Реферат на тему:«Экологическая ситуация луганской Народной республики и методы ее решения»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
ИНСТИТУТ ЮРИСПРУДЕНЦИИ И МЕЖДУНАРОДНОГО ПРАВА
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ»



Реферат
На тему : «Экологическая ситуация луганской Народной республики и методы ее решения»
Автор работы: Морозов Э.А. 12.032.2017г. подпись, дата

Руководитель работы: Профессор Дрозд А.Я. подпись, дата
Оценка: ______________________







Луганск, 2017 г.
Содержание
Введение 2
1. Проблема обращения с отходами в Луганской области 5
1.1 Существующее проекты обращения с твердыми бытовыми отходами в Луганской области 11
Существующее проекты обращения с твердыми бытовыми отходами в зарубежных странах 14
2.Способы утилизации твердых бытовых отходов 16

2.1. Основные особенности переработки вторичного сырья 18
2.1.1Мусоросжигание 20
2.1.2 Захоронение 22
2.2 Масштабы мировой экстракции СГ 36
2.3 Брикетирование 41
3.Выбор участка под полигон и изыскательские работы 44
3.1Требования предъявляемое к участку под полигон 44
Расчет вместимости полигона 47
3.3 Схема полигона 48
3.4 Проектирование участка складирования 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 54









ВВЕДЕНИЕ
мусоросжигание свалочный газ утилизация
Бытовая жизнедеятельность человека образует после себя твердые бытовые отходы. Человек не может существовать не оставляя отходы сферы потребления. Принято считать, что в среднем на одного жителя земли в год накапливается 250 кг. мусора.
ТБО представляют собой изделия и материалы, не пригодные для дальнейшего использования в быту.
Это отходы, накапливающиеся в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т.п.).
К твердым бытовым отходам, учитываемым нормой накопления, относятся отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая отходы от текущего ремонта квартир, отходов продуктов сгорания в устройствах местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий и крупногабаритные предметы домашнего обихода.
Норма накопления ТБО изменяется, отражая состояние снабжения населения товарами, и в тоже время она в значительной мере зависит от местных условий.
Состав и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от времени года и от многих других факторов, таких как благосостояние населения, климат и др..
Огромное влияние оказывает система сбора в городе стеклотары и макулатуры.
Он меняется зависимости от сезона и погодных условий, например, осенью происходит увеличение количества выбросов пищевых отходов, это связанно с большим увеличение фруктов и овощей в рационе питания человека. Бумага и картон составляют наиболее значительную часть ТБО (до 40% в развитых странах).
Вторая по величине категория в ЛНР – это так называемые органи-ческие, в т.ч. пищевые, отходы; металл, стекло и пластик составляют по 7-9% от общего количества отходов.
Примерно по 4% приходится на дерево, текстиль, резину и т.д. Количество муниципальных отходов в России увеличивается, а их состав, особенно в крупных городах приближается к составу ТБО в западных странах с относительно большой долей бумажных отходов и пластика.
По морфологическому признаку ТБО состоит из следующих компонентов:
1.бумага-газеты, журналы, упаковочные материалы
2.Пластмассы
3.Пищевые и растительные отходы
4.Различные металлы(цветные и черные)
5.Стеклобой
6.Текстиль
7.Древесина
8.Кожа, резина
9.Кости
10.Смет
11.Пищевые отходы
В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйства в области управления ТБО сопровождается весьма большими потерями ресурсов, а также увеличением загрязнения окружающей среды. Первым этапом системы управления отходами является организация сбора в местах их образования.
Сбор производится в металлические контейнеры, устанавливаемые на территории домовладения.
Тип и вместимость применяемых контейнеров зависят от количества накапливаемых отходов, типа и этажности застройки, а также от способа погрузки и вывоза ТБО.
Изготовленные из металла контейнеры обладают значительной массой, невысокой коррозионной стойкостью и адгезией к влажным отходам, а также большими затратами на их эксплуатацию.
Срок службы таких контейнеров не превышает 2 лет, что в 2 - 2,5 раза ниже нормы. Фактические потери страны составляют 5-7млн.т листовой стали ежегодно. В мире выпускается достаточно широкий спектр машин для вывоза ТБО, которые отличаются : - назначением (машины для вывоза отходов из жилых и общественных организаций, машины для вывоза крупногабаритных отходов); - вместимостью кузова (мини-мусоровозы вместимостью 7 - 10 куб. м; средние вместимостью 16 - 45 куб. м; большегрузные транспортные мусоровозы вместимостью более 45 куб. м); - механизмами загрузки отходов; - характером процесса уплотнения отходов (непрерывный, циклический); - системой выгрузки отходов из кузова (самосвальный или принудительный с помощью выталкивающей плиты). Сопоставление показателей технического уровня выпускаемых отечественной промышленностью специальных машин для санитарной очистки городов с лучшими зарубежными аналогами показало, что отечественные машины в основном обеспечивают технологический процесс загрузки, транспортирования и выгрузки ТБО, но отстают от лучших зарубежных образцов по следующим показателям : - массе машин и спецоборудования; - номинальной мощности двигателя; - расходу топлива; - эффективности работы гидравлического привода рабочих органов. Отсутствуют отечественные машины для обслуживания городов Севера и Крайнего Севера, которые должны выполняться в специальном исполнении, что увеличивает в 2 - 2,5 раза себестоимость удаления ТБО в этих районах.
Также не выпускаются серийно машины для мойки несменяемых контейнеров, что ухудшает экологическую обстановку в городах. В связи с ростом городского населения все большее значение приобретает проблема вывоза отходов на дальнее расстояние.
Среднее по ЛНР расстояние вывоза ТБО составляет 20 км, в крупных городах с населением более 500 тыс. жителей оно возрастает до 45 км и более.
Цель работы : обосновать строительство мусора перерабатывающего комплекса в п. Родаково


Проблема обращения с отходами в Луганской области
Экологической ситуации в Луганской области, обусловленной накоплением больших объемов промышленных и бытовых отходов.
Выполнен анализ основных проблем обращения с отходами при ликвидации предприятий угольной промышленности.
Рассмотрена технология получения из отвальной массы терриконов попутных полезных ископаемых, в частности, висмута.
Луганская область находится в юго-восточной части территории Украины, площадь ее территории составляет 26,7 тысяч км2. Она является одним из наиболее развитых промышленных регионов.
Основными источниками образования отходов, загрязнения подземных и поверхностных вод, выбросов в атмосферный воздух загрязняющих веществ здесь остаются предприятия металлургической, энергетической, угольной, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. В процессе их деятельности образуется широкая номенклатура отходов.
По данным государственной статистической отчетности в 2010 году на предприятиях области образовалось 4,84 млн. тонн отходов 1 – 4 классов опасности.
На данный момент в области в организованных местах складирования и на территориях предприятий накоплено 110,52 млн. тонн токсичных отходов, в том числе 1 класса опасности – 10,24 тыс. тонн, 2 класса – 4,24 тыс. тонн, 3 класса – 3,43 млн. тонн, 4 класса – 107,081 млн. тонн отходов.
Следует отметить, что для данного региона характерно доминирование угольной промышленности в образовании и накоплении отходов по сравнению с другими отраслями промышленности .
Экономический кризис :в значительной степени повлиял на ситуацию в угольной отрасли – большая часть шахт Донецкого угольного бассейна оказалась нерентабельной и требует своей ликвидации.
Процесс закрытия шахт связан с решением одной из острых проблем области – проблемы размещения, утилизации, захоронения и уничтожения отходов.
Это важно, поскольку отходы угледобывающих и углеперера-батывающих предприятий составляют до 80% от всех накопленных отходов. В основном, это отвалы шахтных пород, шламонакопители и отстойники. Всего насчитывается около 470 отвалов пород общим объемом 468,8 млн. м3, из них 93 горящих объемом 156,0 млн. м3 .
Накопление такого количества отходов и большинство экологических проблем угольных регионов связаны с использованием несовершенных технологий угледобычи и углеобогащения.
Угледобыча сопровождается извлечением на поверхность значительных объемов угля и пустой породы, подземных вод, а также формированием в недрах больших объемов горных выработок. В процессе эксплуатации шахт это обуславливает формирование в границах шахтных полей и на прилегающих территориях специфической разновидности природно-техногенной системы.
При выведении шахт из эксплуатации сохраняется активное влияние на все компоненты окружающей природной среды.


