Проект сооружений захоронения твердых бытовых отходов

Чем больше разнообразие упаковочных  материалов, тем сложнее организовать программы вторичного использования  и переработки. Поэтому возможно ограничение разнообразия упаковок. Например, даже в таких странах  с высоким уровнем жизни, как  Дания и Норвегия, разрешены к  применению не более 20 типов бутылок  для напитков.

В прошлом в России выбрасывалось  меньше отходов на душу населения, чем  на Западе, однако в последнее время  в связи с внедрением западной потребительской культуры в этой области происходят быстрые изменения. Одноразовые бесплатные пластиковые  пакеты в супермаркетах, одноразовая  посуда в ресторанах fast-food, одноразовые алюминиевые банки для пива и прохладительных напитков (которые на Западе почти на 100% перерабатываются, а у нас идут прямиком на свалку) - первые тревожные симптомы этой тенденции. Задачей мероприятий по сокращению отходов в России должно быть недопущение бесконтрольного роста количества отходов потребления - прежде всего через экономические стимулы и образовательно-просветительские программы.

Значительное количество пластиковых  упаковок, используемых сегодня, являются анти-экологичными, то есть включают в себя сразу несколько материалов: например, литровые пакеты, в которых продается сок, состоят из фольги, пластика, картона; эластичные бутылки для кетчупа часто производятся из нескольких типов пластика. Такая упаковка практически не поддается вторичной переработке и зачастую не сгорает в мусоросжигательных печах.

Второй элемент сокращения отходов - удаление особо опасных отходов, таких как детергенты, ядохимикаты, лакокрасочные материалы, аккумуляторы и батарейки и т.д. из потока ТБО. Эти продукты не должны попадать на обычные полигоны или мусоросжигательные заводы. Обращение с опасными отходами, включая их транспортировку и  хранение, обычно требует применения дорогостоящих "высоких" технологий и, как правило, осуществляется организациями, имеющими государственную лицензию на деятельность такого типа, работа которых  оплачивается производителем опасных  отходов, или, в особых случаях, страховыми компаниями или государством.

1.5 Варианты утилизации отходов

Вторичная переработка

Довольно многие компоненты ТБО  могут быть переработаны в полезные продукты:

1. стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов. Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании;
2. стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды;
3. бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы - сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из высококачественных отходов (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров и т.д.). Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве - вместо соломы на фермах;
4. Переработка пластика в целом - более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика можно получать высококачественный пластик тех же свойств, другие после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика не производится.

Основной проблемой в переработке  вторсырья является не отсутствие технологий переработки - современные технологии позволяют переработать до 90% от общего количества отходов - а отделение вторсырья от остального мусора (и разделение различных компонент вторсырья). Существует множество технологий, позволяющих разделять отходы и вторсырье. Самая дорогая и сложная из них - извлечение вторсырья из уже сформировавшегося общего потока отходов на специальных предприятиях. Более простые технологии извлечения тех или иных компонент из потока ТБО могут и должны применяться, например, обогащение ТБО с целью повышения его энергетической ценности и устранения нежелательных элементов перед мусоросжиганием. Более прогрессивные технологии извлечения вторсырья подразумевают ту или иную форму участия общественности - организацию центров по сбору вторсырья или его покупки у населения, мероприятия по раздельному сбору отходов на улицах с помощью специальных контейнеров или организацию системы раздельного сбора отходов на бытовом уровне.

Для успешного осуществления программы  извлечения из отходов или сбора  вторсырья и его переработки  необходимо придерживаться ряда принципов:

1. развивать и изучать рынки. Успех программ извлечения и переработки вторсырья в конечном итоге зависит от состояния рынков вторсырья. Разделение отходов стоит деньги и поэтому экономически выгодно только тогда, когда конечные продукты находят, сбыт или когда удается избежать значительной платы за размещение отходов на свалке или сжигание их;
2. начинать с малого. Большинство успешных программ по переработке вторсырья начинались как экспериментальные, которые позволяли руководителями набрать опыт, изучить рынки сбыта и подготовиться к осуществлению более масштабных проектов;
3. привлекать население с ранних стадий осуществления программы. Важность этого принципа невозможно переоценить, поскольку именно население - главное действующее лицо в сборе вторсырья;
4. ставить реалистичные цели и задачи.

