Новая технология ликвидации биологических отходов

Преимущества использования крематоров:

1.Крематоры экологически выгодны. На сегодня сжигание биоматериала  – это наиболее эффективное  и экологически оптимальное и  альтернативное решение проблемы утилизации органических отходов. Очень высокая рабочая температура приводит к полному сжиганию, таким образом, гарантируется стерильность золы на выходе и отсутствие источников распространения вирусов.

2.Экономически эффективны. Возникает  гораздо меньше материальных расходов при использовании в процессах сжигания крематоров, в сравнении с организацией ям Беккера или оплатой транспортировки и утилизацией на специализированных промышленных предприятиях

3.Просты в эксплуатации с  технической точки зрения.

 

2.2 Переработка отходов

Современные проблемы энергетики могут быть решены только при рациональном использовании всех существующих на Земле и околоземном пространстве источников топлива и энергии. Среди них биомасса, как постоянно возобновляемый источник топлива, занимает существенное место.

Биомасса - термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Биомасса делится на первичную (растения, животные, микроорганизмы и т.д.) и вторичную - отходы при переработке первичной биомассы и продукты жизнедеятельности человека и животных. В свою очередь отходы также делятся на первичные - отходы при переработке первичной биомассы (солома, ботва, опилки, щепа, спиртовая барда и т.д.) и вторичные - продукты физиологического обмена животных и человека.

Ежегодное количество органических отходов по разным отраслям народного хозяйства России составляет более 390 млн. т. Сельскохозяйственное производство дает 250 млн. т, из них 150 млн. т приходится на животноводство и птицеводство, 100 млн. т -на растениеводство. Лесо- и деревопереработка дают 700 млн. т, твердые бытовые отходы городов - 60 млн. т, коммунальных стоков - 10 млн. т (все приведенные значения даются на абсолютно сухое вещество).

Энергия, запасенная в первичной и вторичной биомассе может конвертироваться в технически удобные виды топлива или энергии несколькими путями.

1. Получение растительных углеводородов (растительные масла, высокомолекулярные жирные кислоты и их эфиры, предельные и непредельные углеводороды и т.д.). Например, для Беларуси это может быть рапсовое масло, добавляемое к дизельному топливу.
2. Термохимическая конверсия биомассы (твердой, до 60%) в топливо: прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение, фест-пиролиз.
3. Биотехнологическая конверсия биомассы (при влажности от 75 % и выше) в топливо: низкоатомные спирты, жирные кислоты, биогаз.

 

А) ТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

Наиболее распространена многочасовая термообработка при повышенном давлении в аппаратах периодического действия, в частности, в вакуумных котлах (котлах-утилизаторах Лапса) сухим (без контакта с острым паром или водой)  или мокрым способом.  Из термообработанных отходов получают различные виды кормовой и технической продукции. Основным видом кормовой продукции является мука животного происхождения (мясокостная, мясная, кровяная, костная, мука из гидролизованного пера, рого-копытная, рыбная и пр.) 

К недостаткам традиционных технологий следует отнести следующие:

1. В результате многочасовой  термообработки протеины, а точнее их белковая часть, подвергается глубоким изменениям, что значительно снижает их кормовую ценность;

2. Длительность переработки (несколько часов);

3. Энергоемкость: для работы установок помимо электроэнергии необходимы пар и горячая вода;

4. Экологическая небезупречность:  термообработка сопровождается,  как правило, жутким и вредным  запахом.

 

Б) ЭКСТРУЗИОННЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

От недостатков,  характерных для традиционных способов переработки

отходов, свободен экструзионный способ производства животных кормов. 

Экструзия -   это процесс,  совмещающий термо-,  гидро-  и механохимическую обработку сырья для получения продуктов с новой структурой и свойствами.

Экструзионные технологии позволяют совместить и проводить быстро,  непрерывно и практически одновременно в одной машине (экструдере)  ряд операций:  перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, варить и формовать продукт.

  В наиболее экономически  развитых государствах (США,  Японии,  странах Западной Европы) экструзионные технологии являются одним из приоритетных направлений развития пищевой и кормовой промышленностей («технологии XXI века»).  