Отсыпка отвалов сопровождается, с одной стороны, динамической нагрузкой на породное основание, что вызывает изменение условий инфильтрационного питания подземных вод, с другой – накоплением тяжелых металлов в литосфере, загрязнением атмосферы, почв, подземных и поверхностных вод.
 По литолого-минералогическому составу породы, которые размещаются на поверхности, преимущественно глинистые с примесями песчаных разновидностей.
Породы содержат уголь со значительным количеством пирита. В течение времени во многих отвалах возникает процесс самовозгорания. При горении в атмосферу поступает большое количество высокотоксичных газоподобных веществ и пыли.
При выгорании и ветровой эрозии таких отвалов значительное количество этих веществ выбрасывается на прилегающую территорию в радиусе 100-500 м от террикона. Тем самым загрязняются комплексом токсичных элементов почвы.
Кроме того, природная среда загрязняется ртутью, бериллием, иттрием, нередко марганцем, кобальтом, титаном. При температуре 600-800 0С они полностью выделяются в атмосферу. При этом горящие отвалы обогащаются фосфором, молибденом, хромом, свинцом, литием, которые могут вымываться кислыми водами и мигрировать вместе с ними в почвы, тем самым загрязняя прилегающие территории.
Основными объектами рекультивации на них являются породные отвалы, ставки-накопители и отстойники, которые после закрытия шахт не могут быть использованы по своему функциональному назначению в производственных целях.
Приоритетным направлением реабилитационных работ выбрано лесотехни-ческое.
При этом предварительно предусматривается:
гашение горящих отвалов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов;
понижение отвалов пустых пород;
планирование откосов отвалов;
нанесение плодородного слоя пород;
озеленение горизонтальных площадок и откосов отвалов.
Проблемное состояние присуще также сельскохозяйственному комплексу в связи с использованием различных химических веществ.
Запрещенных, непригодных и неизвестных пестицидов и агрохимикатов в области накоплено около 425 тонн .
Эти вещества хранятся почти в каждом сельхозпредприятии.
В то же время нынешнее состояние складских помещений для хранения химических веществ представляет серьезную угрозу окружающей среде.
Так, из обследованных экологической инспекцией 238 складов не отвечают экологическим и санитарным нормам 67 помещений.
Особого внимания требуют отходы гальванического производства, поскольку на предприятиях области накоплено около 17,4 тыс. тонн таких отходов всех классов опасности.
Немаловажное значение имеет тот факт, что утилизация этих отходов не производится, и вновь образованные отходы накапливаются на территории предприятий .
Так, за прошедший год их было образовано около 10 т.
На сегодняшний день наиболее весомое количество гальванических отходов накоплено на 23 предприятиях области, при этом на 16 из них – более 1 т
Тяжелую экологическую ситуацию обуславливает отсутствие централи-зованных пунктов сбора, утилизации, обезвреживания и захоронения отходов.
В настоящее время в области эксплуатируется 87 полигонов (свалок твердых бытовых отходов).
Только на 10 из 32 наиболее мощных полигонов твердых бытовых отходов ведется контроль состояния подземных вод в зоне их влияния. Еще для 5 полигонов разработаны проекты и ведутся работы по сооружению наблюдательных скважин. Всего по региону насчитывается 91 место удаления отходов общей площадью 588 га.
Однако, существует 239 мест несанкционированного размещения свалок мусора.
Накопление токсических отходов составляет только часть экологической проблемы в области.
Другой немаловажной проблемой являются радиоактивные отходы, действие которых на окружающую среду велико и не до конца изучено.
Деятельность в сфере использования радиоактивных источников в Луганской области осуществляют 278 предприятий и организаций.
Общее количество закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения составило 2992 единиц, а их общая активность – 53854(1010 Бк.
За 2012 год значительно уменьшилось количество радиоактивных отходов – было передано на захоронение 976 отработанных радионуклидных источников ионизирующего излучения общей активностью
около 2969Ч1010 Бк.
Однако много проблем остаются нерешенными.
Так, радиационно-экологической проблемой в области является образование отходов, которые, согласно НРБУ–97, являются техногенно-усиленными источниками ионизирующего излучения естественного происхождения, а также радиоактивное загрязнение окружающей среды природными радионуклидами вследствие деятельности угольных шахт, не связанной непосредственно с использованием радиоактивных веществ.
При этом предприятия угольной отрасли владеют 40% закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения.
Мощность дозы над поверхностью шламов в отработанных шламовых отстойниках превышает естественный фон излучения и достигает 345 мкР/ч.
На шахтах Стахановского региона образовались десятки тысяч кубометров отходов с техногенно-усиленной естественной радио-активностью.
Такие отходы имеют высокое содержание радионуклидов уранового и ториевого рядов, вследствие чего радиоактивное загрязнение распростра-нилось на объекты окружающей среды.
Табл. 1Таблица сроков разложения мусора

Кроме того, на таких шахтах радиоактивно загрязнено и технологическое оборудовании.


1.1 Существующее проекты обращения с твердыми бытовыми отходами в Луганской области
«Национальная экологическая компания» (НЭК) совместно со своим партнером компанией «Энергостальпроект» (ЛНР) прогнозировала приступает к разработке комплексной программы обращения с твердыми бытовыми отходами в Луганской области (ЛНР) на 2009–2020 гг.
Программа предусматривает существенную модернизацию инфра-структуры утилизации отходов и строительство новых объектов мусоропе-рерабатывающей отрасли, внедрение новых для региона технологий и способов утилизации отходов (применение мусоросортировки, уменьшение объема захораниваемых компонентов, возращение в производство вторичного сырья, строительство новых и увеличение ресурса существующих полигонов для ТБО).
В настоящий момент в Луганской области проживает около 2,4 млн. человек.
Объем вывозимых от населения твердых бытовых отходов составляет около 4 млн. куб. м.
Разработка программы обращения с ТБО – первый этап сотрудничества НЭК с Луганской областью.
«После того как программа будет принята правительством области, мы представим на рассмотрение свой план строительства современных мусоросортировочных комплексов в регионе».
Программа призвана создать условия для обеспечения полного сбора, транспортировки, утилизации, обезвреживания и захоронения твердых

бытовых отходов (ТБО), а также ограничить их вредное воздействие на окружающую среду и здоровье людей.
Экологической ситуации Луганской области важное значение играет состояние полигонов твердых бытовых отходов.
Ежегодно в области образуется около 4 млн. м3 бытовых отходов, из которых только 50-60% собирается и вывозится на полигоны. Остальная часть попадает на несанкционированные свалки. Полный сбор отходов усложняется недостаточным количеством контейнеров и неудовлетворительным состоянием парка мусоровозов.
Об этом «Ирта-FAX» сообщает пресс-служба Госуправления охраны окружающей природной среды в Луганской области.
В городах областного значения и районных центрах смешанные бытовые отходы вывозятся на 32 полигона общей площадью почти 25,
гектаров, а также более, чем 160 поселковых свалок, которые обслуживаются специализированными предприятиями смотреть рис.1


Рис.1 Александровский полегон
В связи с тем, что образование бытовых отходов является неотъемлемой частью жизнедеятельности человека, места размещения отходов потребления присутствуют практически в каждом населенном пункте.
Сегодня большинство полигонов работают в режиме перегрузки, то есть с нарушением проектных показателей относительно объемов накопления отходов и нуждается в значительных средствах на их реконструкцию и техническое переоснащение, которых у местных органов власти всегда недостаточно.
Однако при правильном отношении к делу полигоны твердых бытовых отходов могут сменить свое угрожающее значение на безопасное и, кроме того, открыть новые экономические перспективы как возобновляемые источники газа.
Природный процесс биологического разложения отходов на полигоне приводит к образованию газов с содержанием метана до 50%. Именно наличие метана является причиной самовозгораний на полигонах, которые практически не поддаются гашению и приводят к выбросам в атмосферу значительного количества токсических веществ.
Кроме того, метан является газом, парниковый эффект которого в 21-23 раза более высокий, чем двуоксида углерода.


