metánovou fermentáciou. Surovina sa čerpá alebo nakladá do reaktora, kde sa mieša a baktérie v zariadení spracovávajú produkty a vyrábajú palivo. Hotový bioplyn stúpa do plynojemu, následne sa čistí a dodáva spotrebiteľovi.
Bioetanol z odpadu sa získava kvasením slamy alebo iného odpadu s obsahom celulózy. Táto technológia nie je vo svete veľmi populárna, ale v ZSSR bola dosť rozvinutá, v Rusku sa tiež používa. Na začiatok 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 bude potrebný spracovateľský závod, čerpadlá, spojovacie vedenia (hadice, potrubia) a nádoby na vyhorené palivo. Bionafta v závode je interesterifikovaná z triglyceridov v reakcii s jednosýtnymi alkoholmi a následne prechádza rôznymi typmi čistenia (od metanolu a produktov zmydelnenia) a dehydrogenácie (voda môže viesť k hrdzaveniu).
Voliteľné filtre je možné zakúpiť na získanie kvalitnejšieho produktu alebo generátora, ktorý umožňuje chod systému na vyrobené palivo. Na vybavenie malej spracovateľskej dielne potrebujete aspoň 15 metrov štvorcových plochy. Ceny zariadení závisia od produktivity a výkonu - od niekoľkých desiatok tisíc rubľov po niekoľko miliónov.
Tuhé palivo v briketách bude vyžadovať iné vybavenie. Po prvé - lis, ktorý dá tvar odpadovej hmote. V závislosti od druhu suroviny možno budete potrebovať aj sušičku, mlynček a látky, ktoré zvyšujú viskozitu surovín, druh lepidla.
Pri veľkých objemoch výroby má zmysel inštalovať pásový dopravník (dopravník). priemerná cena vybavenie pre malú dielňu - 1,5-2 miliónov rubľov plus náklady na energiu, personál a priestory. Ak ide surovina k výrobcovi zadarmo, alebo si priplatia za jej export, výroba sa vráti približne za šesť mesiacov.
Na výrobu peliet sa poľnohospodársky odpad drví a lisuje v granulátorovom lise: lignín obsiahnutý v surovine ich vplyvom vysokej teploty zlepí do malých granúl.
Dôležité! Rozvoj sféry energeticky náročného využívania v poľnohospodárstvo vyžaduje dostatočne veľké verejné výdavky a kompenzácie, sponzorstvo vedeckých projektov Jedným slovom finančná podpora. Mnohé štáty preto vytvárajú programy na podporu a rozvoj tejto oblasti.
Napríklad program krajín EÚ Horizont 2020 vychádza z viacerých priorít, z ktorých jedna „Sociálne výzvy“ (rozpočet – 31,7 miliardy eur) zahŕňa podporu projektov v sektore poľnohospodárstva a biohospodárstva, a teda energeticky náročná recyklácia.
Otázka výhodnosti využívania energie z odpadu nie je jednoznačná. Mnohé druhy poľnohospodárskeho odpadu sa využívajú ako zdroje na riešenie iných problémov v rámci priemyslu (hnojivá, podstielka atď.), inými slovami, energia pri likvidácii sa nemusí vyplatiť, napríklad straty na úrode, to si vyžaduje kompetentné výpočty. Okrem toho stále nie je uzavretá otázka environmentálnej realizovateľnosti recyklácie.
Napriek tomu môže byť získavanie energie z poľnohospodárskeho odpadu celkom sľubným smerom.
Tuhé biopalivá sú veľmi žiadané: štáty ako Holandsko, Veľká Británia, Belgicko, Švédsko, Dánsko neustále zahŕňajú programy finančnej podpory pre spotrebiteľov peliet. Pre tento druh 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, najvýhodnejším odbytovým trhom sú škandinávske krajiny. Ale aby to bolo možné, musí sa zmeniť domáci trh krajiny. Ročne sa v Rusku vyprodukuje 440 miliónov ton odpadu z lignocelulózovej biomasy, veľká časť podnikov je poľnohospodárska. Tieto odpady sa zvyčajne nerecyklujú.
Výroba bioplynu je pomerne drahý podnik, minimálna cena jednej jednotky je 800-tisíc eur, aj keď v poslednom čase sa objavujú trendy smerom k lacnejšej výrobe. V modernej Európe dosahuje štátna 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 prémiovú sadzbu, čo je veľmi výhodné. To prispieva k zvýšeniu počtu podnikov využívajúcich bioplyn.
Domáce bioplynové stanice sú obľúbené v mnohých európskych krajinách. Takáto výroba môže byť prínosom pre farmy, kde sú suroviny na spracovanie po ruke a nie je potrebné ich niekde kupovať.
V našej krajine, ktorá sa k rozvoju energeticky náročného využívania pripojila pomerne neskoro, nie je bioplyn veľmi rozšírený, a to aj z dôvodu nedostatočnej podpory federálneho štátu. Existujú však regionálne iniciatívy, ako napríklad projekt v Belgorodská oblasť a vedú k dobrým výsledkom.
Energeticky náročná recyklácia v poľnohospodárstve je nevyhnutná, môže pomôcť vyriešiť svetové problémy, ekonomické aj environmentálne. 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
TÉMA: "Spôsoby, ako získať energiu z odpadu »
Splnené
Alekhno O.N.
skontrolované
Lashchuk E.G.
Minsk 2008
Úvod …………………………………………………………………………………... 3
1. Spotreba paliva z tuhého komunálneho odpadu (TKO)………………4
2. Bioplynová technológia na spracovanie živočíšneho odpadu……..……..9
3. Energetické využitie čistenia odpadových vôd v spojení s fosílnymi palivami…………………………………………………………………..16
Záver……………………………………………………………………….. 19
Referencie………………………………………………………………………..20
ÚVOD
V poslednej dobe 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, takéto prieskumy vykonávajú odborníci. Jedným z najefektívnejších spôsobov výroby energie je výroba energie z odpadu.
Vo všeobecnosti treba poznamenať, že tento problém je mnohostranný, pretože odpadov 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 komunálneho odpadu ako paliva;
Po druhé, možnosti bioplynovej technológie na spracovanie živočíšneho odpadu;
Po tretie, energetické využitie pri čistení odpadových vôd v spojení s fosílnymi palivami.
1. Spotreba paliva z tuhého komunálneho odpadu (TKO).
Jedným z najefektívnejších spôsobov výroby energie v budúcnosti môže byť využitie tuhého komunálneho odpadu (TKO) ako paliva. Výhodou domového odpadu je, že ho netreba hľadať, ťažiť, ale v každom prípade zlikvidovať – čo si vyžaduje nemalé peniaze. Preto racionálny prístup tu umožňuje nielen získať lacnú energiu, ale aj vyhnúť sa zbytočným nákladom.
Účelné priemyselné využitie tuhého komunálneho odpadu ako paliva sa začalo výstavbou prvej „spaľovne“ neďaleko Londýna v roku 1870. S aktívnym využívaním TKO ako energetickej suroviny sa však začalo až v polovici 70. rokov v dôsledku prehlbujúcej sa energetickej krízy. Bolo vypočítané, že spaľovaním jednej tony odpadu možno získať 1300-1700 kWh tepelnej energie alebo 300-550 kWh 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 bolo na svete asi 400 zariadení, ktoré využívali spaľovanie tuhého odpadu s výrobou pary a elektriny. Do roku 1996 ich počet dosiahol 2 400.
