Реферат выполнила Плетнёва Елена
Алексеевна, группа Т 13
Московский государственный университет
инженерной экологии
Москва
2003 г
Как удалить мусор! Пневмотранспорт мусора
Ствол
мусоропровода при этом заканчивается в специальной вентиляционной камере и
через шиберный клапан соединяется с патрубком.
Поэтому
в больших городах целесообразней использовать пневмотранспортные системы.
Компостирование
Для
компостирования, то есть биотермической переработки легкогниющих веществ в
органическое гумусообразное удобрение, необходимо три момента: сырьё, аэробные
микробы и время.
Ещё
один способ
Этот
способ обезвреживания состоит в складировании мусора в специально отведенных
местах. Если обычная свалка – потенциальный источник пожаров, очаг заразы,
обиталище крыс и мух, то полигон – надежное в санитарном отношении место,
обеспечивающее обеззараживание и захоронение бытовых отходов.
Основанием
полигона служит достаточно большая площадка, обязательно с водонепроницаемым
основанием.
Мусор
в печь
Есть
мнение, что наиболее гигиеничный способ уничтожения мусора состоит в его
сжигании. Но при этом необходимо очищать выделяющиеся при сгорании газы и
утилизировать выделяющееся тепло.
Немного
из истории
Первые
работы по утилизации тепла, возникшего при сжигании мусора, были проведены в
Англии, в городе Ольдгейме. К “мусоросжигательному заведению” была пристроена
электростанция. Вся полученная энергия использовалась для обслуживания самого
заведения. Внимание работам по гигиене городов уделяли многие видные ученые. Л.
Пастер и Э. Кох помогли оценить опасность разложения отбросов. Д.И. Менделеев
интересовался утилизацией промышленных отходов и написал статью “Отбросы” в
энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона.
Первый
в России специализированный завод по сжиганию мусора был построен в Москве.
Первую продукцию завод выпустил в 1975 году.
Таблица
1
Содержание
химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов
| Элемент | Выбросы в воздух | Летучая зона | ||
|
Содержание, %
|
Коэф. концентрации |
Содержание, %
|
Коэф. Концентрации | |
| Висмут | 0,0003 – 0,0013 | 300 – 1300 | 0,01 | 10000 |
| Серебро | 0,0006 – 0,0021 | 86 – 300 | 0,003 – 0,01 | 430 – 1430 |
| Олово | 0,02 – 0,18 | 80 – 720 | 0,22 – 0,3 | 880 – 1200 |
| Свинец | 0,155 – 0,186 | 97 – 116 | 0,45 – 1 | 281 – 625 |
| Кадмий | 0,0005 – 0,0012 | 38 – 923 | 0,005 – 0,01 | 380 – 770 |
| Сурьма | 0,003 – 0,009 | 60 – 180 | 0,01 – 0,02 | 200 – 400 |
| Медь | 0,15 – 0,4 | 32 – 85 | 0,07 – 0,3 | 15 – 64 |
| Цинк | 0,18 – 0,56 | 22 – 68 | 1 – 3 | 120 – 360 |
| Хром | 0.06 – 0,16 | 7 – 20 | 0,08 – 0,6 | 10 – 200 |
| Ртуть | 0,0000 – 0,00009 | 5 – 10 | — | — |
Токсические
металлы выбрасываются в виде солей или оксидов, то есть в устойчивом виде, и
могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно, с пылью
поступают в организм человека. Поэтому нормы ПДК могут оказаться неприменимыми
к таким выбросам.
Другим
источником загрязнения являются продукты неполного сгорания. Их список
насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них и
углеводороды (в том числе и ароматические), их хлорированные производные,
токсичные фенолы и хлорфенолы, бром- и азотзамещенные вещества и
полихлорированные дибензодиоксины. В число микрозагрязнений входят вещества
крайне токсичные и крайне опасные для здоровья. К примеру, полиароматические
углеводороды проявляют свои токсические свойства уже при столь малых
концентрациях, что микроколичества их в газах МСЗ являются крайне опасными. Для
отравления достаточно долей нанограмма в кубометре
Самыми
опасными из продуктов неполного сгорания являются “диоксины”: смесь
полихлордибензо-пара-диоксинов и полихлордибензофуранов. Т.к. диоксины очень
хорошо адсорбируются, они почти полностью связаны с частицами пыли.