В настоящее время различными экструзионными методами производят кондитерские изделия (шоколад,  конфеты,  печенья,  жевательную резинку),  продукты детского и диетического питания, макаронные изделия, компоненты овощных консервов и пищевых концентратов,  воздушные крупяные палочки (кукурузные,  рисовые,  пищевые отруби и пр.), а также корма для домашних птиц, животных, рыб. 

Использование экструзионных технологий позволяет:

• интенсифицировать  производственный процесс;

• снизить производственные затраты (расходы тепла, электроэнергии);

• снизить трудовые затраты;

• повысить степень использования сырья;

• расширить ассортимент продуктов;

• получать пищевые продукты,  готовые к применению,  или создавать

 компоненты, продуктов, обладающие высокой водо- и жироудерживающей

способностью;

• повысить усвояемость продуктов;

• снизить микробиологическую обсемененность продуктов;

• уменьшить загрязнение окружающей среды.

 

В) БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ

Органические по своей природе отходы (отходы растительного или пищевого происхождения, макулатура) возможно перерабатывать посредством биологического компостирования и перегнивания. Получающееся в результате органическое вещество в дальнейшем используется в садоводстве и сельском хозяйстве как перегной или компост. Кроме того, выделяющийся в процессе перегнивания газ (например, метан) накапливается и затем используется для выработки электричества. Функция биологической переработки в системе управления отходами заключается в осуществлении контроля и ускорения естественного процесса разложения органических веществ.

Существует множество различных способов и технологий биологической переработки, начиная с небольших куч удобрений возле дома до переработки в специальных герметичных емкостях бытовых отходов в промышленном масштабе. Методы биологического перегнивания делят в основном на два типа: аэробный и анаэробный, хотя существуют и смешанные типы.

Одна из программ в рамках системы управления отходами посредством биологической переработки — программа «Зеленый контейнер», проводимая в Торонто, Канада, и призывающая бытовые органические отходы (например, отходы пищевого и растительного происхождения) сортировать по отдельным контейнерам для упрощения их дальнейшей переработки.

Г) ПЕРЕРАБОТКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ (РАСТИТЕЛЬНЫХ, ЖИВОТНОВОДСТВА, ТОРФА, ОТХОДОВ ДЕРЕВООБРАБОТКИ) В ТОПЛИВНЫЕ БРИКЕТЫ.

В последние годы во всём мире стремительно развивается промышленность и транспорт, строительство, торговля, а также растёт количество населения. Всё это влечёт за собой рост потребления энергоресурсов.

В регулярном потреблении энергоресурсов значительную часть занимает топливо, которое относится к не восполняемым ресурсам это газ, нефтепродукты, уголь. По оценкам учёных эти виды топлива ближайшее время будут исчерпаны. Кроме того, использование таких видов топлива как уголь, горючие сланцы, различные виды топлива из нефти при сжигании выбрасывают в атмосферу достаточное количество вредных для окружающей среды частицы. Исходя из этого, стоит серьёзная задача в создании технологий и производств способных произвести альтернативные и экологически чистые виды топлива. Одной из таких технологий является переработка различных биомасс в топливо. В настоящий момент одной из самых распространенных технологий по получению альтернативного экологически чистого топлива является переработка отходов деревообработки: опилки, щепа, горбыль, деревянная тара, отходы санитарной вырубки лесов и зелёных насаждений в топливные гранулы.

Такой вид топлива в последние годы получил широкое применение не только в странах находящихся в климатически холодных зонах, но и в странах находящихся в умеренных и даже тёплых зонах. Топливные гранулы применяются как в частном секторе, так и на различных предприятиях и даже в больших котельных и тепловых электростанциях. Топливные гранулы удобны при транспортировки, хранении. После сгорания оставляют минимум отходов продуктов сгорания и самое главное не имеют наносящих окружающей среде вредных выбросов.

3. НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЛИКВИДАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ.

Учеными Йоркского университета найдено новое эффективное решение по ликвидации отходов. Профессор Джеймс Кларк и его коллеги намереваются при помощи зеленой химии сделать этот мир намного чище. Они уверены, что извлечение ценных химических веществ из биомассы может стать огромным шагом к крупномасштабной переработке отходов множеством биоперерабатывающих заводов в будущем.