V našej krajine sa tepelné spracovanie TKO začalo v roku 1972, keď bolo v ôsmich mestách ZSSR inštalovaných 10 spaľovní odpadov prvej generácie. Tieto zariadenia mali malé až žiadne čistenie plynu a takmer žiadne využitie vytvoreného tepla. V súčasnosti sú zastarané a nespĺňajú moderné požiadavky na environmentálne vlastnosti. V tejto súvislosti je väčšina týchto závodov 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 množstve 73 tis. ton ročne. Mal dve technologické linky vrátane kotlov francúzskej firmy KNIM a elektrostatických 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 zlepšenie environmentálna situácia v oblasti podniku. Na splnenie tejto úlohy sa opäť podieľala francúzska spoločnosť KNIM, ktorá mala vyvinúť a dodať tri modernizované technologické linky s kapacitou 8,33 t/h na spálený tuhý odpad.
Okrem toho sa počítalo s využitím tepla získaného spaľovaním tuhého komunálneho odpadu na výrobu elektriny.
Podľa výsledkov prevádzky zrekonštruovanej prvej etapy závodu, pozostávajúcej z dvoch výrobných liniek, možno konštatovať, že sú splnené všetky vyššie uvedené požiadavky, a to:
1. Kapacita MSZ sa zvýšila na 80 tisíc ton TKO ročne a uvedením tretej technologickej linky do prevádzky až na 130 tisíc ton ročne.
2. Zníženie emisií dioxínov a furánov podľa európskych noriem (0,1 ng/Nm3): po prvé, optimalizáciou spaľovania odpadu na martinskom rošte; po druhé, zvýšením výšky kotlovej pece, ktorá zabezpečuje potrebný dvojsekundový pobyt spalín pri teplotách nad 850 °C na rozklad dioxínov na furány vznikajúce pri spaľovaní; a po tretie, zavedením aktívneho uhlia do spalín, ktoré absorbuje znovu vytvorené dioxíny.
3. Európske normy na čistenie spalín od S02, HCl, HF boli dosiahnuté vďaka inštalácii „polosuchého“ reaktora v procese spaľovania TKO a zavedením vápenného mlieka vyrobeného z vysokokvalitnej páperky do neho cez rozprašovač turbína.
4. Vďaka inštalácii vrecového filtra sa dosiahol vysoký stupeň čistenia spalín od popolčeka a produktov na čistenie plynov: koncentrácia prachu je nižšia ako 10 mg/Nm3.
5. Vďaka aplikácii technológie na potláčanie oxidov dusíka (NOx), vyvinutej Štátnou akadémiou ropy a zemného plynu. I. M. Gubkin, získané ukazovatele pre ich emisie sú na úrovni najlepších zahraničných vzoriek (menej ako 80 mg/Nm3).
6. Pri rekonštrukcii závodu boli inštalované tri turbínové generátory s výkonom po 1,2 MW, ktoré zabezpečovali jeho prevádzku bez externého napájania s odvodom prebytočnej energie do mestskej siete.
7. Riadenie technologického procesu spaľovania odpadov vykonáva prevádzkovateľ z automatizovaného pracoviska. APCS je jednotný systém kontroly a riadenia pre hlavné aj pomocné zariadenia závodu.
Zásadne nová spaľovňa pre Rusko s kapacitou 300 000 ton TKO za rok bola postavená v Moskve začiatkom 21. storočia. Závod pozostáva z oddelení prípravy a triedenia odpadov, spaľovania nevyužiteľnej časti tuhého odpadu, čistenia spalín od škodlivých nečistôt, spracovania popola a trosky, energetického bloku a ďalších pomocných oddelení. Technologická schéma závodu na spracovanie nevyužiteľnej 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 ich drvenie. Technológia umožňuje po prvé vybrať hodnotné suroviny na jeho recykláciu a po druhé vybrať potravinovú frakciu odpadu na následné kompostovanie; po tretie, vyberte suroviny, ktoré pri spaľovaní predstavujú nebezpečenstvo pre životné prostredie; a napokon zlepšiť tepelné a environmentálne vlastnosti surovín určených na spaľovanie. Vďaka tomuto prípravku dosahuje spodná výhrevnosť TKO 9 MJ / kg a z hľadiska obsahu popola, vlhkosti, síry a dusíka vlastnosti prakticky zodpovedajú hnedému uhliu pri Moskve.
Treba však poznamenať, že nízke parametre pary používané v spaľovniach domového odpadu výrazne znižujú špecifické ukazovatele na výrobu elektriny v porovnaní s parnými elektrárňami. Využitie podobných parametrov výkonu a pary v spaľovniach odpadov je limitované vlastnosťami surovín: kusové palivo, nízka teplota topenia popola a korozívne vlastnosti spalín vznikajúcich pri spaľovaní.
Výrazné zvýšenie efektívnosti využívania TKO ako paliva na výrobu elektriny a dosiahnutie špecifických ukazovateľov blízkych komerčne využívaným tepelným elektrárňam je zrejme možné dosiahnuť čiastočnou náhradou energetického paliva domovým odpadom.
V tomto prípade pri spaľovaní hnedého uhlia na TPP je vhodné použiť predpece na spaľovanie tuhého komunálneho odpadu so smerovaním spalín získaných v predpeci do priestoru pece existujúcej kotolne. Pri spaľovaní zemného plynu na TPP je vhodné použiť zariadenie na splyňovanie TKO s následným čistením výsledného produktu - plynu a jeho spaľovaním v peciach kotlov pracujúcich na zemný plyn. Roky sa zachovala v pôvodnej podobe parná elektráreň, ktorá sa využívala pri tepelných elektrárňach.
To znamená, že sa navrhuje vyvinúť kombinované (integrálne) usporiadanie tepelných elektrární na spaľovanie prírodného paliva a tuhého komunálneho odpadu. Podiel TKO z hľadiska množstva 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 v dôsledku využívania infraštruktúry existujúcej na TPP a znížením nákladov na zariadenia na čistenie plynu.
Dôležitým ekonomickým faktorom je skutočnosť, že energetické palivo vrátane hnedého uhlia, ktoré má energetickú náročnosť takmer rovnocennú s tuhým komunálnym odpadom, je nutné kupovať, kým TKO je naopak akceptované s hotovostnou prirážkou.
Ministerstvo školstva a vedy Ruská federácia
Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia
vyššie odborné vzdelanie
„Ruská štátna univerzita
Ropa a plyn pomenované po I. M. Gubkinovi»
Katedra priemyselnej ekológie
Špecialita: 241000
Stupeň _____________ (_____)
Dátum ________________
____________________________
podpis učiteľa
Kurz podľa disciplíny
« Súčasné problémy chemické technológie ropy a zemného plynu“
Na tému: „Spracovanie tuhého domového odpadu na výrobu tepla a elektrická energia»
Študent: Avrorov V.B.
Skupina:
Moskva 2015
Ľudský život je spojený s výskytom obrovského množstva rôzneho odpadu. Prudký nárast spotreby v posledných desaťročiach viedol k výraznému nárastu produkcie domového odpadu.
Odpad s nekontrolovaným ukladaním odpadkov a odpadkov prostredia okolo nás. prírodná krajina, sú zdrojom škodlivých chemických, biologických a biochemických prípravkov vstupujúcich do životného prostredia. To vytvára určité ohrozenie zdravia a života obyvateľstva.
Riešenie problému recyklácie odpadu získava pre posledné roky najvyššia dôležitosť.
V kontexte neustáleho zhoršovania environmentálnej situácie narastá potreba zabezpečiť čo najvyššiu nezávadnosť technologických procesov a bezpečné zneškodňovanie odpadov.
Tuhý domový odpad (TKO, domový odpad) - predmety alebo tovar, ktorý stratil svoje spotrebiteľské vlastnosti. TKO sa tiež delí na odpad (biologický odpad) a vlastný odpad z domácností (nebiologický odpad umelého alebo prírodného pôvodu), ktorý sa na úrovni domácností často nazýva jednoducho odpad.