1.2 Существующее проекты обращения с твердыми бытовыми отходами в зарубежных странах

В начале 2008 года «Национальная экологическая компания» создала в своей структуре Дивизион экологического консалтинга и аналитики и привле-кла к сотрудничеству более 30 ведущих экспертов в сфере экологии в рамках развития консалтингового бизнеса.
Одним их ключевых направлений работы нового подразделения компании является разработка региональных программ управления отходами и территориальных схем уборки территории.
«В рамках разработки стратегий управления отходами мы просчитываем потребности в этой сфере муниципальных образований, анализируем стратегии социально-экономического и промышленного развития .
«Национальная экологическая компания» – динамично растущая российская компания, работающая в сфере управления отходами (waste management).
Это первая в России экологическая компания полного цикла, охватывающая все этапы в сфере управления отходами: от сбора и вывоза отходов до их глубокой переработки, реализации вторичного сырья и захоронения неутильных компонентов.
НЭК работает как с твердыми бытовыми отходами и крупногабаритным мусором (ТБО и КГМ), так и с различного рода специфическими видами отходов: ОБиМО (особо опасные и медицинские отходы), опасные промышленные отходы, строительные и жидкие отходы.
В составе НЭК два профильных предприятия по утилизации ОБиМО, расположенных в Московской и Владимирской областях.
Пакет услуг НЭК включает также экологический консалтинг, в частности разработку территориальных стратегий управления отходами, экологический мониторинг, разработку исходноразрешительной и сопроводительной эколо-гической документации для промышленных предприятий и строительных компаний, мониторинги выбросов и т. п.
В настоящий момент «Национальная экологическая компания» реализует шесть инвестиционных проектов строительства МСК в Тульской, Московской, Саратовской, Тамбовской областях, Ставропольском крае, Республике Хакасия. Объем инвестиций в названные проекты составит порядка 54 млн. долларов США.
Еще в более чем двадцати муниципальных образованиях (ЦФО, ЮФО и ПФО) ведутся переговоры с администрациями о строительстве МСК.
Отрасль управления отходами имеет в России значительный потенциал роста.
По данным на 2007 г., из образующихся в стране 54 млн. тонн отходов лишь менее 9 % перерабатываются; основной же объем вывозится на полигоны для захоронения без сортировки.
На сегодняшний день значительное число российских полигонов работают с загрузкой, превышающей проектную.
В США же из 245 млн. тонн отходов на переработку поступают 79 млн. тонн (32 %), и эта доля с каждым годом увеличивается.
Вывод :
Вопросы, связанные с выявлением и дальнейшим захоронением отходов с техногенно-усиленной радиоактивностью, в проектах на ликвидацию шахт, к сожалению, не рассматриваются.
В заключении анализа существующих проблем в регионе можно сделать следующие предложения:
( ограничить использование природных полезных ископаемых, потребность в которых может быть удовлетворена в результате использования вторичных и возобновляемых ресурсов;
( производить постепенный переход на технологию добычи угля, исключающую поднятие на поверхность пустой породы и использование выработанной породы для заполнения отработанного пространства шахт;
( использовать (вместо щебня) золы и золошлаковые отходы ТЭС в производстве бетона;
( использовать терриконы в качестве полигонов для захоронения брикетированных твердых токсичных отходов и контейнеризированных жидких;
( внедрить технологию иммобилизации непригодных пестицидов путем их контейнеризации до уничтожения или использования, а также дальнейшего захоронения на полигонах промышленных отходов;
( использовать отработанные формовочные смеси литейного производства в качестве сырья для изготовления строительных материалов;
( разработать проекты передвижных установок по переработке отходов с целью осуществления утилизации непосредственно в местах их образования (для малых объемов отходов);
( предусмотреть строительство в области мусороперерабатывающего комплекса.


Способы утилизации твердых бытовых отходов

В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалки (полигоны) : в СНГ на свалки вывозят
97% образующихся ТБО, в США - 73%, в Великобритании - 9О%, в Германии - 70%, в Швейцарии - 25%, в Японии - около 30%. Недостатки складирования ТБО на свалках: большая потребная площадь земли, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков, значительные затраты на транспортировку ТБО, потеря ценных компонентов ТБО, экологическая опасность (загрязнение грунтовых вод и атмосферы, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций и пр.).
В мировой практике нашли промышленное применение четыре метода переработки ТБО: ( термическая обработка (в основном сжигание); ( биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива); ( анаэробная ферментация (с получением биогаза); (
сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для вторичного использования).
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие главным образом от морфологического состава ТБО и региональных условий.
Наиболее рациональным методом переработки ТБО является мусоросжигание.
Его зарождение относится еще к 1870 г.
Основное его преимущество - сокращение объемов отходов более чем в 10 раз, а их массы - в 3 раза. Главный же недостаток прямого сжигания необработанных ТБО связан с серьезной опасностью загрязнения атмосферы вредными выбросами смотреть рис 2.
Компостирование - это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло.
В результате саморазогрева до 60-650С происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух.
Продуктом компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо (сырой компост).
Третий метод промышленной переработки ТБО - получение и утилизация биогаза, образующегося при разложении органических компонентов ТБО - чаще всего используется непосредственно на полигонах захоронения.
С середины 60 годов находит практическое применение 4-й метод переработки ТБО - их механизированная сортировка.
Рис.2 схема бытовых отходов


2.1. Основные особенности переработки вторичного сырья
Одним из основных показателей, определяющих эффективность системы обращения с твердыми отходами, является степень их утилизации. Разработанные процессы первичной сортировки ТБО, а также ручного или механизированного разделения на предприятиях по их переработке позволяют выделить такие ценные компоненты отходов, как черный и цветной металл, пластмасса, стекло, и превратить основную массу ТБО в органическое удобрение, тепловую энергию, строительные материалы.

Таким образом, уже на сегодняшнем уровне технологии утилизации имеется возможность практического использования более 70% ТБО.
Проблема подготовки утильных фракций и превращения их во вторичное сырье не всегда решается просто и эффективно. Отходы черного и цветного металла после отделения от основной массы ТБО прессуются и пакетируются, что обеспечивает их готовность к отправке на соответствующие литейные производства.
Отходы стекла могут быть использованы для переработки в изделия из технического стекла, например, для строительства, где чистота стекла не имеет определяющего значения.
Основные трудности вторичного использования полимерных материалов обусловлены двумя факторами: загрязнением и несоответствием свойств вторичного полимера свойствам исходного сырья (гранул для переработки из расплава). Оценка стоимости переработки вторичной полимерной тары в те же изделия показывает, что этот процесс невыгоден - предматериал требуемой чистоты получается дороже исходного и потому неконкурентоспособен.
Анализ применения вторичной пластмассы ориентирует ее рынок прежде всего на неполимерные области, например на производство древесно-полимерных плит, бетона и т.п.
Для этих целей не требуется столь высокой степени очистки и сортировки вторичных полимеров. Однако и в этом случае процессы их сбора, подготовки и переработки должны осуществляться под строгим контролем. Основные этапы такой работы включают в себя:
- определение технических требований к вторполимеру для конкретного применения;
- разработка материала на основании заданных его характеристик;
- проверка качества изготовленного материала.
Первый этап особенно эффективен при работе с постоянными поставщиками ТБО, в частности с торговыми и промышленными предприятиями.
Отходы розничной торговли представлены в основном упаковочной пленкой различной толщины. Отходы предприятий - некондиционной продукцией и собственно отходами, например, процессов гранулирования или литья.
Особое место среди полимерных отходов занимают бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Объем их производства по стране превышает 200 тыс. т в год. Для производства таких бутылок используют специальный пищевой полиэфир, не содержащий, в частности, альдегидов.
Основное производство ПЭТФ, созданное в СССР, находится в настоящее время в Белоруссии. Небольшое производство этого полимера в Курске не обеспечивает необходимым сырьем выпуск волокна лавсан.
Пищевой ПЭТФ поступает из-за границы.
Поэтому проблема вторичного использования бутылок стоит крайне остро.
Регенерированный ПЭТФ может быть использован для изготовления полиэфирного штапельного волокна-наполнителя утепленных изделий (курток, пальто и т.п.), для ковровых изделий, контейнеров, лотков и поддонов для непищевых продуктов, бамперов, решеток и дверных панелей автомобилей и т.п. В настоящее время основная трудность использования бутылок связана с их отбором и транспортировкой к месту переработки.
Радикальным решением этого вопроса может быть создание заводов по механизированной переработке ТБО с отбором бутылок как одной из утильных фракций.