Исследования, волос и крови сотрудников МСЗ показали, что их токсичность в 3,7
раза выше контроля. В Японии, неподалеку от МСЗ, была выявлена зона с высокими
показателями смертности от рака: в зоне до 1.1 км к югу от завода из 57 умерших
в течение1985 – 1995 годов 24 умерли от рака (42%), в зоне от 1,1 до 2 км из
167 умерших только 34 умерли от рака (20%). Последняя цифра близка к среднему
показателю региона (25 – 28%). Тяжелые частицы, несущие диоксины выпадают в
зоне, прилегающей к трубе, но даже на расстоянии 24 км хорошо прослеживается
диоксиновое загрязнение.
В
нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболевания. У
высокочувствительных особей первоначально появляется заболевание кожи —
хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дерматитами и образованием
долго незаживающих язв), причем у людей хлоракне может проявляться снова и
снова даже через многие годы после излечения. Более сильное поражение диоксином
приводит к нарушению обмена порфиринов — важных предшественников гемоглобина и
простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Порфирия — так
называется это заболевание — проявляется в повышенной фоточувствительности
кожи: она становится хрупкой, покрывается многочисленными микропузырьками.
“Летучая
зола”
Диоксины
образуются в зоне охлаждения, часть из них попадают в летучую золу (“золу
уноса”) – ту пыль, которая осаждается на фильтрах. В ней содержатся не только
диоксины, но и еще множество опасных веществ.
Загрязнение
твердых отходов
К
таким отходам относятся шлаки, летучая зола и отходы с фильтров очистки
воздуха.
Шлаков
образуется около тонны на 3 – 4 тонны мусора. Стоимость захоронения обычного
мусора 23 доллара, тонны опасных отходов – 210 долларов. Так как диоксины
весьма устойчивы, все бордюрные камни и плиты из шлаков будут токсичны многие
десятилетия.
Таблица
2
Содержание
семи токсичных металлов в блоках из цемента, в смешанных блоках (с добавлением
летучей золы, с добавлением смеси летучей золы и шлаков МСЗ)
|
Токсичный металл
|
Блоки с добавками летучей золы | Блоки со шлаком и летучей золой | Обычные цементные блоки | Портланд-цемент |
| Цинк | 18618 | 4482 | 53 | 29 |
| Свинец | 7278 | 5137 | 4 | 1 |
| Медь | 606 | 4668 | 13 | 9 |
| Никель | 78 | 109 | 47 | 18 |
| Хром | 190 | 146 | 31 | 38 |
| Кадмий | 731 | 44 | 0,26 | 0,04 |
| Мышьяк | 73 | 5 | 33 | 2 |
Загрязнение
воды
Таблица
3
Исследования
воды реки Doe Lea, на берегу которой расположен сжигатель опасных отходов.
Англия
март 1992г
| Расстояние от выпуска сточных вод в Doe Lea |
Диоксины | Фураны |
| 1 км выше выпуска | 0,02 | 0,003 |
| 40 м выше выпуска | 0,03 | 0,004 |
| 40 м ниже выпуска | 13,0 | 12,0 |
| 1,2 км ниже выпуска | 79,0 | 5,7 |
| 1,5 км ниже выпуска | 97,0 | 9,4 |
Сточных
вод в среднем образуется 2,5 м3 но тону сжигаемых отходов. Эта вода
сильно загрязнена солями и токсичными металлами. Она всегда или сильнощелочная
или сильно кислая. В том и другом случаи требует специальной обработки.
Таблица
4
Содержание
загрязнений в сточных водах МСЗ
| Загрязнение | Вода из скруббера отходящих газов | Вода охлаждения шлаков |
| PH | 0.95 | 8.8 |
| Cl | 12900 | 1540 |
|
SO2
|
502 | 590 |
| F | 52 | 1.7 |
| Cr | 0.69 | 0.10 |
| Cu | 1.28 | 0.26 |
| Ni | 3.7 | 0.25 |
| Zn | 14.1 | 1.8 |
| Cd | 0.46 | 0.15 |
| Pb | 6.8 | 0.80 |
| Hg | 6.6 | 0.038 |
Следует
заметить, что один анализ на диоксины в 1993 году в России стоил 5 тысяч
долларов. Сейчас эта цена незначительно снизилась. Но, так как у большинства
государств нет денег на регулярное проведение подобных анализов на мусороперерабатывающих
заводах, о составе выбросов, ежедневно поступающих в атмосферу и гидросферу из
труб реальных предприятий, можно только догадываться.