Podľa morfologického znaku sa TKO v súčasnosti skladá z nasledujúcich komponentov:
Biologický odpad:
Syntetický odpad:
Spracovanie celulózy:
Ropné produkty:
Rôzne kovy (neželezné a železné)
sklo
Odhady
Frakčné zloženie TKO (hmotnostný obsah zložiek prechádzajúcich sitami s bunkami rôznych veľkostí) ovplyvňuje tak zber a prepravu odpadov, ako aj technológiu ich následného spracovania a triedenia. Zloženie TKO je v rôznych krajinách, mestách rôzne. Závisí to od mnohých faktorov vrátane blahobytu obyvateľstva, klímy a krajinných úprav. Zloženie odpadu je výrazne ovplyvnené systémom zberu v meste od 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 veľká konzumácia zeleniny a ovocia v strave. A v zime a na jar sa znižuje obsah malých premietaní (uličné odhady). Postupom času sa zloženie TKO trochu mení. Zvyšuje sa podiel papiera a polymérnych materiálov.
Pevný domáci odpad tvorí väčšinu všetkého spotrebiteľského odpadu. Každý rok sa množstvo tuhého komunálneho odpadu na celom svete zvyšuje o 3 %. V krajinách SNŠ sa ročne vyprodukuje 100 miliónov ton tuhého komunálneho odpadu. A takmer polovica tohto objemu pripadá na Rusko.
Najväčší problém predstavuje tuhý komunálny domový odpad - TKO, ktorý tvorí cca 8-10% z celkového množstva vyprodukovaného odpadu. Je to spôsobené zložitým zložením TKO a distribuovanými zdrojmi ich tvorby.
V Rusku je podiel mestského obyvateľstva 73%, čo je o niečo menej ako úroveň európskych krajín. Ale napriek tomu koncentrácia TKO v Hlavné mestá Rusko sa teraz dramaticky zvýšilo, najmä v mestách s počtom obyvateľov 500 tisíc a viac. Objem odpadov sa zvyšuje, územné možnosti na ich zneškodnenie a spracovanie sa zmenšujú. Dovoz odpadu z miesta jeho vzniku na skládky si vyžaduje čoraz viac času a peňazí.
V súčasnosti sa odpad vo väčšine prípadov jednoducho zbiera na skládku, čo vedie k vyvlastňovaniu voľných pozemkov v prímestských oblastiach a obmedzuje využívanie mestských častí na výstavbu obytných budov. Taktiež spoločná likvidácia rôznych druhov odpadu môže viesť k tvorbe nebezpečných zlúčenín.
Podľa Rosprirodnadzoru sa v Rusku ročne vyprodukuje asi 35-40 miliónov ton tuhého komunálneho odpadu a takmer celý tento objem sa umiestňuje na skládky, autorizované a nepovolené skládky a len 4-5% sa podieľa na spracovaní. Je to spôsobené predovšetkým nedostatkom potrebnej infraštruktúry a samotnými podnikmi - spracovateľmi, ktorých je v krajine len asi 400 jednotiek. Pozor si treba dať aj na to, že počet špeciálne vybavených miest na zneškodňovanie odpadov – skládok pevného odpadu je v krajine celkovo asi jeden a pol tisíca (1399), čo je niekoľkonásobne menej ako aj povolené skládky, ktoré je o niečo viac ako 7 tisíc (7153). A počet nepovolených skládok, ktoré by sa mali 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 zneškodňovanie tuhého odpadu zaberajú plochu viac ako 150,0 tisíc hektárov.
V súlade so „Základmi štátnej politiky v oblasti o environmentálneho rozvoja Ruskej federácie na obdobie do roku 2030“, schválený prezidentom Ruskej federácie 28. apríla 2012. № Pr-1102, hlavnými oblasťami odpadového hospodárstva sú predchádzanie a znižovanie tvorby odpadov, rozvoj infraštruktúry na ich neutralizáciu a postupné zavádzanie zákazu nakladania s odpadmi, ktoré neboli vytriedené a spracované s cieľom zabezpečiť bezpečnosť životného prostredia počas skladovania a likvidácie.
Jeden z hlavných zákonov - "O odpadoch z výroby a spotreby" zo dňa 24.6.1998 (s poslednými úpravami začiatkom tohto roka), - ktorý ustanovuje základné princípy štátnej politiky v oblasti odpadového hospodárstva (s výnimkou rádioaktívnych odpadov), postup pri určovaní ich vlastníctva, ako aj základy environmentálnej kontroly. Okrem toho tento právny akt zaraďuje organizáciu činností v oblasti odpadového hospodárstva do pôsobnosti samospráv. Naznačuje to aj ďalší federálny zákon – č. 131 „O všeobecných zásadách organizácie miestnej samosprávy v Ruskej federácii“. Postup pri zbere tuhého odpadu, miesta ich triedenia a zneškodňovania, hygienické normy a zlepšovacie pravidlá 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 dňa 4. mája 1999), federálny zákon "O sanitárnej a epidemiologickej pohode obyvateľstva" (z 30. marca 1999), Pozemkový zákonník RF a ďalšie.
Rovnako ako početné metodické odporúčania, SanPiN, SP a SNiP (napríklad SP 31-108-2002 „Sklznice na odpadky obytných a verejných budov a stavieb“; SanPiN 2.1.7.1322-03 „Hygienické požiadavky na umiestnenie a likvidáciu produkcie a spotrebný odpad“ atď.).
Súčasná situácia v Ruskej federácii v oblasti tvorby, využívania, zneškodňovania, skladovania a zneškodňovania odpadov vedie k nebezpečnému znečisťovaniu životného prostredia, iracionálnemu využívaniu prírodné zdroje, značné ekonomické škody a predstavuje skutočnú hrozbu pre zdravie súčasných a budúcich generácií krajiny.
Sanitárne čistenie obytných priestorov a mikroštvrtí od tuhého domového odpadu je súbor opatrení na ich zber, odvoz, neutralizáciu a zneškodnenie.
Čistenie obytných priestorov od tuhého odpadu pozostáva z rôznych operácií. Kým sa nevyvinul jednotný systém a existuje pomerne veľká rozmanitosť rôznymi spôsobmi a spôsoby zberu, odvozu a zneškodňovania tuhého odpadu.
V zásade sú akceptované dva spôsoby zberu – jednotný a oddelený. Pri jednotnom spôsobe sa všetok odpad zbiera do jedného odpadkového koša, pri oddelenom sa TKO zbiera podľa druhu odpadu (sklo, papier, neželezné kovy, potravinový odpad atď.) do rôznych nádob. Táto schéma vyžaduje špeciálne vozidlá na odvoz zozbieraného tuhého odpadu, no umožňuje zbierať suroviny na recykláciu, potravinový odpad a výrazne znižuje množstvo odpadu, ktorý je potrebné zlikvidovať.
Dvorové kolektory a kontajnery sú inštalované v mikrooblastiach na špeciálnych miestach, ktoré sú umiestnené na úžitkových dvoroch, na bočných stenách budov alebo medzi budovami, ale s povinným oplotením so zelenými plochami alebo nízkymi stenami. Miesta a altánky na odpadky by mali byť umiestnené medzi obytnými zónami tak, aby poskytovali obyvateľom maximálny komfort pri používaní odpadkových košov, poskytovali pohodlný prístup pre vozidlá na odvoz odpadu, eliminovali možnosť znečistenia pôdy a ovzdušia a zabezpečili súlad s modernými estetickými požiadavkami. požiadavky.
Jednou z oblastí odpadového hospodárstva je separovaný zber a spracovanie druhotných surovín na produkty vhodné na použitie.