Биоперерабатывающие заводы, еще вчера казавшиеся сказкой, сегодня уже становятся повседневной реальностью. К примеру, в настоящее время в Индонезии полным ходом идет строительство биоперерабатывающего завода мирового масштаба. Инициаторами стали американская компания Elevance Renewable Sciences и сингапурская аграрная компания Wilmar International Limited. Этот завод будет производить из биомассы такие продукты, как вещества антимикробного действия, возобновляемое биодизельное топливо, экологически дружественные химические вещества и другие продукты.

Ожидается, что уже в 2012 году начнется производство продуктов из биомассы, в том числе и экологическое ракетное топливо. Однако современная технология производства подобных продуктов нуждается в значительном совершенстве. Поэтому ученые Йоркского университета во главе с профессором Джеймсом Кларком долгое время работали над исследованием по созданию более совершенного метода, при помощи которого было бы возможным максимально эффективное извлечение ценных химических веществ из биологических отходов.

Ими было доказано, что при помощи сверхкритического диоксида углерода возможно извлечение восковых веществ из сельскохозяйственных культур и других продуктов. Например, из остатков древесины, травы и соломы, которая остается после сбора урожая зерновых. Эта технология зеленой химии позволяет производить продукты без растворимых остатков.

 

Извлеченные вещества могут быть использованы в самых разных сферах деятельности: в строительстве, в биотехнологической и т.д. Таким образом, казалось бы, бесполезные продукты, которые до недавнего времени считались тривиальным мусором, обретут новую жизнь и начнут приносить пользу людям.

Но это еще не все подробности этого проекта. Как сообщает Science Daily, в процессе пиролиза (разложение органического вещества под действием температуры и без доступа воздуха) биомассы используются низкотемпературные микроволны. Благодаря этому стал возможным более эффективный контроль процесса. Результат: значительная экономия энергии, производство масел высокого качества, а также масел и твердых веществ с полезными химическими свойствами.

Таким образом, благодаря совместной эксплуатации непрерывной экстракции (технология извлечения веществ при помощи растворителей) и микроволнового излучения станет возможным производство более чистых масел, содержащих в своем составе меньшее количество кислот и других загрязнителей, например, таких, как щелочные металлы. Полученные масла могут быть использованы в качестве сырья для изготовления химических продуктов, а также для смешивания с транспортным топливом.

Кроме этого, микроволновая технология также может быть задействована в производстве биопродуктов, которые будут пригодны для совместного сжигания с углем в электростанциях. Все эти новшества позволят человечеству стать еще на шаг ближе к долгожданной абсолютной ликвидации отходов и постепенно перейти к безотходному производству продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Проблема транспортировки, утилизации и уничтожения биологических отходов стоит остро и имеет чрезвычайную значимость повсеместно.

Биологические отходы утилизируют путем переработки на ветеринарно-санитарных утилизационных заводах (цехах), обеззараживают в биотермических ямах, уничтожают сжиганием в утилизаторах (крематорах) или в исключительных случаях захоранивают в специально отведенных местах.

Действующее в настоящее время законодательство запрещает сброс  отходов в водоемы, реки и болота. Категорически запрещается выбрасывать их в бытовые мусорные контейнеры, вывозить на свалки и полигоны для захоронения, а также уничтожение биологических отходов путем захоронения в землю.

Практически повсеместно нарушаются требования, касающиеся оборудования скотомогильников. Размеры санитарно-защитных зон от скотомогильников до жилых зданий и животноводческих ферм зачастую не соблюдены, территория многих из них не огорожена, отсутствуют траншеи, валы из грунта, перекидные мосты, объекты открыты для свободного доступа, как людям, так и животным. Они не подвергаются дезинфекции. Это создает существенную угрозу здоровью населения.

Согласно закону, скотомогильники и биотермические ямы, принадлежащие организациям, эксплуатируются за их счет, а в случае прекращения функционирования хозяйствующего субъекта ответственность за устройство, санитарное состояние и оборудование данного скотомогильника возлагается на местные органы власти. В действительности все обстоит иначе, и брать на баланс бесхозные объекты органы местного самоуправления не торопятся.