2.1.1 Мусоросжигание
Мусоросжигание – это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов).
При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно его измельчить.
Для того чтобы уменьшить вредные выбросы, из отходов также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным.
Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации.
Главный недостаток мусоросжигательных заводов - трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов и оксидов азота.
На мусоросжигательных заводах используется одноступенчатая схема очистки газов, что не позволяет реализовать их полную очистку и может вызвать загрязнение воздушного бассейна. В настоящее время разрабатываются технологии более глубокой очистки газов.
На всех мусоросжигательных заводах обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома.
В процессе сгорания ТБО на мусоросжигательном заводе наряду с дымовыми газами образуются еще два вида отходов: шлак и зола.
Важной задачей при эксплуатации мусоросжигательных заводов является утилизация или захоронение токсичных золы и шлака, масса которых составляет до 30% сухой массы ТБО. Проблема утилизации золы и шлака в настоящее время решена и находится в стадии внедрения.
Мусороперерабатывающие заводы работают по технологии аэробного биотермического компостирования, при которой значительная (более 50%) часть ТБО обезвреживается и превращается в компост - ценное органическое удобрение.
При переработке на заводах из ТБО извлекаются лом черных и цветных металлов и другие утильные фракции, для чего предприятия оснащаются комплектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного металла, стекла, пластмассы, а также грохотами, дробилками и др.
Наряду с полезными компонентами (органика, азот, фосфор, калий, кальций и др.) в компосте присутствуют микроэлементы металлов, поэтому при его внесении в почву необходимо учитывать фоновые концентрации этих элементов в почве с тем, чтобы не превысить значения предельно допустимых концентраций (ПДК) в почве и в сельскохозяйственной продукции.
Можно достаточно четко сформулировать преимущества и недостатки мусоросжигания.
Преимущества этого метода:
уменьшение объема отходов в 10 раз;
снижение риска загрязнения почвы и воды отходами;
возможность рекуперации образующегося тепла.
Недостатки мусоросжигания исходных ТБО:
опасность загрязнения атмосферы;
уничтожение ценных компонентов;
высокий выход золы и шлаков (около 30% по массе);
низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков;
сложность стабилизации процесса сжигания.
Мусоросжигание уменьшает объем отходов, попадающих на свалки, и может использоваться для производства электроэнергии.
Хотя сжигание всех отходов без разбора – это технология прошлого, современные мусоросжигательные установки, оборудованные системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в комбинации с другими методами утилизации ТБО могут помочь справиться с потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.


2.1.2 Захоронение
Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов
(ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год. Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода.
Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.
Одним из основных способов удаления ТБО во всем мире остается захоронение в приповерхностной геологической среде. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению, которое вызывает в частности генерацию свалочного газа.
Эмиссии СГ, поступающие в природную среду формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера. По этой причине во многих развитых странах мира осуществляются специальные мероприятия по минимизации эмиссии СГ.
Это фактически привело к возникновению самостоятельной отрасли мировой индустрии, которая включает добычу и утилизацию СГ.
С традиционно применявшимися свалками обычно связано множество проблем – они являются рассадниками грызунов и птиц, загрязняют водоемы, самовозгораются, ветер может сдувать с них мусор и т.д.
В 50-х годах впервые начинают внедряться т. наз. «санитарные полигоны», на которых отходы каждый день пересыпаются почвой.
Свалка или полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20-30 лет назад. Никто не знает, за какое время они полностью разложатся.
Когда ученые приступили к раскопке старых полигонов, они обнаружили удивительную вещь: за 15 лет 80% органического материала, попавшего на полигон (овощи, хот-доги) не разложилось. Иногда удавалось прочитать откопанную на свалке газету 30-летней давности. Современные полигоны оборудованы всеми типами систем, чтобы не допустить контакта отходов с окружающей средой. По иронии, именно вследствие этого, разложение отходов затруднено и они представляют из себя своеобразную «бомбу замедленного действия».
При недостатке кислорода органические отходы на свалке подвергаются анаэробному брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа (т.н. «свалочного газа»). В недрах свалки также формируется весьма токсичная жидкость (“фильтрат”), попадание которой в водоемы или в подземные воды крайне нежелательно.
Требования к современным полигонам включают требования к выбору площадки, конструкции, эксплуатации, мониторингу, выводу из эксплуатации и к предоставлению финансовых гарантий (страховка на случай бедствий и проч.).
При выборе площадки стараются избегать соседства аэропортов, площадки не располагают в поймах водоемов, поблизости от водно-болотных угодий, тектонических разломов и сейсмически небезопасных зон.
Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:
процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;
обеспечение ежедневного покрытия сваливаемых отходов грунтом или специальной пеной для предотвращения разноса отходов;
борьбу с переносчиками болезней обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;
откачку взрывоопасных газов из недр свалки, для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;
на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных – периметр должен быть огорожен и охраняться;
гидротехнические сооружения должны минимизировать попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов не должна попадать в подземные воды – для этого создаются специальные системы гидроизоляции;
эта жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;
регулярный мониторинг воздуха, грунтовых и поверхностных вод в окрестностях полигонах.
Особое внимание уделяется выводу полигона из эксплуатации и последующей рекультивации.
Как правило, исходный проект полигона уже включает план мероприятий по рекультивации, длительному мониторингу закрытого полигона и т.п.
Такой фонд формируется в течение всего времени работы полигона за счет отчислений от получаемого дохода и должен обеспечить необходимые средства независимо от смены собственника полигона, банкротства компании и т.п.
Добыча и утилизация свалочного газа (СГ) - самостоятельная отрасль мировой индустрии
Процессы газообразования
Существенная часть фракций ТБО повсеместно представлена различными органическими материалами. Основными группами среди них являются пищевые остатки и бумага.
Их соотношение меняется в зависимости от уровня развития страны и ее географического положения и культурных особенностей.
Однако в целом доля органических фракций ТБО колеблется по миру не столь значительно, от 56% в развитых странах до 62% - в развивающихся.

Если учесть фракции представленные древесными отходами, то эти величины возрастут соответственно до 61% и 69%.
В условиях захоронений, куда поступает практически 80 % общего потока отходов, быстро формируются анаэробные условия, в которых протекает биоконверсия органического вещества (ОВ) с участием метаногенного сообщества микроорганизмов. В результате этого процесса образуется биогаз или, так называемый, свалочный газ (СГ), макрокомпонентами которого являются метан (СН4) и диоксид углерода (СО2).
Можно утверждать, что в среднем газогенерация заканчивается в свалочном теле в течение 10-50 лет, при этом удельный выход газа составляет 120-200 куб. м на тонну ТБО. Стехиометрия процесса газообразования может быть описана следующим упрощенным уравнением реакции:
n C6H10O5 + n H2O -------> 3n CH4 + 3n CO2 (1)
Существенное варьирование газопродуктивности и скорости процесса определяется условиями среды, сложившимися в конкретном свалочном теле.
К числу параметров контролирующих биоконверсию относятся влажность, температура, рН, состав органических фракций.
Их комплексное влияние отражается в следующем уравнении кинетики реакции газообразования первого порядка (6):

Q=M*q*e-kt, где:

Q - количество биогаза (куб. м), генерированное за время t (годы);
M - масса отходов (т);
q - удельный газовый потенциал (куб. м/т);
k - константа скорости реакции газообразования (1/год)
На практике, для прогноза газообразования применяют различные модификации формулы (2).
Их основное различие сводится к количеству фракций органического вещества (ОВ) ТБО, включаемых в рассмотрение. Как правило, в составе ОВ выделяют быстро-, средне- и медленно разлагаемые материалы. Они существенно различаются по своим физико- химическим свойствам и сроком биологического распада.
Так, например, разложение "быстрых" фракций завершается в течение 2-4 лет, в то время как биоконверсия "медленных" - протекает в течение десятилетий. В зависимости от количества фракций, включаемых в формулу (2), прогнозные модели принимают вид одно-, двух- и трехфазных.
Так, долголетние исследования позволили фирме "Геополис" установить, что обобщенная двухфазная модель, использующая константы скоростей реакций оцененные на основании полевых наблюдений, является адекватным средством прогноза образования СГ для условий России и Италии.
Кривая реализации удельного газового потенциала ТБО, отражающая данную модель позволяет сделать вывод о том, что наиболее интенсивно процесс протекает в первые 5 лет, за которые выделяется около 50% полного запаса СГ.
Состав и свойства свалочного газа
Макрокомпонентами СГ являются метан (СН4) и диоксид углерода (СО2) их соотношение может меняться от 40-70% до 30-60% соответственно. В существенно меньших концентрациях, на уровне первых процентов присутствуют как правило - азот (N2), кислород (О2), водород (Н2). В качестве микропримесей в состав СГ могут входят десятки различных органических соединений.
Состав биогаза обуславливает ряд его специфических свойств. Прежде всего СГ горюч, его средняя калорийность составляет примерно 5500 Ккал на м3. В определенных концентрациях он токсичен. Конкретные показатели токсичности определяются наличием ряда микропримесей, таких, например как сероводород (Н2S).
Обычно СГ обладает резким неприятным запахом.
Также СГ, относится к числу так называемых парниковых газов, что придает ему глобальную значимость и делает его объектом пристального внимания мирового сообщества.
Масштабы газообразования
Глобальная эмиссия СГ является важным параметром для расчета прогнозных моделей изменения климата Земли в целом.
Также на оценках потоков свалочного метана строятся национальные стратегии природоохранной деятельности в некоторых развитых странах.
Так, например, в США вступил в силу закон о необходимости оборудования всех без исключения полигонов страны системами добычи и обезвреживания биогаза, после того как американскими исследователями было показано, что свалки являются основным антропогенным источником метана в США.
Первые глобальные оценки потока свалочного метана начали проводиться в прошлом десятилетии.
Так, в одной из первых наиболее авторитетных работ 1987 года было показано, что глобальная эмиссия свалочного СН4 составляет 30-70 млн. т в год, или 6-18% от его общепланетарного потока.
При этом отмечалось, что данная величина превышает массу метана выделяемого угольными шахтами.
На основании роста объемов образования ТБО в развивающихся странах делался прогноз о том, что в следующем столетии свалки будут основным глобальным источником метана.
В середине девяностых годов оценка глобальной эмиссии свалочного метана проводилась экспертной группой Межправительственной комиссии по изменению климата (IPCC), была получена величина равная 40 млн. т/год.
Практически она подтвердила правильность прежних оценок, и окончательно поставила свалочный метан в реестр основных источников парниковых газов планеты.
Интересно отметить, что существенный вклад в глобальную эмиссию
Основным методом, обеспечивающим решение этой задачи, является технология экстракции и утилизации СГ.
Технологическая схема экстракции и утилизации СГ.
Для экстракции СГ на полигонах обычно используется следующая принципиальная схема:
сеть вертикальных газодренажных скважин соединяют линиями газопроводов, в которых компрессорная установка создает разрежение необходимое для транспортировки СГ до места использования.
Установки по сбору и утилизации монтируются на специально подготовленной площадке за пределами свалочного тела.
Принципиальная технологическая схема системы по сбору СГ приведена на рисунке 3