В целом в развитых странах отмечается бесспорный прогресс на пути к вторичной  переработке. В штате Калифорния (США), где в 1989 г. вторичное использование ТБО составляло 10%, был принят закон, обязывающий муниципалитеты сократить объем депонируемых не переработанных ТБО до 50%. К намеченному сроку удалось достичь 42%, однако в 304 городах и округах штата показатель переработки достиг 50% или даже превысил его. В целом в США с 1990 по 2000 г. уровень вторичного использования ТБО возрос с 8 до 32%. В Канаде 50% уровень переработки ТБО объявлен национальной задачей. 50%-ную отметку преодолело большинство немецких земель и итальянская провинция Милан. Швейцария достигла уровня 53%⁵. Наряду с сортировкой мусора населением внедряются промышленные линии переработки ТБО с электронными системами распознавания (полагаем, что с учетом особенностей российского менталитета только такие линии могут помочь решить наши проблемы обращения с ТБО).

Компостирование

Компостирование - это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического - прежде всего растительного - происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО.

В России компостирование с помощью  компостных ям часто применяется  населением в индивидуальных домах  или на садовых участках. В то же время процесс компостирования  может быть централизован, и проводиться  на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования (Таблица 1.6), различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места, и процесс компостирования занимает больше времени. Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Компостирование, применяемое в  России на т.н. механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет собой процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой "компост" применяют только для покрытия свалок).

Таблица 1.5  Технологии компостирования

Мусоросжигание

Мусоросжигание - это наиболее сложный  и "высокотехнологичный" вариант  обращения с отходами. Сжигание требует  предварительной обработки ТБО. 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.

В настоящее время  доля сжигания отходов в таких  странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, колеблется от 20 до 40%: в Бельгии, Швеции -48-50: Японии - 70: Дании. Швейцарии - 80: Англии и США - 10%. В нашей стране сжиганию подвергается пока лишь около 2% бытового мусора (в Москве - около 10%)⁶.

Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить  некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для  птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно  использовать для получения электричества  или отопления.

Экологические воздействия мусоросжигательных заводов в основном связаны 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.

Говоря о социально-экономических  аспектах мусоросжигания, следует отметить, что обычно строительство и эксплуатации мусоросжигательных заводов не по карману  городскому бюджету и должно производиться  в кредит либо частными компаниями. Во многих случаях компания, владеющая  мусоросжигательным заводом, стремится  подписать договор с городом, в котором будет предусмотрена  обязательная поставка определенного  количества и состава ТБО в  сутки. Такие условия делают фактически невозможным осуществление программ вторичной переработки или компостирования  или другие значительные изменения  в методах утилизации. Поэтому  строительство мусоросжигательных заводов требует очень тщательной координации с другими аспектами  программы управления ТБО и к  этому варианту надо обращаться только после того, как другие программы  уже спланированы.

Захоронение

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 так называемые "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  хоронят 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 собой своеобразную "бомбу замедленного действия".

При недостатке кислорода органические отходы на свалке подвергаются анаэробному  брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа (так  называемого "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 прочее). 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:

1. процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;
2. обеспечение ежедневного покрытия сваливаемых отходов грунтом или специальной пеной для предотвращения разноса отходов;
3. борьбу с переносчиками болезней (крысами и т.д.) обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;
4. откачку взрывоопасных газов из недр свалки, для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;
5. на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных, периметр должен быть огорожен и охраняться;
6. 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;
7. 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.

1.6 Этапы проектирования полигонов захоронения ТБО

Создание полигона захоронения  ТБО, как и любого объекта строительства, осуществляют в непрерывном инвестиционном процессе с момента возникновения  замысла до сдачи объекта в  эксплуатацию.