Systém triedeného zberu odpadov a druhotných surovín vyrieši problém zneškodňovania odpadov, priláka malých podnikateľov do tejto oblasti činnosti a zefektívni hygienické čistenie mesta. Toto je najviac efektívne riešenie problémy so znižovaním množstva odpadu odvážaného na skládku. Pre zefektívnenie systému zberu a spracovania druhotných surovín je potrebné pracovať na vytvorení moderných spracovateľských technológií na výrobu konkurencieschopných produktov. Systém separovaného zberu a spracovania by mal byť dobre riadenou štruktúrou, ktorá by mala fungovať nepretržite a mala by uplatňovať moderné metódy regulácie a kontroly.
Separácia odpadu na frakcie (oddelené skladovanie) je najprijateľnejšou možnosťou likvidácie odpadu. V tomto prípade sa výrazne znížia náklady na recykláciu a nevyužité zvyšky nepresiahnu 15 % celkovej hmotnosti (európska prax).
Pevný odpad sa odváža na špeciálne vybavené miesto – skládka tuhého komunálneho odpadu, spracovateľský závod alebo spaľovňa odpadu. So všetkými podnikmi, ktoré zhodnocujú, spracúvajú alebo zakopávajú domový odpad, musí uzavrieť zmluvu špecializovaná firma špecializujúca sa na zber a prepravu odpadu. Iba v tomto prípade bude jeho činnosť legálna.
Recyklácia - opätovné použitie alebo vrátenie výrobného odpadu alebo odpadu do obehu. Najbežnejšie druhotné, terciárne a pod. spracovanie materiálov ako sklo, papier, hliník, asfalt, železo, textil a pod. rôzne druhy plast. Od staroveku sa v poľnohospodárstve využíva aj organický poľnohospodársky a domáci odpad.
Medzi hlavné typy odpadového hospodárstva patria:
Skladovanie odpadov - udržiavanie odpadov v zariadeniach na zneškodňovanie odpadov za účelom ich následného zakopania, zneškodnenia a využitia;
Likvidácia odpadov - izolácia odpadov nepodliehajúcich ďalšiemu využitiu v špeciálnych skladovacích zariadeniach s cieľom zabrániť vnikaniu škodlivých látok do životného prostredia;
Neutralizácia odpadov - úprava odpadov vrátane ich spaľovania a dezinfekcie na špecializovaných zariadeniach s cieľom predchádzať škodlivým vplyvom odpadov 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 - špeciálne vybavené zariadenie určené 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 odpadov sa nachádzajú mimo obytného územia a v izolovaných oblastiach so zabezpečením veľkosti pásma hygienickej ochrany.
Skládka TKO je komplex environmentálnych stavieb určených na skladovanie, izoláciu a neutralizáciu tuhého komunálneho odpadu, poskytujúci ochranu pred znečistením ovzdušia, pôdy, povrchových a podzemných vôd, zabraňujúci šíreniu hlodavcov, hmyzu a patogénov. Odpad z obytných budov, verejných budov a inštitúcií, obchodných podnikov, verejného stravovania, uličných, záhradných a parkových odhadov, stavebný odpad a niektoré druhy tuhého priemyselného odpadu III-IV triedy nebezpečnosti sa umiestňujú na skládky na skladovanie TKO.
Skládka sa zvyčajne buduje, kde ako základ môže slúžiť hlina a ťažká hlina. Ak to nie je možné, poskytuje sa vodotesná základňa, čo má za následok značné dodatočné náklady. Plocha pozemku sa vyberá s podmienkou jeho životnosti (15-20 rokov) a v závislosti od objemu uloženého odpadu môže dosiahnuť 40-200 hektárov. Výška uloženia odpadu je 12-60 m.
Skládka tuhého komunálneho odpadu sa vo všeobecnosti skladá z týchto častí:
Prístupová cesta na odvoz tuhého odpadu a spätný pohyb prázdnych smetiarskych áut;
Ekonomická zóna určená na organizovanie prevádzky skládky odpadov;
priestor na skladovanie tuhého odpadu, kde sa odpad ukladá a zakopáva; priestor skladu je prepojený s hospodárskou zónou dočasnou vnútroareálovou komunikáciou;
Napájacie vedenie z vonkajších elektrických sietí.
Skládky môžu byť nízko zaťažené (2-6 t/m²) a vysokozáťažové (10-20 t/m²). Ročné množstvo prijatého odpadu sa môže pohybovať od 10 tisíc do 3 miliónov m³. Technológia skladovania TKO na skládkach zabezpečuje inštaláciu vodotesných clôn na ochranu podzemných vôd a každodennú vonkajšiu izoláciu na ochranu atmosféry, pôdy a priľahlých území. Všetky práce na skladovaní, zhutňovaní a izolácii TKO 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 skládke má zabezpečiť ochranu životného prostredia, maximálnu produktivitu mechanizačných zariadení a bezpečnostné opatrenia.
Pokultivačné využitie skládok je možné v rôznych oblastiach – lesnícke, rekreačné (lyžiarske svahy, štadióny, športoviská), inžinierske stavby, obchodná alebo priemyselná tvorba. Povaha takéhoto využitia a náklady na sanáciu by sa mali brať do úvahy už v štádiu projektovania skládky.
tepelné metódy.Metódy tepelnej likvidácie odpadu zahŕňajú spaľovanie a pyrolýzu.
Spaľovanie odpadu je jednou z najrýchlejších a radikálnych metód na neutralizáciu tuhého komunálneho odpadu. Vykonáva sa v špeciálnych deštruktorových peciach pri teplote 900-1000°C, pri ktorej sa zničia takmer všetky organické tuhé, kvapalné a plynné zlúčeniny. Odpady s vlhkosťou do 60%, obsahom popola do 60% a obsahom horľavých zložiek (organických látok) nad 20% horia bez pridania paliva. Navyše, vzhľadom na významnú tepelnú kapacitu (4-8 mJ / kg) odpadov, v procese ich spaľovania vzniká energia využiteľná v národnom hospodárstve.
Zároveň v procese spaľovania odpadov vzniká potreba skladovať tuhé produkty nedokonalého spaľovania (troska a popol) a čistiť emisie do ovzdušia. V priemere sa v dôsledku spaľovania 1 tony tuhého komunálneho odpadu, takmer 300 kg trosky a 6000 m 3 spalín, z toho 30 kg popola sa zadrží na čistiarni. Troska a popol obsahuje značné množstvo kremíka (až 65 %), alkalických kovov a kovov alkalických zemín, hliníka, železa, olova, zinku atď. Okrem toho môže popol obsahovať dioxíny – polychlórované dibenzodioxíny a polychlórované dibenzofurány. Tieto látky (môže ich byť aj viac ako 210, v závislosti od počtu atómov chlóru a ich umiestnenia v molekule) majú karcinogénny, hepatotoxický, neurotoxický účinok, tlmia imunitný systém, sú schopné prejsť cez placentu a hromadia sa v prsníku. mlieko. Najtoxickejší a najnebezpečnejší pre ľudské zdravie je 2,3, 7, 8-tetrachlórdibenzodioxín. Tieto látky sú nebezpečné aj pre ich extrémnu stabilitu v prostredí. Preto je potrebné popol skladovať rovnako ako toxický priemyselný odpad, teda na špeciálnych skládkach. Trosku je možné ukladať na upravené skládky alebo dokonca použiť napríklad v stavebníctve na úpravu terénu. Pozitívne je, že plocha na skladovanie trosky a popola je 20-krát menšia ako na skládkach tuhého komunálneho odpadu.
Spaliny vznikajúce pri spaľovaní odpadu obsahujú okrem popola (2-10 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 µg dioxínov, z ktorých väčšina je spojená s popolom a menšia časť zostáva v spalinách. Dioxíny môžu byť obsiahnuté v samotnom odpade a môžu vznikať v procese ochladzovania spalín po spaľovaní odpadu. Pri spaľovaní pri teplote 1000 °C sa zničia dioxíny obsiahnuté v odpade. Keď sa však spaliny ochladia na 250–350 °C, môžu sa tvoriť z organického uhlíka a chloridov v prítomnosti vodnej pary a iónov medi. Preto je povinné čistiť spaliny pred ich vypustením do ovzdušia. Na zachytávanie popola sa používajú elektrostatické odlučovače a vrecové filtre, ktoré umožňujú znížiť koncentráciu popola v emisiách z 2000–10 000 na 10–50 mg/m 3 . Na čistenie plynov sa používajú suché a mokré metódy, ktorých účinnosť je v priemere takmer 70, respektíve 90 %.