Рис.3

Каждая скважина осуществляет дренаж конкретного блока ТБО, условно имеющего форму цилиндра.
Устойчивость работы скважины может быть обеспечена, если ее дебит не превышает объема вновь образующегося СГ.
Оценка газопродуктивности существующей толщи ТБО проводится в ходе предварительных полевых газо-геохимических исследований.
Сооружение газодренажной системы может осуществляться как целиком на всей территории полигона ТБО после окончания его эксплуатации, так и на отдельных участках полигона в соответствии с очередностью их загрузки.
При этом надо учитывать, что для добычи СГ пригодны свалочные тела мощностью не менее 10 м.
Желательно также, что бы территория полигона ТБО, на которой намечается строительство системы сбора СГ, была рекультивирована, т.е. перекрыта слоем грунта мощностью не менее 30 - 40 см.
Скважины
Для добычи СГ на полигонах ТБО применяются вертикальные скважины. Обычно они располагаются равномерно по территории свалочного тела с шагом 50 - 100 м между соседними скважинами.
Их диаметр колеблется в интервале 200 - 600 мм, а глубина определяется мощностью свалочного тела и может составлять несколько десятков метров. Для проходки скважин используется как обычное буровое оборудование, так и специализированная техника, позволяющая сооружать скважины большого диаметра.
При этом, выбор того или иного оборудования обычно обусловлен экономическими причинами.
При бурении скважин в толще отходов в российских условиях, наиболее целесообразным по нашему мнению, является использование шнекового бурения.
Оно сравнительно недорого и легко доступно, т.к. широко используется в инженерно-геологических изысканиях.
При использовании этого вида бурения максимально возможный диаметр скважин составляет 0.5 м.
Однако их строительство встречает ряд трудностей, связанных с присутс-твием большого количества инородных включений (металлических и бетонных конструкций, остатков техники, механизмов и пр.) в свалочной толще, затрудняющих бурение и приводящих к частой поломке бурового инструмента.
Наш опыт показывает, что относительно легко могут быть пробурены скважины диаметром 250 - 300 мм, в тоже время они вполне достаточны для добычи СГ.
Инженерное обустройство скважины включает несколько этапов.
На первом - в скважину опускается перфорированная стальная или пластиковая труба, заглушенная снизу и снабженная фланцевым соединением в приустьевой части. Затем в межтрубное пространство засыпается пористый материал (например, гравий) с послойным уплотнением до глубины 3 - 4 м от устья скважины.
На последнем этапе сооружается глиняный замок мощностью 3 - 4 м для предотвращения попадания в скважину атмосферного воздуха.
После завершения строительства скважины приступают к установке оголовка скважины, представляющего собой металлический цилиндр, снабженный газозапорной арматурой для регулировки дебита скважины и контроля состава СГ, а также патрубком для присоединения скважины к газопроводу.
На заключительной стадии на оголовок скважины устанавливается металлический или пластмассовый короб для предотвращения несакцио-нированного доступа к скважине.
Газопроводы для транспортировки СГ
Температура СГ в толще отходов может достигать 40 -50 гр.С, а содержание влаги - 5-7% об.. После экстракции СГ из свалочного тела и его поступления в транспортные газопроводы, происходит резкое снижение температуры, что приводит к образованию конденсата, который может выделяться в значительных количествах.
Ориентировочно при добыче СГ в объеме 100 м3/час, в сутки образуется около 1 м3 конденсата.
Поэтому отвод конденсата с помощью специальных устройств является задачей первостепенной важности, т.к. его наличие в газопроводе может затруднить или сделать невозможной экстракцию СГ.
На первом этапе проектирования газопроводов проводится их гидра-влический расчет с целью выбора оптимального диаметра труб на различных участках.
При выборе материалов для газопроводов обычно рассматривают два варианта: использование пластиковых или стальных труб.
Их сравнительный анализ проводится по следующим критериям:
механическая прочность;
коррозионная стойкость;
возможность использования в просадочных грунтах.
Основное преимущество стальных труб обусловлено механической прочностью и их повсеместным использованием при строительстве газопроводов. Пластиковые трубы характеризуются высокой коррозионной стойкостью и пластичностью. Учитывая высокую просадочную способность ТБО и высокую коррозионную активность СГ, для прокладки газопровода рекомендуется использовать пластиковые трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД). Полиэтиленовые газопроводы обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими: они гораздо легче, обладают достаточной прочностью, эластичностью и коррозийной стойкостью, хорошо свариваются.
Газопроводы не требуют электрохимической защиты.
Производительность труда при строительстве полиэтиленовых газопроводов в 2,5 раза выше.

При приемке в эксплуатацию полиэтиленовых газопроводов требуется исполнительная документация согласно СНиП 2.04.08-87 и СНиП 3.05.02-88.
При отсутствии полиэтиленовых могут быть применены стальные трубы.
В связи с повышенной агрессивностью среды свалочной толщи, при их использовании газопровод должен быть изолирован защитными покрытиями усиленного типа в соответствии с действующими техническими нормативами: битумно-полимерными, битумно-минеральными, полимерными (по ГОСТ 15836-79)
Газопровод прокладывается в траншеях, пройденных на глубине предотвращающей промерзание труб в зимнее время.
При прокладке линий газопровода с целью предотвращения скопления конденсата необходимо соблюдать определенные уклоны, а также устанавливать конденсатоотводчики, обеспечивающие удаление влаги из системы.
Конденсатоотводчик представляет собой стальной сварной резервуар для стока конденсата с системой гидрозатвора,
обеспечивающие минимальные трудозатраты по поддержанию их в рабочем состоянии.
Для регулирования работы газопровода используется запорная арматура из материалов коррозионностойких к биогазу - краны, задвижки и заслонки. Запорная арматура должна обеспечить надежность, оперативность и безопасность при управлении работой газопровода с минимальными гидравлическими потерями.
По системе трубопроводов СГ поступает на пункт сбора СГ.
Пункт сбора СГ
Газосборный пункт предназначен для принудительного извлечения СГ из свалочной толщи. Для этого с помощью специального электровентилятора в системе газопроводов создается небольшое разряжение (около 100 мбар).
Утилизация СГ
В мировой практике известны следующие способы утилизации СГ:
факельное сжигание, обеспечивающее устранение неприятных запахов и снижение пожароопасности на территории полигона ТБО, при этом энергетический потенциал СГ не используется в хозяйственных целях;
прямое сжигание СГ для производства тепловой энергии;
использование СГ в качестве топлива для газовых двигателей с целью получения электроэнергии и тепла;
использование СГ в качестве топлива для газовых турбин с целью получения электрической и тепловой энергии;
доведение содержания метана в СГ (обогащение) до 94 -95% с после-дующим его использованием в газовых сетях общего назначения.
Целесообразность применения того или иного способа утилизации СГ зависит от конкретных условий хозяйственной деятельности на полигоне ТБО и определяется наличием платежеспособного потребителя энергоносителей, полученных на основе использования СГ.
Мало того, нормативно определена стоимость такого вида энергии, которая как правило в 2 - 2.5 раза выше стоимости энергии произведенной на основе традиционных энергоносителей (природный газ, нефтепродукты и пр.)
В ЛНР подобная нормативно-правовая база отсутствует.
Следствием этого являются большие трудности, связанные со сбытом энергии полученной из СГ.
Такое положение сдерживает широкое распространение технологии в ЛНР.
В сложившихся условиях использование СГ для удовлетворения нужд полигона ТБО или локального потребителя является наиболее реалистичным.




