Основные технологии захоронения и переработки твердых отходов

Основными методами переработки отходов являются биоразложение, компостирование и сжигание.

Компостирование – это биологический метод обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО), содержащих большое количество органики. Сущность процесса заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его соморазогревание до 60 ^оС. При этой температуре погибают патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических веществ в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу. При этом более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые. Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта проблема может быть решена путем сжигания, пиролиза или вывоза отходов на полигоны.

Биоразложение органических отходов считается наиболее экологически приемлемым и экономически целесообразным методом их переработки.

В настоящее время многие разбавленные промышленные отходы обрабатываются биологическими способами. Обычно используется аэробная технология, основанная на окислении, осуществляемом микроорганизмами в аэротенках, биофильтрах и биопрудах. Существенным недостатком аэробных технологий являются энергозатраты на аэрацию и проблемы утилизации образующегося избыточного активного ила – до 1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ.

А наэробная обработка методом метанового сбраживания лишена указанных недостатков: при этом не требуется затрат электроэнергии на аэрацию, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое вещество – метан. Механизм анаэробной микробиологической конверсии органических веществ весьма сложен и не до конца изучен. Тем не менее промышленные технологии анаэробной очистки получили широкое распространение за рубежом. В нашей стране интенсивные анаэробные технологии пока не используются.

Термические методы переработки отходов. Твердые бытовые отходы содержат до 30 % по массе углерода и до 4 % водорода. Теплотворная способность отходов определяется именно этими элементами. Разработаны различные технологии огневого обезвреживания отходов. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО₂ и Н₂О.

При неполном сгорании образуются нежелательные продукты: монооксид углерода, низкомолекулярные органические соединения, полициклические ароматические углеводороды, сажа и др. При сжигании необходимо учитывать, что в составе отходов присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью и летучестью: различные соединения галогенов, азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца и др.).

В промышленной практике в настоящее время существует два направления термической переработки ТБО, основанные на принудительном перемешивании и перемещении материала:

- слоевое сжигание на колосниковых решетках при температуре 900 …1000 ^оС;

- сжигание в кипящем слое при температуре 850 … 950 ^оС.

Сжигание в кипящем слое обладает рядом экологических и технологических преимуществ, но требует обязательно подготовки отходов к такому процессу, поэтому распространено значительно меньше.

Наиболее экологически приемлемым представляется использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов. Для реализации этого направления необходимы по меньшей мере два условия: во-первых, наличие достаточно полной и легко доступной информации по источникам и накоплению реализуемых отходов; во-вторых, выгодная экономическая конъюнктура.