Spaľovne odpadu by mali byť umiestnené minimálne 300 m od obytných oblastí. Veľkokapacitné pece a súvisiace konštrukcie (na nakladanie odpadu, jeho miešanie, čistenie emisií do ovzdušia a pod.) sa nazývajú spaľovne odpadu alebo továrne.
Neutralizácia tuhého komunálneho odpadu v spaľovniach pri dodržaní sanitárnych a hygienických požiadaviek na ich vybavenie a prevádzku má teda hygienickú, epidemiologickú a ekonomickú výhodu, ktorá spočíva v tom, že k neutralizácii dochádza radikálne a rýchlo. Nie je potrebné odstraňovať odpadky ďaleko za mestom, t.j. znižujú sa náklady na dopravu, 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 prebieha vo vysokoteplotných reaktoroch pri teplote takmer 1640 °C v podmienkach nedostatku kyslíka a nevyžaduje ich predbežnú prípravu. Vysoká teplota zabezpečuje deštrukciu takmer všetkých zložitých organických látok, ich premenu na jednoduché horľavé (horľavý plyn, oleje podobné olejom) alebo nehorľavé (troska) zlúčeniny. Pri pyrolýze tuhého komunálneho odpadu nedochádza k emisiám do životného prostredia. Tento spôsob likvidácie odpadu je z hygienického a ekonomického hľadiska veľmi perspektívny.
Chemické metódy.Chemické metódy likvidácie tuhého komunálneho odpadu zahŕňajú ich hydrolýzu v prítomnosti kyseliny chlorovodíkovej alebo sírovej pri vysokej teplote s cieľom získať etylalkohol, vitamíny B, PP, D a ďalšie dôležité produkty. Okrem toho je možné použiť odpad z hydrolýzy vo forme biopalív a organických hnojív. 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 technológiu výroby pri splnení požiadaviek na hygienickú ochranu životného prostredia.
Mechanické metódy. K mechanickým metódam neutralizácie tuhý odpad zahŕňa výrobu rôznych blokov (veľkoobjemové brikety, stavebné materiály) ich lisovaním a použitím špeciálnych spojív. V súčasnosti je mechanická separácia domového odpadu jednou z hlavných predchádzajúcich operácií pre kompletnú likvidáciu a samotnú likvidáciu odpadu.
TKO treba považovať za technogénne útvary, ktoré možno charakterizovať ako druh nosičov obsahujúcich prakticky voľné zložky rôznych kovov a iných materiálov vhodných na použitie v hutníctve, strojárstve, stavebníctve, v chemickom priemysle, energetike, poľnohospodárstve a lesníctve. atď d.
Hlavné pokyny pre použitie recyklovateľných materiálov sú uvedené v tabuľke 1.
Tabuľka 1. Hlavné použitia recyklovateľných materiálov
|
Druh odpadu |
Produkty |
|
zberový papier |
Papier, lepenka, mäkké strešné materiály, tepelnoizolačné materiály, drevovláknité dosky, obkladové dlaždice |
|
Drevo |
Drevotrieskové dosky, drevovláknité dosky, drevná štiepka, palivové brikety, aktívne uhlie, drevopolymérové dosky |
|
Opotrebované pneumatiky |
Gumová drť ako náhrada primárnych surovín, strešných krytín, technických výrobkov, pridávaná do asfaltobetónových zmesí pri pokládke ciest, platní na spomaľovače, gumených rohoží |
|
Textilné |
Kúdeľ, vata, podlahové materiály, vlákna, regenerovaná vlna, tepelné a zvukové izolačné dosky |
|
Polyméry |
Polymérová fólia, nábytkové kovanie, soklové lišty, rohy, polymérové náčinie (vedrá, kanistre, poháre atď.) |
|
Ortuťové výbojky |
Koncentrát ortuti, netoxické zlúčeniny (sulfid ortuti) na následnú likvidáciu |
|
Kovový šrot |
Neželezné kovy (hliník, meď, zinok), železné kovy (oceľ, liatina) |
Zvážte niektoré typy spracovania.
Väčšina kovov sa účelne recykluje. Nepotrebné alebo poškodené predmety, takzvaný kovový šrot, sa odovzdávajú do recyklačných stredísk na následné pretavenie. Výhodné je najmä spracovanie neželezných kovov (meď, hliník, cín), bežných technických zliatin a niektorých železných kovov (liatina).
Oceľ a hliníkové plechovky tavený, aby sa získal zodpovedajúci kov. Tavenie hliníka z plechoviek na nealkoholické nápoje si zároveň vyžaduje iba 5 % energie potrebnej na výrobu rovnakého množstva hliníka z rudy a je jedným z najziskovejších druhov recyklácie.
Procesory, mikroobvody a ďalšie rádiové komponenty sa recyklujú – získavajú sa z nich vzácne 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. Z roztoku sa zlato vyzráža určitými vytesňovačmi a redukčnými činidlami, inými kovmi - separáciou. Niekedy po rozdrvení sú rádiové komponenty žíhané.
Po mnoho desaťročí sa papierový odpad rôzneho druhu používa spolu s konvenčnou celulózou na výrobu buničiny, suroviny na výrobu papiera. Zmiešaný alebo nekvalitný papierový odpad možno použiť na výrobu toaletného alebo baliaceho papiera a kartónu. Žiaľ, v Rusku len v malom rozsahu existuje technológia na výrobu kvalitného papiera z kvalitného odpadu (odrezky z tlačiarní, použitý papier do kopírok a laserových tlačiarní atď.). Papierový odpad sa dá využiť aj v stavebníctve na výrobu tepelnoizolačných materiálov a v poľnohospodárstve – namiesto slamy na farmách.
Recykláciu plastov možno vidieť na príklade PET.
Existujúce metódy recyklácie polyetyléntereftalátového (PET) odpadu možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín: mechanické a fyzikálno-chemické.
Hlavným mechanickým spôsobom recyklácie PET odpadu je drvenie, ktoré je podrobené nekvalitnej páske, formovacím odpadom, čiastočne ťahaným alebo neťahaným vláknam. Takéto spracovanie umožňuje získať práškové materiály a triesky na následné vstrekovanie. Je charakteristické, že počas mletia sa fyzikálno-chemické vlastnosti polyméru prakticky nemenia. Pri mechanickom spracovaní PET obalov sa získavajú flexy, ktorých kvalita je daná stupňom kontaminácie materiálu organickými časticami a obsahom iných polymérov (polypropylén, polyvinylchlorid), etiketový papier.
Fyzikálno-chemické metódy spracovania PET odpadu možno klasifikovať takto:
Každá z navrhovaných technológií má svoje výhody. Ale nie všetky opísané metódy recyklácie PET sú použiteľné na odpad z obalov potravín. Mnohé z nich umožňujú spracovanie len nekontaminované technologický odpad, pričom nádoby na potraviny sú spravidla nedotknuté, silne kontaminované bielkovinovými a minerálnymi nečistotami, ktorých odstraňovanie je spojené so značnými nákladmi, čo nie je vždy ekonomicky výhodné pre spracovanie v strednom a malom rozsahu.