2.2 Масштабы мировой экстракции СГ
В заметных объемах биогаз добывается и утилизируется в ряде развитых западных стран. К их числу относятся США, Германия, Великобритания, Нидерланды, Франция, Италия, Дания.
Объемы годовой газодобычи представлены в таблице 5, из которой следует, что глобальная утилизация СГ составляет примерно 1,2 млрд. куб. м в год, что эквивалентно 429 тыс. тонн метана или 1% его глобальной эмиссии.
Таким образом, объем извлекаемого газа ничтожен по сравнению с объемом его образования.
Это открывает широкие возможности для развития биогаза как отрасли в целом.
Таблица 2 - ОБЪЕМЫ ГОДОВОЙ ГАЗОДОБЫЧИ
Страна
Объем добычи СГ, млн. куб. м/ год

США
500

Германия
400

Великобритания
200

Нидерланды
50

Франция
40

Италия
35

Дания
5

Итого:
1230


Использование метана из захоронений ТБО для производства электрической энергии
В жилищно-коммунальном хозяйстве ежегодно образуется 350-400 кг твердых бытовых отходов на человека. Твердые бытовые отходы вывозятся на полигоны, где осуществляется их захоронение. При населении России 142 млн. человек ежегодно образуется 60 млн.т. бытовых отходов. Более 10 млн.т. составляют отходы жизнедеятельности человека – осадки сточных вод. По энергетическому потенциалу указанные бытовые отходы эквивалентны 20млн.т. /год мазута. Поэтому использование бытовых отходов с целью выработки тепловой и электрической энергии является актуальной задачей.
В последние годы производство электрической энергии из бытовых отходов осуществляется на мусороперерабатывающих заводах. Вместе с тем значительное количество электрической энергии возможно получить из раннее захороненных бытовых отходов.
Газогенерация захороненных отходов может продолжаться более 100лет.
Время, в течение которого выделение газа уменьшается в два раза, достигает 25 лет.
При этом, выделяющийся из захоронения биогаз, представляет собой реальную опасность в связи с риском возгорания или взрыва, а также вреден для здоровья людей. Выделение метана связано с возрастанием теплового эффекта, что подпадает под действие Киотского соглашения.
Поэтому дегазация старых захоронений бытовых отходов является необходимым условием в деле нормального функционирования жилищно-коммунального хозяйства, как с точки зрения экологии, так и с точки энергосбережения.
За рубежом широко применяется извлечение биогаза из захоронений бытового мусора с целью выработки электрической энергии.
Сеть вертикальных газодренажных скважин соединяют линиями газопроводов, в которых вакуумно-компрессорная установка создает разрежение для всасывания биогаза из захоронений и давление, необходимое для транспортировки газа до газопоршневого агрегата.
Сжигание биогаза производится в газопоршневом двигателе, который через полумуфту связан с электрическим генератором, вырабатывающим электрическую энергию.
Например, В США из захоронений отходов площадью 14га, где находилось вперемежку 1,0 млн.т. бытового мусора и 0,5 млн.т. промышленных отходов, добывалось 60 млн.м3 биогаза в год или 6868 м3 /час.
При этом вырабатывалось 13,1 МВт-час электрической энергии.
Длительность функционирования энерготехнологического комплекса по извлечению биогаза из захоронений отходов с производством электроэнергии составила 8 лет, с 1978г по 1985г. В 1985г. в США работало более 30 установок, использовавших биогаз, извлекаемый на полигонах твердых бытовых отходов.
В Германии компания «G.A.S. Energietechnologie» осуществляет операционный контроль при производстве 400МВт электроэнергии за счет использования мусорного газа, биогаза и шахтного метана. В частной коммерческой эксплуатации имеется ряд установок малой мощности, вырабатывающих электроэнергию путем сжигания биогаза из хранилищ отходов.
В Великобритании работают установки по обжигу цемента и кирпича, использующие биогаз из хранилищ мусора. К настоящему времени накоплен значительный практический опыт по использованию биогаза из хранилищ мусора и отходов.
В Московской области функционирует ряд полигонов для захоронения твердых бытовых отходов, среди них «Тимохово», (64га), «Саларьево», (50 га), «Щербинка», (50га), «Икша», (40га), «Хметьево», (25га).
На всех полигонах твердых бытовых отходов возможно строительство установок по извлечению биогаза с целью выработки электроэнергии. Всего с площади захоронений бытовых отходов в количестве 300га можно извлекать 1,3 млрд. м3 биогаза в год.
Указанное количество биогаза позволит вырабатывать 2,5млн.МВт-час электроэнергии в год.
При цене продажи электроэнергии в государственную электрическую сеть в размере 1,0 руб. за 1 кВт-час выручка составит 2,5 млрд. руб. в год.
Сбор биогаза осуществляется из вертикальных скважин. С помощью передвижного бурового агрегата бурят сеть буровых скважин на глубину захоронений твердого бытового мусора.
В пробуренный ствол скважины помещают перфорированную трубу диаметром 250мм.
Затрубное пространство хранилища заполняют гранулированным материалом, например керамзитом. Верхняя часть затрубного пространства тампонируется цементным раствором для предотвращения поступления в скважину воздуха и из скважины в атмосферу биогаза.
Отвод биогаза от скважин осуществляется по дегазационным трубопроводам к коллектору. Разряжение в газопроводах создается за счет установки вакуум-компрессора, после которого биогаз направляют в фильтр для сушки и далее в газосборник.
От газосборника очищенный биогаз поступает в газовый двигатель соединенный с генератором электрического тока. В целях безопасности для сжигания излишков газа к газосборнику присоединена дымовая труба с газовым факелом.
Газопоршневой агрегат устанавливается в контейнерном исполнении мощностью 1000КВт.
При пуске газопоршневой агрегат потребляет энергию из электрической сети. После завершения пускового периода газопоршневой агрегат отдает в электрическую сеть электроэнергию при напряжении 10,5 кВ.
Биогаз полигонов твердых бытовых отходов образуется в результате анаэробного разложения органических отходов и состоит из метана - 40-50%, углекислого газа – 35-45%,, а также азота – 5-15%.
Твердые бытовые отходы содержат примерно от 150 до 250 кг соединений углерода в одной тонне.
Эти субстанции биологически разлагаемы и преобразуются в биогаз с помощью активных микроорганизмов. Примерно в течение одного – двух лет после захоронения отходов начинается стабильное, анаэробное, метановое брожение. Тепловая ценность биогаза, выделяемого полигонами бытовых отходов составляет около 5,0 КВт на 1м3 биогаза, что составляет половину тепловой ценности природного газа.
При разложении одна тонна отходов выделяет приблизительно 150-200 м3 пригодного для использования газа в течение 15-25 лет
На полигоне «Торбеево» при площади основания 12,0га и высоте 49,0 м, с объемом захоронений 2,0 млн.м3 может быть получено 200,0 млн.м3 биогаза.
При сжигании данного количества биогаза может быть получено 300 млн.КВт-час электроэнергии на сумму 300 млн.руб. в год. 
 Для захоронения бытового мусора подготавливают карту, путем обваловки ее глиной.
Укладывают отходы слоями толщиной не более 2 м. Затем уплотняют слой отходов с помощью тяжелого трактора «Катерпиллар».
Плотность слоя должна быть доведена до 0,7– 0,8 т/м3. После уплотнения слой твердых бытовых отходов засыпают глиной, чем достигается гидроизоляция слоев. Заполнение открытого хранилища осуществляют в виде отдельных карт. В процессе заполнения отходами определенной карты в летнее время собираются тучи птиц, которые могут быть источниками инфекций
Для снижения опасности переноса инфекций грызунами и птицами рекомендуется ежедневно засыпать уложенный слой отходов землей или глиной. Однако, не всегда удается осуществить это мероприятие по технологическим причинам.
Для решения вопроса об использовании биоресурсов из захоронений бытовых отходов в Луганской области необходимо провести геологическую оценку запасов биогаза. С этой целью целесообразно осуществить инвестиции и создать совместное предприятие по разведке и добыче биогаза из полигонов твердых бытовых отходов в Луганской области. Извлечение биогаза из захоронений твердых бытовых отходов позволит решить не только экономическую задачу, но и в значительной степени решит экологическую задачу по природоохранной деятельности в области.
После извлечения биогаза земельный участок может быть использован для посадки деревьев и создания парка.
При этом зона отчуждения может быть уменьшена с 1000м до 500м и использована для застройки жилыми домами.
В связи с массовым переходом утилизации твердых бытовых отходов на сжигание в мусоросжигательных печах количество захоронений, подлежащих рекультивации, существенно увеличивается.
Имеются многочисленные заказы на рекультивацию открытых захоронений бытового мусора с учетом извлечения биогаза для выработки электрической энергии.