Способ
переработки горючих отходов, основанный на газификации в сверхадиабатическом
режиме
В
Институте проблем химической физики РАН разработан эффективный метод
термической переработки горючих отходов, основанный на использовании нового
физического явления ? фильтрационного горения в сверхадиабатических режимах,
при которых температура в зоне реакции существенно превышает адиабатическую
температуру горения. Целенаправленное использование сверхадиабатических режимов
для проведения процессов газификации открывает широкие возможности для
утилизации разного рода горючих отходов с высокой энергетической эффективностью,
экологической чистотой и относительно невысокими затратами.
Предлагаемые
технологии термической переработки основаны на двухстадийной схеме. На первой
стадии перерабатываемый материал подвергается паровоздушной газификации в
сверхадиабатическом режиме горения.
Схема
процесса термической переработки горючих отходов с получением тепловой и
электрической энергии
Газификацию
осуществляют в реакторе-газификаторе шахтного типа при реализации
сверхадиабатического режима горения в “плотном” слое.
Преимущества по сравнению с методами
прямого сжигания
Процесс
термической переработки горючих отходов с получением тепловой и электрической
энергии перед прямым сжиганием имеет следующие преимущества:
процесс
газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий
перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью
до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);
низкие
линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой
исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых
частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные
затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;
в
некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от
соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ
оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему
объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера
присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS),
которые много проще поглотить, чем SO2;
при
газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических
соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в
дымовых газах;
сжигание
газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех
известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно
мало окиси углерода и остаточных углеводородов;
сжигание
в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных
дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора
подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений
(предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц
(катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);
зола,
выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит
недогоревшего углерода;
при
утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из
продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и
др.);
выбор
оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается
паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и
энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в
имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в
имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива;
процесс
газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий
перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью
до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);
низкие
линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой
исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых
частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные
затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;
в
некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от
соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ
оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему
объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера
присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS),
которые много проще поглотить, чем SO2;
при
газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических
соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в
дымовых газах;
сжигание
газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех
известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно
мало окиси углерода и остаточных углеводородов;
сжигание
в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных
дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора
подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений
(предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц
(катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);
зола,
выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит
недогоревшего углерода;
при
утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из
продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и
др.);
выбор
оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается
паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и
энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в
имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в
имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива.
Технологии,
использующие процесс газификации, разработанные в институте химической физики
РАН и запатентованные в России и за рубежом.
Газификации
низкосортных углей и угольных отходов с получением энергетического газа.
Переработки
изношенных шин и резинотехнических изделий с получением металлокорда, порошка
окиси цинка, нефтеподобного пиролизного масла и горючего газа.
Переработки
древесных отходов и отходов целлюлозно-бумажной промышленности (в т.ч. лигнина)
с получением энергетического газа и пиролизных смол.
Утилизации
нефтеотходов и нефтешламов.
Сжигания
твердых бытовых отходов.
Сжигания
ила биологической очистки канализационных стоков.
Обезвреживания
ряда промышленных отходов, в том числе лакокрасочных отходов, отходов
полимеров, отработанных фильтров, промасленных опилок и ветоши, отходов
химического производства.
Экологически
чистого сжигания больничных отходов непосредственно в больницах.
Сжигание
биомассы для получения энергии.
Список литературы
И.
Коган. — “Мусор – проблема физико-химическая”, “Наука и жизнь”, 1990 г, № 7,
с33 — 38.
В.В.Разнощик.
–“Огнем и микробами” 1976 г, Москва – Стройиздат . 94стр
С.С.Юфит.-
“Яды вокруг нас” 2002 г Классикс Стиль.
С.Дивилов
– “Куда девать отходы”, “Наука и жизнь” 1978г №7 стр78 – 81
“Свалка
на подстилке”, “Асфальт служит дважды”, “Облицовка из отходов”, “Цветные
металлы из мусора” БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1978 г №7 стр82 – 83
“Бионер”
БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1987 г № 11.
“О
переработке автомобильных шин во Франции” www:///C:/rus/map.htm БИКИ 27.03.2003
Беляков
В.И., Дегтерев С.Н. “Способ переработки твердых бытовых отходов в компост” Дата
публикации: www:///C:/rus/map.htm 23 сентября 2003 Номер патента: 2210437
www:///C:/rus/map.htm
Г.Б.
Манелис — “Способ переработки горючих отходов, основанный на газификации в
сверхадиабатическом режиме” ,- доклад на «Всероссийском симпозиуме по
горению и взрыву» , Черноголовка, 2000г.