Hlavným problémom recyklácie nie je nedostatok recyklačných technológií – moderné technológie umožňujú recyklovať až 70 % z celkového množstva odpadu – ale separácia recyklovateľných látok od zvyšku odpadu (a separácia rôznych zložiek recyklovaného odpadu materiály). Existuje mnoho technológií, ktoré umožňujú separovať odpad a recyklovateľné látky. Najdrahšou a najnáročnejšou z nich je získavanie recyklovateľných materiálov z už vytvoreného všeobecného odpadu v špeciálnych podnikoch.
Tuhý komunálny odpad je palivo, ktoré je výhrevnosťou porovnateľné 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 zaručenú predvídateľnú obnovu, pokiaľ bude existovať ľudstvo.
V poslednej dobe dochádza k trvalému nárastu celkovej výroby energie z odpadu, ktorý bude podľa prognóz pokračovať, s mierne rastúcim podielom výroby elektriny (obr. 1). Približné výpočty pre TKO s výhrevnosťou napr. 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 o cca 25-35 %. .
Obrázok 1. Výroba elektriny a tepla v Európe.
V zahraničí výnosy z predaja vyrobenej energie závisia predovšetkým od druhu a kvality predávanej energie. Takže napríklad v Rakúsku sa elektrina nakupuje za cenu 45 eur/MWh za predpokladu, že je zaručená jej dodávka spotrebiteľovi a 25 eur/MWh, ak dodávka elektriny závisí od spôsobu prevádzky dodávateľ. Tarify za dodávku tepelnej energie sú 10 a 6 eur/MWh (11,6 a 7 eur/Gcal).
Garantovanú dodávku tepelnej a elektrickej energie z podniku spaľujúceho TKO (a tým zvýšenie ceny za jej realizáciu) je možné zabezpečiť napríklad pri spolupráci s mestskou tepelnou elektrárňou. Na pokyn vlády Moskvy vypracovali špecialisti JSC VTI technické návrhy na vytvorenie domácich štandardných komplexov na energetické využitie tuhého odpadu. Pri ich vývoji zohľadnili skutočnosť, že ako ukazujú výpočty a zahraničné skúsenosti, z hľadiska energetického využitia odpadov je najefektívnejší podnik s ročnou dodávkou elektrickej energie 100 tis. MWh a viac (pri inštalovaný elektrický výkon viac ako 15 MW). Takýto podnik možno právom považovať za tepelnú elektráreň na pevný odpad.
V súčasnosti sú vyvinuté hlavné zásadné technické riešenia, ktoré umožňujú už teraz vytvoriť plnohodnotný pilotný model modernej domácej tepelnej elektrárne na tuhý odpad s inštalovaným elektrickým výkonom 24 MW (360-420 tisíc ton tuhého odpadu ročne), čo je moderný podnik 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.
TE využíva na vykurovanie tepelný okruh s priečnymi väzbami a kondenzačnú turbínu s riadeným medziodberom pary. Táto schéma má najflexibilnejší charakter pre využitie pary. V závislosti od ročného obdobia a dopytu spotrebiteľov energie, TPP umožňuje výrobu od 10 do 25 MWh elektrickej energie a od 0,57 do 1,9 Gcal tepelnej energie za hodinu.
Cieľom ekologického spracovania tuhého komunálneho odpadu je ekologické spaľovanie TKO a iných spáliteľných odpadov s tvorbou tepelnej energie, s minimálnym dopadom na životné prostredie, maximálnou účinnosťou, minimálnymi mzdovými nákladmi a maximálnym využitím nehorľavého tuhého komunálneho odpadu a systém odstraňovania popola.
V bunkrovom bloku je bez triedenia prijímaný tuhý domový a priemyselný odpad zo špeciálnych vozidiel aj z nákladných vozidiel na všeobecné použitie. Veľkorozmerné kovové inklúzie sa oddeľujú od odpadu v štádiu príjmu a jemné častice sa oddeľujú od popola po spaľovaní odpadu. Kvapalné horľavé a tekuté zalievané odpady sa odoberajú do samostatných nádob. Potom sa vytriedený horľavý TKO rovnomerne privádza do spaľovacej jednotky na spálenie. 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 kotli na odpadové teplo na výrobu prehriatej pary. Vzniknutá para je odovzdávaná mestským podnikom, využívaná pre vlastnú potrebu závodu ako zdroj vykurovania pre absorpčné tepelné čerpadlá a na dohrievanie vody v mestskej tepelnej sieti či vykurovanie skleníkov. Potom sa spaliny dostávajú do jednotky na čistenie dymu, kde sa spaliny mokrým spôsobom čistia od prachu a škodlivých nečistôt.
Na ochladzovanie popola parou odvádzanou do požiarnej jednotky sa používajú koncentrované odpadové vody zo systému čistenia plynov a odpadové vody zo zariadení pracieho procesu. Popol a kal zo spaľovacej jednotky a jednotky na úpravu dymu sa využívajú v jednotke na likvidáciu popola na výrobu stavebných materiálov. Z pretaveného popola sa do systému čistenia plynov dostávajú prchavé zložky (K, Na, C, Cl, S) a ťažké kovy (Zn, Cu, Cd, Pb). Tu sa zachytáva aj sekundárny prach s vysokým obsahom ťažkých a neželezných kovov (aj vo forme kalu v CBA). Hmotnosť počiatočného 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. Takáto troska je vhodná na stavbu ciest a výrobu stavebných materiálov.
Vo všeobecnosti jednotka zhodnocovania 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 na likvidáciu popola.
Jednotka na využitie popola obsahuje 1 - napájací zdroj, 2 - vzduchový kompresor, 3 - plazmový horák, 4 - vodné čerpadlo, 5 - zásobník popola so systémom prívodu popola, 6 - taviaci reaktor, 7 - systém odvodu taveniny a granulácie trosky, 8 - odpadové dohorovacie plyny, 9 - zásobník na zvyšky popola, 10 - odstredivý prebublávací prístroj, 11 - vreckový filter, 12 - odsávač dymu, 13 - potrubie.
Existuje niekoľko variantov schém na kombináciu MSZ a energetických zariadení na získanie rôznych nosičov energie. Spaľovne odpadu sa budujú ako úžitkové kotolne (UK) a CHP (UTPP):
Kotolňa a MSZ; konečným produktom je tepelná energia.
CHP so spaľovaním TKO; konečným produktom je teplo a elektrina (alebo len elektrina)
o CHPP spaľujúce TKO pri CCGT;
o CHPP spaľujúce TKO na báze plynových turbín;
o KVET založené na CCGT, ktoré spoluspaľujú TKO (alebo palivo z TKO) s fosílnymi palivami.
UK sú vybavené parnými kotlami na odpadové teplo s parametrami pary spravidla pri tlaku 1,4-2,4 MPa a teplote do 250 - 300 0 C, s vrstveným spaľovaním paliva na špeciálnych roštoch rôzne systémy(vrátane „vriacej“ vrstvy). Niekedy sa na teplú vodu používajú kotly na odpadové teplo.
UTPP sú vybavené turbogenerátormi s turbínami na rôzne účely:
Kogenerácia na výrobu elektriny s odberom pary nízky tlak a teplo tak pre vlastnú potrebu MSZ, ako aj návrat k externým odberateľom prostredníctvom elektrických a tepelných sietí miest;
výrobné zariadenia s vysokotlakovými odsávačmi pár, ktoré spĺňajú technologické a úžitkové potreby podnikov,
A tiež čisto kondenzačný, vyrábajúci len elektrinu.
Pre čo najväčšiu prehľadnosť, vlastnosti implementácie každej z kombinovaných schém, uvádzame ruské a zahraničné skúsenosti s aplikáciou opísaných technológií, ako aj sľubný vývoj v tejto oblasti.