2.3 Брикетирование
Брикетирование ТБО - сравнительно новый метод в решении проблемы их удаления.
Брикеты, широко применяющиеся уже в течение многих лет в промышленности и сельском хозяйстве, представляют собой одну из простейших и наиболее экономичных форм упаковки.
Уплотнение, присущее этому процессу, способствует уменьшению занимаемого объема, и как следствие, приводит к экономии при хранении и транспортировке.
Преимущественно в промышленности и сельском хозяйстве брикетирование используют для прессования и упаковки гомогенных материалов, например: хлопка, сена, бумажного сырья и тряпья. При работе с такими материалами технология довольно стандартна и проста, так как эти материалы однородны по составу, размеру и форме.
При работе с ними осложнения возникают редко.
Потенциально возможная сжигаемость их известна с достаточной точно-стью.
Существенным плюсом метода брикетирования является способ
уменьшения количества мусора, подлежащего брикетированию, путем предварительной (до 50%) отсортировки твердых бытовых отходов.
Отсортировываются полезные фракции, вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, стеклобой, металл черный и цветной).
Тем самым в народное хозяйство поступают дополнительные ресурсы.
Основные затруднения возникают в процессе брикетирования коммунальных отходов из-за того, что эти отходы не гомогенны, и их состав нельзя предугадать. Усредненные характеристики и свойства этих отходов могут быть неодинаковы не только в различных районах страны, но и в различных частях одного и того же города.
Состав отходов меняется также в зависимости от сезона года.
Дополнительные осложнения в работу механизмов по прессованию ТБО вносят: высокая абразивность составляющих компонентов (песок, камень, стекло), а также высокая агрессивность среды, благодаря наличию органики, кислот, растворителей, лаков и т.д
Выбор участка под полигон и изыскательские работы
3.1 Требования предъявляемое к участку под полигон
Полигоны размещаются за пределами городов и других населенных пунктов. Размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки до границ полигона 500 м (СНиП 2.07.01-89, табл.12). Кроме того, размер санитарно-защитной зоны уточняется при расчете газообразных выбросов в атмосферу.
Границы зоны устанавливаются по изолинии 1 ПДК, если она выходит из пределов нормативной зоны. Уменьшение зоны менее 500 м не допускается.
Перед проектированием заказчик с заинтересованными организациями (архитектурно-планировочным управлением, отделом по делам строительства и архитектуры, органами экологии и санэпиднадзора и гидрогеологической службой) определяет район, в котором осуществляется подбор участка для размещения полигона.
По гидрогеологическим условиям лучшими являются участки с глинами или тяжелыми суглинками и грунтовыми водами, расположенными на глубине более 2 м.
Исключается использование под полигон болот глубиной более 1 м и участков с выходами грунтовых вод в виде ключей, затопляемых паводковыми водами территорий, районов геологических разломов, а также земельных участков, расположенных ближе 15 км от аэропорта.
Под полигоны отводятся отработанные карьеры, свободные от ценных пород деревьев, участки в лесных массивах, овраги и другие территории.
При отводе участка выдается задание на дальнейшее использование его после закрытия полигона (создание лесопаркового комплекса, устройство открытых складов, строительных материалов и тары не пищевого применения и т.п.).
Возможность капитального строительства на участках складирования твердых бытовых отходов (ТБО) определяется в каждом конкретном случае дополнительными исследованиями.
Площадь участка, отводимого под полигон, выбирается, как правило, из условия срока его эксплуатации не менее 15-20 лет. В табл.3 приведена ориентировочная площадь участка складирования полигона на расчетный срок эксплуатации 15 лет.
Наиболее экономичны земельные участки, близкие по форме к квадрату и допускающие максимальную высоту складирования ТБО (с учетом заложения внешних откосов 1:4). В отдельных случаях при благоприятных горно-геологических условиях, заложение откосов может быть увеличено при условии разработки специального проекта и прохождения технической экспертизы в организации - разработчике инструкции. Схематический разрез полигона представлен на рис.4.


Рис.4. Схематический разрез полигона ТБО
1 - наружная (окончательная) изоляция; 2 - промежуточная изоляция; 3 - ТБО;
4 - водоупорное основание; Н - высота; н - показатель снижения высоты; Ш - ширина;
УГВ - уровень грунтовых вод

На выбранном под полигон участке выполняется топографическая съемка, геологические, гидрогеологические изыскания и санитарные исследования. Для проектирования полигона необходимо иметь план всего участка в масштабе 1:1000 с горизонталями через 1 м.
План участка хозяйственной зоны, инженерных сооружений и внешних коммуникаций составляется в масштабе 1:500 с горизонталями через 0,5 м (проект внешних сетей большой протяженности может выполняться в масштабе 1:1000).

Таблица 3

Средняя численность обслуживаемого

Высота складирования ТБО, м

населения тыс. чел.
12
20
25
35
45
60

50
6,5
4,5*-5,5
-
-
-
-

100
12,5
8,5
6,5*
-7,5
-
-
-

250
31,0
21,0
16,0
11,5*
-13,5
-
-

500
61,0
41,0
31,0
23,0
16,5*-20
-

750
91,0
61,0
46,0
34,0
26,0
-

1000
121,0
81,0
61,0
45,0
35,0
27*-31,0

_____________
* указана площадь участков в га, по форме близких к квадрату.


Геологические исследования определяют порядок напластования, мощность и состав пород, слагающих основание полигона, коэффициенты фильтрации грунтов всех разностей. Минимальная глубина разведки 10 м. При разнородных грунтах необходимо исследования проводить до водоупорного слоя и углубляться в него на 1-1,5 м.

Гидрогеологические исследования определяют уровень грунтовых вод (УГВ) и направление их потока.
Для расчета водоотводных канав, защищающих полигон от потока поверхностных вод (дождевых и талых), собираются сведения об интенсивности и испаряемости атмосферных осадков и площади их водосбора.
В результате геологических и гидрогеологических изысканий должны быть составлены: план расположения шурфов (скважин), геологические (литологические) профили, заключение гидрогеолога о пригодности намеченного участка под полигон ТБО и рекомендации по инженерной защите окружающей природной среды.
Для полигонов с нагрузкой на основание 10 т. м.-2 или 100 тыс. т. га-1 проводятся комплексные геологические исследования, включающие более полное изучение гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геофизических и других условий отведений земельного участка с составлением прогноза возможного отрицательного воздействия объекта на природные экосистемы в перспективе (30-50 лет).
С учетом этих материалов заключение о пригодности выбранного участка под устройство полигона ТБО выдают органы охраны природы и санитарно-эпидемиологического надзора города (района, области, края).


3.2 Расчет вместимости полигона
Предложение под полигон участок в п. Родаково.
Проектируемая вместимость полигона рассчитывается для обоснования требуемой площади участка складирования ТБО. Расчет ведется с учетом удельной обобщенной годовой нормы накопления ТБО на одного жителя (включающей ТБО из учреждений и организаций), количества обслуживаемого полигоном населения, расчетного срока эксплуатации полигона, степени уплотнения ТБО на полигоне.
8,5 тыс. жителей Ч 250кг в год=2125кг в год
С учетом производительности применяемых на полигонах машин и механизмов устанавливается следующая классификация сооружений по годовому объему принимаемых ТБО в тыс. м3/год: 20.
Требуемая для отвода площадь участка складирования ТБО определяется делением проектируемой вместимости полигона в м3 на среднюю высоту складирования отходов в метрах с учетом их уплотнения.
20 в тыс. м3/год ч10=2 тыс. м3

Схема полигона

Мною было предложено пере нацелить для нужд полигона бывший шахтный отстойник.
Основными элементами полигона (рис.5) являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации. Подъездная дорога существует.

