Для научно обоснованного выбора той или иной технологии необходимо учитывать не только экономические, но и экологические факторы, поскольку конечные продукты переработки и отходы производства не должны наносить вред окружающей среде (при этом ценные компоненты ТБО должны быть максимально использованы).
Наибольшее экологическое влияние на окружающую среду из рассматриваемых технологий оказывают технологии прямой ферментации и
прямого сжигания исходных ТБО.
Выбросы тяжелых металлов как основных токсичных ингредиентов можно уменьшить за счет предварительной сортировки ТБО с извлечением полимерных отходов, черных и цветных металлов. По данным зарубежных исследований, предварительная сортировка ТБО на порядок снижает содержание тяжелых металлов в отходящих газах и является важнейшим первичным мероприятием по уменьшению токсичных выбросов.
Недостатки каждого метода переработки ТБО нивелируются, если промышленную технологию строить по принципу комбинации отдельных методов переработки ТБО.
При использовании технологии комплексной переработки в термообра-ботку поступают не исходные ТБО, а их обогащенная фракция, из которой в основном удалены металлы, полимеры, макулатура, причем масса обогащенной фракции в два раза меньше, чем исходных ТБО. Отсюда резко снижается экологическое влияние дымовых газов: их объем значительно уменьшается.
Зола, образующаяся в процессе комплексной переработки ТБО при очистке дымовых газов, является токсичной, но в настоящее время разрабатываются методы ее обезвреживания не только с целью захоронения, но и последующей утилизации (например, путем переработки золы в инертный стекловидный остаток, который может использоваться в дорожном строительстве, в качестве добавок к бетону, для струйной очистки изделий и т.п.); кроме того, уже разработаны термические технологии, в которых отсутствует пылевынос (российская технология газификации).
|
|
Таким образом, по «экологичности» отходов промышленные технологии можно расположить в два параллельных ряда (качественная оценка): технологии с использованием термических методов и без использования термических методов.
Технологии, использующие термические методы, в порядке возрастания отрицательного экологического влияния располагаются в ряд:
· комплексная переработка;
· сортировка + сжигание;
· сжигание.
Соответственно технологии, не использующие термические методы, располагаются в ряд:
· ферментация;
· сортировка + ферментация.
Технологии прямой ферментации исходных ТБО и «сортировка + ферментация» равноценны по экологическому влиянию отходов лишь при условии реализации легкой фракции и текстильных компонентов как товарной продукции, что весьма затруднено. Применение технологии «сортировка + ферментация» необходимо для существенного улучшения качества конечного продукта (например, для использования в качестве удобрения).
С точки зрения «экологичности» готовой продукции все технологии, за исключением технологии прямой ферментации исходных ТБО, практически равноценны.
Как отмечено, по технологии прямой ферментации исходных ТБО получается продукт весьма низкого качества, вследствие чего она является наименее перспективной.
|
|
Поскольку по «экологичности» готовой продукции остальные технологии условно можно считать равноценными, все технологии можно расположить в следующий ряд:
1-4) комплексная переработка; сортировка + ферментация; сортировка + сжигание; сжигание.
5) ферментация.
 |
Для суммарной оценки технологий переработки ТБО можно оценить по шестибалльной системе (1-е место – 6 баллов, 2-е место – 5 баллов и т.д.) в обоих приведенных рядах. В случае разделения мест сумма баллов за эти места распределяется поровну (например, в случае деления 1-го и 2-го мест обе технологии получают по 5,5 балла). Суммарная оценка в баллах технологий переработки ТБО приведена на рис. 2, из которого следует, что технологии располагаются практически в тот же ряд, что и по экономическим показателям.
 |
- воздействие на окружающую среду
- «экологичность» готовой продукции
Рисунок 2 – Экологическая оценка методов переработки ТБО:
1 – комплексная переработка; 2 – сортировка + ферментация;
3 – сортировка + сжигание; 4 – ферментация; 5 – сжигание.
Таким образом, анализ показывает, что современным экономическим и экологическим требованиям в наибольшей степени соответствует технология комплексной переработки ТБО. Стремление использовать для переработки всей массы ТБО какой-то один конкретный метод, какую-то монотехнологию (например, сжигания) приводит к неоправданному увеличению затрат и усиливает негативное влияние технологии на окружающую среду. При этом некоторые термические технологии (газификации, сжигания в кипящем слое) могут быть реализованы только в схемах комплексной переработки ТБО, так как предъявляют определенные требования к составу, крупности и теплотворной способности сырья, как объекта для переработки.
|
|
Для практического вовлечения ТБО в комплексную переработку необходим обоснованный выбор комбинационных технических решений (ориентированный на использование наиболее прогрессивных разработок) и их системное объединение (исходя из характера взаимосвязей между отдельными технологическими операциями как элементами общей системы сортировки и переработки ТБО), с детальным анализом.
На рисунках 3 – 5 приведены варианты возможных прогрессивных технологических схем комплексной переработки ТБО.
В основе всех схем лежит механизированная сепарация ТБО (возможно применение операции ручной сортировки крупнокусковой фракции, см. рис. 5). Отличие технологических схем сортировки связано с реализацией операции вторичного грохочения: в одной из схем эта операция может не использоваться, в двух других она осуществляется по разным классам крупности (по классу 60 мм и 100 мм), что объясняется различным целевым назначением комплексной переработки ТБО (в части выпуска готовой продукции) и экономическими соображениями (снижение капитальных затрат на дорогостоящие переделы переработки). Механизированная сортировка исходных ТБО и продуктов ферментации обеспечивает извлечение в самостоятельные продукты черных и цветных металлов, выделение горючей и биоразлагаемой фракции (последняя пригодна для ферментации и для производства строительных материалов), а также удаление опасных компонентов (фракция –65 +40 мм обогащена отработанными сухими гальваноэлементами).
7.Оценка потенциально опасных ингредиентов, влияющих на газовые выбросы при термической переработке ТБО.
Для проектирования завода, удовлетворяющего эколого-экономическим требованиям, необходимо обладать достаточно фундаментальными знаниями о потенциально опасных ингредиентах, содержащихся в отходах и образующихся при их сжигании, а также их поведении в процессе сжигания.
Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений.
Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30 % (по массе) и водород (4 % по массе), входящие в состав органических соединений; теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленных регионах Украины теплотворная способность ТБО составляет 1900-2400 ккал/кг, достигая в ряде случаев 3300 ккал/кг; прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования. Следует отметить, что теплотворная
 |
способность полимеров достигает 8000 – 11000 ккал/кг.
Рисунок 3 – Технологическая схема комплексной безотходной
переработки ТБО с извлечением металлов,
производством энергии и строительных материалов
Рисунок 4 – Технологическая схема комплексной