V prvom stupni sa tuhý odpad premieňa na plynný horľavý plyn a v druhom stupni sa vzniknutý plyn spaľuje v parnom alebo teplovodnom kotli. Celkový tepelný účinník je približne 95 %. Pri prevádzke mini-KVET na odpad je teda možné zabezpečiť teplú vodu a vykurovanie niekoľkých veľkých domov. Na základe toho by mal byť závod najracionálnejšie umiestnený v oblasti mesta, kde sú problémy s prepravou odpadu a je potrebná dodatočná tepelná energia. Jednou z možností je využitie elektrárne v rámci modernizácie starých uhoľných KVET. Pred spálením odpad prejde primárnym triedením a mletím na požadované lineárne rozmery kusov - do 20 x 20 cm.
Navrhovaná technológia poskytuje 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 prúdu 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 drasticky znížiť tvorbu dioxínov a zabezpečiť prijateľné normy.
Čo sa týka výsledného popola, navrhuje sa technológia, ktorá umožňuje spracovanie popola na chemicky neutrálny, mechanicky dostatočne odolný produkt, ktorý možno bez obáv použiť aj v stavebníctve. Z popola sa získavajú keramické guľôčky, v ktorých dochádza k trojitej fyzikálno-chemickej ochrane vstupu ťažkých kovov do životného prostredia. Stupeň vymývania ťažkých kovov z takýchto guľôčok je tisíckrát menší ako zo samotného popola. Tým sa popol dostane do bezpečného stavu, as obyčajné primiešanie do cementu jednoducho znamená oddialenie negatívnych účinkov, pretože cementové bloky majú krátku životnosť.
Problémy spracovania TKO sú v mnohých oblastiach.
Hlavným zdrojom kompenzácie nákladov na odvoz a likvidáciu TKO sú dnes platby od obyvateľov. Navyše je celkom zrejmé, že súčasné tarify na zneškodňovanie domového odpadu sú neadekvátne nízke a nie sú schopné pokryť ani náklady na likvidáciu odpadu a jeho odvoz. Nedostatok prostriedkov na zneškodňovanie je kompenzovaný dotáciami zo štátneho rozpočtu, no napriek tomu orgány pre bytovú výstavbu a komunálne služby nemajú peniaze na vytvorenie systému separovaného zberu, aký sa už dlho používa v Európe. Navyše, dnes sa tarifa za spracovanie TKO nerozlišuje – vôbec nezáleží na tom, či zbierate odpad oddelene, alebo jednoducho všetko vysypete do jednej spoločnej nádoby – za uloženie odpadu zaplatíte rovnako.
Ďalším problémom u nás existujúceho systému nakladania s komunálnym odpadom je značne obmedzený trh s druhotnými surovinami - mnohí spracovatelia odpadov sa stretávajú s problémami pri odbyte surovín, ktoré boli získané z odpadu.
V súčasnosti sa informovanie obyvateľstva o probléme likvidácie pevného odpadu prakticky nevykonáva a obyvateľstvo Ruska nevie nič o tom, aké možnosti má systém separovaného zberu.
Navyše všetky spôsoby nakladania s odpadmi majú svoje pre a proti.
Najstaršie a najznámejšie - pochovávanie, výstavba a údržba skládky je oveľa jednoduchšia a lacnejšia ako výstavba spaľovne (MSZ) alebo zariadenia na spracovanie odpadu (MPZ). To je možno hlavná výhoda ukladania odpadu na skládku. Existuje niekoľko 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 odpadov, ktoré neboli vyseparované, je veľmi nízka - inými slovami, na vzduchu nemusia vôbec horieť (závisí to od obsahu nehorľavých frakcií v TKO a meniacich sa v dôsledku poveternostné podmienky vlhkosť) - úplné spálenie môže vyžadovať dodatočné sušenie, použitie skutočných palív, použitie zmesi plynov obohatenej kyslíkom ako okysličovadla (namiesto vzduchu).
Po druhé, odpadové spaliny MSZ obsahujú značné množstvo škodlivých nečistôt, pevných aj plynných alebo parných. Napríklad moderný odpad môže obsahovať značné množstvo organických látok s obsahom chlóru, ktorých spaľovaním vzniká taká látka, ako je dioxín, ktorá je klasifikovaná ako superekotoxická, teda supertoxické látky. V tejto súvislosti je potrebné dôkladné viacstupňové čistenie výfukových plynov, ako aj použitie obzvlášť vysokých teplôt, aby sa vylúčilo nedokonalé spaľovanie odpadu (pri úplnom spaľovaní vznikajú menej toxické látky).
Nakoniec, spaľovanie stále neodstráni problém odpadu - nespáliteľná troska zostávajúca v peciach, popol zachytený v čistiarňach je až 10% objemu a 30% hmotnosti počiatočného množstva "vloženého" TKO. pri bránach spaľovne. Táto troska a popol musia stále niekam ísť. Často len skládkovanie, aj keď je možné použiť trosku ako plnivo do škvárových blokov atď.
V mínusoch MSZ sú teda vysoké náklady na zariadenia, oveľa zložitejšie v porovnaní s konvenčnými tepelnými elektrárňami, technológia spaľovania a čistenia plynu a zlá extrakcia užitočných komponentov. Aj pri rôznych trikoch (predtriedenie, prospešné využitie vzniknutého tepla a škvary) sú spaľovne len málokedy ziskové podniky. Napriek všetkým nedostatkom však vo svete funguje viac ako tisíc spaľovní – aj keď v poslednom čase je určitá tendencia ich počet znižovať.
Hlavným problémom existujúcich spôsobov recyklácie nie je nedostatok recyklačných technológií, ale separácia recyklovateľných materiálov od zvyšku odpadu (a separácia rôznych zložiek recyklovaných 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 TKO ako paliva na výrobu energie pre Rusko, a najmä pre Moskvu, sú tieto:
1. Efektívne využitie tepla vznikajúceho pri spaľovaní odpadov a predovšetkým problém s odbytom vyrobenej energie. Nestabilita výroby elektriny v dôsledku sezónnych a denných výkyvov v množstve a kvalite TKO, ako aj pri odstávkach technologických liniek sťažuje jej predaj do elektrickej siete.
2. Najaktuálnejšia je v súčasnosti otázka efektívnej premeny energie TKO na elektrickú energiu, pretože. absolútna elektrická účinnosť nepresahuje 14-15%, pričom v zahraničí majú novo sprevádzkované zariadenia, ktoré spaľujú tuhý odpad, absolútnu elektrickú účinnosť približne 22%.
Zároveň existujú dva možné smery modernizácie tohto systému odpadového hospodárstva:
1) vytváranie podmienok pre minimalizáciu vzniku odpadov, t.j. technologická modernizácia hospodárstva založená na najlepších dostupných technológiách;
2) zapojenie odpadov, vrátane objemov nahromadených za predchádzajúce roky, do ekonomického využitia ako druhotných materiálových a energetických zdrojov, t.j. rozvoj priemyslu likvidácie odpadu v Rusku.
Využitie tuhého odpadu vrátane priemyselného odpadu podľa druhu domácností ako paliva využívajúceho energiu pri jeho premene na elektrinu a teplo; mechanické a chemické čistenie plynov opúšťajúcich kotly; zavedenie nových technológií spaľovania, a to aj v takzvaných fluidných peciach; 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 Moskovskej oblasti prostredníctvom postupné zatváranie existujúcich skládok odpadov a odmietanie prideľovania nových pozemkov na ich organizáciu.
Popri všeobecne uznávaných (tradičných) schémach spaľovania TKO s využitím tepelnej a elektrickej energie v energetických systémoch miest vrátane Moskvy existujú bohaté skúsenosti európskych krajín s obvodovými riešeniami vedúcimi ku kombinovaným zdrojom energie. V rámci takýchto zdrojov sa popri technologických linkách na zneškodňovanie TKO s výrobou energie využívajú nielen energetické zariadenia vo forme parogenerátorov, ale aj plynové turbínové bloky (GTU), paroplynové elektrárne (CCGT).