Рис.5 Схема размещения основных сооружений полигона
а - при соотношении длины и ширины полигона менее 1:2;
б - то же, при соотношении более 1:3;
1 - подъездная дорога; 2 - хозяйственная зона; 3 - нагорная канава; 4 - забор; 5 - зеленая зона;
6 - грунт для изолирующих слоев; 7 - площадки складирования отходов I, II и III очереди эксплуатации

Подъездная дорога существующая соединяет существующую транспортную магистраль с участком складирования ТБО.
Подъездная дорога рассчитана на двустороннее движение. Категория и основные параметры подъездной автодороги определяются в соответствии с расчетной интенсивностью движения, автомобиль/сутки.
Основное сооружение полигона - участок складирования ТБО. Он занимает основную (до 95%) площадь полигона, в зависимости от объема принимаемых ТБО. Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, в составе первой очереди выделяется пусковой комплекс на первые 1-2 года. В первую, вторую и если позволяет площадь участка, в третью очередь складирования отходов ведется на высоту в 2-3 яруса (высота яруса принимается равной 2,0-2,5 м).
Последующая очередь эксплуатации заключается в увеличении насыпи ТБО до проектируемой отметки. Разбивка участка складирования на очереди выполняется с учетом рельефа местности (см. пп.1.14-1.19), ровный.
Участки складирования защищены от стоков поверхностных вод с вышера-сположенных земельных массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка имеются водоотводная канава.
По периметру на полосе шириной 5.....8 м расположена посадка деревьев, прокладываются инженерные коммуникации (водопровод, канализация), устанавливаются мачты электроосвещения; грунта изолирован.
Хозяйственная зона проектируется на пересечении подъездной дороги с границей полигона, что обеспечивает возможность эксплуатации зоны на
любой стадии заполнения полигона ТБО. В хозяйственной зоне размещаются бытовые и производственные сооружения. Участок вытянутой формы зона размещается посередине длинной стороны. Хозяйственная зона занимает, в зависимости от количества принимаемых полигоном ТБО и специальных требований заказчика, площадь - 5-15% от всей площади., займет 8000м2

3.4 Проектирование участка складирования

На участке складирования проектируется имеется котлована с промежуточной и окончательной изоляции.
Средняя глубина котлована15м, отрываемого с учетом уровня грунтовых вод. Уровень грунтовых вод на 100 м ниже днища котлована.
Днище котлована горизонтальное, обеспечивает равномерное распре-деление фильтрата по всей площади основания полигона. Учитывая рельеф местности и очередность складирования твердых бытовых отходов, участок разбивается на ряд котлованов. На участках с уклоном более 0,5% проектируется каскад котлованов (рис.6).

Рис. 6 Высотное размещение котлована в основании полигона
1 - кавальер грунта для изолирующих слоев; 2 - уровень поверхности участка до разработки котлованов; 3 - горизонтальное основание; 4 - промежуточный вал

По верху промежуточных валов имеется временная дорога для проезда мусоровозов. Основание котлована иметь слой связанного грунта, к таким относятся глины в естественном состоянии с коэффициентом фильтрации воды не более 10-5 см/с (0,0086 м/сут.) и толщиной не менее 0,5 м.
Пре строительстве сразу укладываются разводящие сети , для дальнейшего использования СГ.
Биогаз будет использоваться в котельной Рпч№7.
Вывод: предложенный проект использования шахтного отстойника под участок складирования ТБО, в полном объёме целесообразен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проблема твердых бытовых отходов (ТБО) является остро актуальной, поскольку ее решение связано с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки городов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения.
Сконцентрированные в отвалах, на свалках отходы – опасные источники загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений. Сложившаяся ситуация представляет реальную угрозу здоровью людей – современным и будущим поколениям страны.
Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды заставляет более рационально использовать традиционные энергоресурсы, а также искать другие, желательно возобновляемые и недорогие источники энергии, к которым в последнее время все чаще относят твердые бытовые отходы (ТБО). Бытовые отходы, образующиеся в значительных количествах, как правило, не находящие применения и загрязняющие окружающую среду, являются возобновляемыми вторичными энергетическими ресурсами. В настоящее время интенсивно развиваются два основных направления энергетической утилизации твердых бытовых отходов - сжигание и захоронение с получением биогаза. Сжигание отходов требует дорогостоящих систем очистки, поэтому более широко распространено во всем мире полигонное захоронение твердых бытовых отходов. И еще одна отрицательная черта мусоросжигания – это экологические воздействия, в основном связанные с загрязнением воздуха, в первую очередь – мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота, фуранами и диоксинами. Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.
Поэтому наиболее лучший способ утилизации ТБО, все же, является захоронение. Основное достоинство технологии захоронения - простота, сравнительно малые капитальные и эксплуатационные затраты, и относительная безопасность. При разложении бытовых отходов выделяется биогаз, содержащий до 60 % метана, что позволяет его использовать в качестве местного топлива. В среднем при разложении одной тонны твердых бытовых отходов может образовываться 100-200 м3 биогаза. В зависимости от содержания метана низшая теплота сгорания свалочного биогаза составляет 18-24 МДж/м3 (примерно половину теплотворной способности природного газа). При рассмотрении перспектив получения биогаза из бытовых отходов необходимо учитывать высокую эффективность получения биогаза из отходов животноводства. Несколько примеров. Биогазовый модуль "БИОЭН-1", выпускаемый в Москве, вырабатывает до 40 кубометров газа в сутки, до 230 кВт.ч/сутки тепловой энергии, до 80 кВтч/сутки электроэнергии. Модуль может собираться в батареи из 2-х 3-х и 4-х комплектов для обработки отходов: а) от 50, 70, 100 голов крупного рогатого скота; б) от 500, 750, 1000 голов свиней; в) от 5000, 7500 и 10000 голов птицы.
Модуль работает в Московской области, Украине, Казахстане.
В Кыргызстане есть пример работы биогазовой установки на отходах 400 голов крупного рогатого скота. Получаемый газ используется для бытовых нужд в деревне из 70 домов. Побочным продуктом является жидкое удобрение.
В настоящее время этот ресурс на практике никем не рассматривается из-за падения объемов животноводства в ЛНР.
Другой перспективный ресурс для получения биогаза - зеленая масса - может быть с успехом использоваться ЛНР.
Использование ТБО в качестве возобновляемых источников энергии, на мой взгляд, является очень перспективным способом получения тепловой и электрической энергии. Хотя для энергетики развитых страны использование биогаза (ТБО) не имеет решающего значения, но пренебрегать этим источником не следует как по экологическим, так и по экономическим соображениям.


















Вывод
В настоящее время в ЛНР понятие "санитарная очистка" преду-сматривает лишь выполнение гигиенических требований, предъявляемых к устройству и эксплуатации установок и сооружений, предназначенных для сбора, временного хранения, транспортировки, обезвреживания и утилизации твердых и жидких бытовых и промышленных отходов.
Необходима более широкая трактовка этого понятия применительно к территории, при которой оно должно включать и реализацию специальных программ по соответствующей работе с населением, руководителями жилищно-эксплуатационных организаций и специалистами, занимающимися вопросами сбора отходов, руководителями и специалистами предприятий по транспортировке отходов, руководителями и специалистами мусоро-перерабатывающих предприятий, руководителями и специалистами фирм, занимающихся сбором вторичного сырья, представителями органов власти, потенциальными инвесторами.
Для каждой группы участников процесса санитарной очистки должны быть разработаны мероприятия, выполнение которых позволит повысить эффективность функционирования системы и улучшить экономические, экологические и социальные характеристики территории. При этом одной из важнейших задач санитарной очистки территории является выделение из общей массы отходов фракций, подлежащих повторному использованию или переработке.
Неиспользуемые отходы - это "миллиарды тонн выведенных из хозяйственного оборота безвозвратно теряемых материальных ресурсов, многими видами которых страна практически уже не располагает".



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Кошель В. Екологічні проблеми гірничодобувних регіонів Луганщини та їх ускладнення при закритті вугільних шахт // Рідна природа. – 2001. - № 6. – С. 5-8.
2.Плющев В. Проблеми відходів вугільної промисловості при закритті шахт // Рідна природа. – 2001. - № 6. – С. 36-37.
3.Семенов В.Ф., Сiвяченко Т.Ю. Курс агробiзнесу. – Київ: //Знання, 2000. – 98 с.
4.Савченко В.В. Использование отвальной породы терриконников в качестве сырья для получения висмута // Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції 24-27 жовтня 2001 року. – Дніпропетровськ, 2001. – С. 242-245.
5.Лифшиц А.Б., Гурвич В.И. Утилизация свалочного биогаза - мировая практика, российские перспективы // Чистый город.- 1999. № 2.- С.8-17.
6.Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в РФ, МДС 13-8.2000 (утверждена Постановлением коллегии Госстроя России от 22.12.99 г. № 17).
7.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов, утв./ Минстроем России 02.11.96, согласована с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 №01-8/1711
8.Нефедьев Н.Б. Организационно методические вопросы оценки количеств парниковых газов на российских полигонах ТБО.
Материалы международного семинара «Коммерческое использование свалочного газа.28-29 мая 2007, Москва, Waste Tech, 2007, 40-44 c.
9.Журнал «Рецелдинг отходов», №3(13), февраль 2008.
10.Журнал "Итоги" №18 за 1999 г. "СУДЬБЫ ВЫВОЗА МУСОРА У "НИХ" И У НАС".
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
www.preimushestvo.ru








13PAGE \* MERGEFORMAT14215




13PAGE 15


[Введите текст]