Skúsenosti z prevádzkovania mnohých zahraničných podnikov na tepelné spracovanie tuhého odpadu ukazujú, že moderná tepelná elektráreň na tuhý odpad je podnik šetrný k životnému prostrediu. Potvrdzujú to aj výsledky štúdií uskutočnených v moskovských špeciálnych závodoch počas ich spustenia a následnej prevádzky. Koncentrácia regulovaných látok v plynných produktoch spaľovania TKO 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 TPP.
Na zvýšenie trhu s recyklovanými materiálmi vo vyspelom zahraničí sa v súčasnosti uplatňujú rôzne mechanizmy vplyvu - požiadavky na povinné používanie recyklovaných materiálov pri výrobe nových tovarov (percentuálne) a prednostné poskytovanie úverov takýmto odvetviam. Tiež v európsky systém verejné obstarávanie poskytuje výhody takým podnikom a organizáciám, ktoré vyrábajú alebo dodávajú tovary a produkty, ktoré sú vyrobené z recyklovaných materiálov alebo používajú recyklované materiály.
Perspektívy využívania tuhého komunálneho odpadu v Ruskej federácii ako druhotných energetických zdrojov sú spojené s prijatím legislatívnych dokumentov, ktorých cieľom je výrazné zníženie skládkovania, aspoň pre veľké mestá, a zvýšenie záujmu energetických spoločností o rozvoj obnoviteľnej energie. zdrojov, ako aj aktívne zavádzanie nových technológií v oblasti spracovania.
Proces zneškodňovania tuhého komunálneho odpadu by sa mal zvoliť v každom jednotlivom prípade, berúc do úvahy všetky vlastnosti odpadu, terénu a ich množstva.
Zložitosť riešenia problémov likvidácie domového odpadu sa vysvetľuje potrebou použitia zložitých kapitálovo náročných zariadení a nedostatkom ekonomického opodstatnenia každého konkrétneho riešenia.
Ak zhrnieme všetko vyššie napísané, možno s istotou konštatovať, že napriek existujúcim technológiám racionálneho využívania odpadov je hlavným dôvodom neefektívnej práce na zneškodňovaní TKO problémy ochrany životného prostredia, využívania zdrojov a neustáleho rozvoj systému nakladania s odpadmi stále nie sú prioritou úradov v našej krajine.
Ostáva len dúfať, že štát v blízkej budúcnosti podnikne kroky potrebné na vytvorenie nového, ekologickejšieho a efektívnejšieho systému nakladania s TKO.
O energiu uvoľnenú zo zvyškov sendvičov, kuracieho tuku, rybích hláv a iných organických látok sa teraz aktívne zaujímajú supermarkety WalMart Stores Inc, Tesco Plc a Marks & Spencer Group.
Britské supermarkety plánujú využiť potravinový odpad na výrobu elektriny. O energiu uvoľnenú zo zvyškov sendvičov, kuracieho tuku, rybích hláv a iných organických látok sa teraz aktívne zaujímajú supermarkety WalMart Stores Inc, Tesco Plc a Marks & Spencer Group.
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 rôznych zdrojov. Európske supermarkety vyhodia ročne asi 90 miliónov ton potravín. Časť z nich sa vytriedi počas výrobného procesu a zvyšok ide na skládku len preto, že niekoľko vzoriek neprešlo kontrolou kvality, prípadne boli etikety krivo prelepené... Na Ukrajine na to isté čaká asi 7 miliónov ton rôznych produktov. osud - jedným slovom, takýto problém existuje takmer všade.
Ale nie všetko je také jednoduché: dnes existuje množstvo environmentálnych daní, medzi ktoré patrí aj daň za likvidáciu odpadu. Hlavným účelom týchto platieb nie je ani tak doplniť štátny rozpočet, ale dôrazne povzbudiť občanov k opatrnému a ohľaduplnému postoju k životnému prostrediu. Tieto dane sa spravidla vynakladajú na údržbu environmentálnych kontrolných orgánov, presúvajú sa do environmentálnych fondov, smerujú k rozvoju a implementácii bezodpadových technológií, zneškodňovaniu odpadov a likvidácii starých skládok.
Daň za skládkovanie v Spojenom kráľovstve predražuje skládkovanie: 64 libier za tonu, ku ktorým sa každý rok pridá 8 libier. To znamená, že dnes každý veľký supermarket v dôsledku toho stráca minimálne 1 % svojho ročného obratu. To vysvetľuje túžbu obchodných gigantov investovať viac ako 18,2 miliardy dolárov do nových foriem energie za posledných päť rokov, uvádza Bloomberg. Spoločnosti zo Spojeného kráľovstva hľadajú nové finančné riešenia a skúmajú, ako môže energia z kuracích stehienok, rybích hláv a zvyškov sendvičov pomôcť znížiť náklady na energiu a prepravu odpadu.
V menej bohatých krajinách je už dávno jasné, aké výhody možno získať z kopy odpadu. Z obavy z nedostatku lacných zdrojov energie začali Filipíny získavať energiu zo skládky na anaeróbny rozklad v okolí Manily. Tu baktérie bez prístupu kyslíka premieňajú odpadky na kašu, ktorá uvoľňuje slušné množstvo metánu. Tak decentné, že stačí na osvetlenie ulíc blízkeho mesta. Keďže odpadky nie je kam dať, treba ich aspoň rozumne využiť, rozhodli miestne úrady a neprehrali.
Mnohé mestá v Brazílii už postavili továrne, ktoré spaľujú potravinový odpad na výrobu elektriny. Z jednej tony odpadu získate približne 8 MJ energie, čo znamená, že ušetríte v priemere 214 kg štandardného paliva. Tieto čísla odôvodňujú túžbu využívať odpad ako palivo, nehovoriac o znížení zaťaženia komunálnych skládok.
Veľká spoločnosť zaoberajúca sa odpadovým hospodárstvom, Waste Management Inc. už získala podiel v ôsmich spoločnostiach, ktoré vyvíjajú systémy na premenu odpadu na elektrinu a palivo. Britské úrady predpokladajú, že týmto tempom budú biopalivá do roku 2020 zabezpečovať 8 % energetických potrieb krajiny, čo sa rovná úspore 13 miliárd dolárov.
Výskumníci z celého sveta pracujú na ich vývoji a zavádzaní, aby riešili nedostatok fosílnych palív alternatívne zdroje energie. A to nehovoríme len o známych veterných mlynoch a solárnych paneloch. Plyn a ropa môžu byť nahradené energiou z rias, sopiek a ľudských krokov. Recycle vybral desať najvzrušujúcejších a najčistejších zdrojov energie budúcnosti.
Cez turnikety pri vchode do železničných staníc denne prejdú tisíce ľudí. V niekoľkých výskumných centrách sveta sa naraz objavil nápad využiť tok ľudí ako inovatívny generátor energie. Japonská spoločnosť East Japan Railway Company sa rozhodla vybaviť každý turniket na železničných staniciach generátormi. Inštalácia funguje na železničnej stanici v tokijskej štvrti Shibuya: piezoelektrické prvky sú zapustené v podlahe pod turnikety, ktoré generujú 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 tlačný efekt kľučiek turniketov alebo dverí turniketov. Koncept holandskej spoločnosti Boon Edam spočíva v nahradení štandardných dverí pri vchode do nákupných centier (ktoré väčšinou fungujú na systéme fotobuniek a samé sa začnú točiť) za dvere, ktoré musí návštevník tlačiť a tak vyrábať elektrinu.
V holandskom stredisku Natuurcafe La Port sa takéto generátory dverí už objavili. Každý z nich vyrobí ročne okolo 4 600 kilowatthodín energie, čo sa na prvý pohľad môže zdať zanedbateľné, no je to dobrý príklad alternatívnej technológie výroby elektriny.
