Modern megoldások a szilárd hulladék feldolgozására. A szilárd háztartási hulladék feldolgozásának és ártalmatlanításának módszerei A háztartási és ipari hulladékok újrahasznosításának módszerei

Világunkban a népesség folyamatos növekedése miatt az erőforrások felhasználása is folyamatosan növekszik. A megújuló és nem megújuló erőforrások felhasználása pedig a hulladék mennyiségének növekedésével jár együtt. Szeméttelepek, a víztestek szennyezése mindaz, amihez az emberi tevékenység vezet.

És logikus, hogy a hulladékfeldolgozás innovatív módszereinek alkalmazása nélkül nagy a valószínűsége annak, hogy a bolygó egyetlen hatalmas szemétlerakóvá alakul. És nem meglepő, hogy a tudósok folyamatosan új módszereket találnak ki és alkalmaznak a szilárd hulladék feldolgozására. Milyen módszereket alkalmaznak ma?

1. Hulladék elhelyezése a hulladéklerakókban. Ebbe beletartozik

Föld visszatöltés

2. A szilárd hulladékok lebontásának természetes módszerei. Ebbe beletartozik

Komposztálás

3. Szilárd hulladék termikus feldolgozása. Ebbe beletartozik

Égő
alacsony hőmérsékletű pirolízis,
Magas hőmérsékletű pirolízis (plazmafeldolgozás)

Beszéljünk mindenről röviden.

A hulladéklerakókba történő ártalmatlanítás ma a legelterjedtebb hulladékártalmatlanítási módszer a világon. Ez a módszer nem éghető hulladékokra és olyan hulladékokra vonatkozik, amelyek égés közben mérgező anyagokat bocsátanak ki.

A hulladéklerakó (MSW) nem közönséges hulladéklerakó. A modern hulladéklerakó helyek komplex mérnöki építmények, amelyek a talajvíz és a légköri levegőszennyezés elleni küzdelemre szolgáló rendszerekkel vannak felszerelve. Egyes hulladéklerakók képesek a hulladékgáz bomlása során keletkező gázt villamos energiává és hővé feldolgozni. Sajnos ma ez nagyobb mértékben vonatkozik az európai országokra, mivel Oroszországban a hulladéklerakók nagyon kis százaléka felel meg ezeknek a jellemzőknek.

A hagyományos hulladékártalmatlanítás fő hátránya, hogy még számos tisztítórendszer és szűrő használata mellett sem teszi lehetővé az ilyen típusú hulladékok teljes megszabadulását. negatív hatások a levegőt és a vizet szennyező hulladékok bomlása, például a rothadás és az erjedés. Ezért, bár más ártalmatlanítási módokhoz képest a szilárd hulladék ártalmatlanítása meglehetősen olcsó, a környezetvédők a hulladék újrahasznosítását javasolják, ezzel minimalizálva a szennyezés kockázatát. környezet.

A komposztálás egy hulladékfeldolgozási technológia, amely a természetes biológiai lebomláson alapul. Emiatt a komposztálást széles körben alkalmazzák szerves eredetű hulladékok feldolgozására. Ma már léteznek komposztálási technológiák, mint pl ételpazarlás, és a szilárd hulladék elkülönítetlen áramlása.

Hazánkban a komposztálás nem elég elterjedt, általában a lakosság egyéni otthonokban ill. kerti telkek. A komposztálási folyamat azonban központosítva is elvégezhető speciális telephelyeken, amelyek egy hulladékfeldolgozó üzem (MSW). szerves eredetű. Ennek az eljárásnak a végterméke a komposzt, amely többféleképpen felhasználható. mezőgazdaság.

Mivel a háztartási hulladék meglehetősen nagy százalékban tartalmaz szerves frakciót, a szilárd hulladék feldolgozására gyakran termikus módszereket alkalmaznak. A termikus hulladékfeldolgozás (MSW) a hulladékra gyakorolt hőhatás folyamatainak összessége, amelyek szükségesek a hulladék térfogatának és tömegének csökkentéséhez, semlegesítéséhez, valamint energiahordozók és inert anyagok beszerzéséhez (ártalmatlanítási lehetőséggel).

A modern hőkezelési módszerek fontos előnyei a következők:

hatékony hulladékelhelyezés (a kórokozó mikroflóra teljes elpusztítása).
a hulladék mennyiségének akár 10-szeres csökkentése.
a szerves hulladék energiapotenciáljának felhasználása.

Az MSW-feldolgozási módszerek sokfélesége közül a legelterjedtebb az égetés. Az égés fő előnyei a következők:

magas szintű technológiai tesztelés
sorozatban gyártott berendezések.
hosszú garanciaidő
magas szintű automatizálás.

A hulladékégetés fejlesztésének fő irányvonala a hulladék közvetlen égetéséről a szilárd hulladékból nyert tüzelőanyag-frakció optimalizált elégetésére való átállás, valamint az égetésről, mint hulladékártalmatlanítási folyamatról az égetésre, mint olyan folyamatra való zökkenőmentes átmenet. kiegészítő nyugta elektromos és hőenergia. És ma a legígéretesebb a plazmatechnológiák alkalmazása, amelyek a salak olvadáspontjánál magasabb hőmérsékletet biztosítanak, ami lehetővé teszi ártalmatlan üvegesített termék és hasznos energia előállítását a kimeneten.

A plazmahulladék feldolgozása (MPW) lényegében nem más, mint egy hulladékelgázosítási eljárás. Technológiai rendszer ez a módszer magában foglalja a hulladék biológiai összetevőiből gáz kinyerését annak érdekében, hogy azt gőz és villamos energia előállítására használják fel. Elválaszthatatlan része A plazmafeldolgozási folyamat szilárd termékek nem pirolizálható maradékok vagy salak formájában.

A magas hőmérsékletű pirolízis egyértelmű előnye, hogy ezzel a technikával a legkülönfélébb háztartási hulladékok környezetkímélő és műszakilag viszonylag egyszerű feldolgozását és megsemmisítését teszi lehetővé anélkül, hogy előzetes előkészítésükre, pl. szárítás, válogatás stb. És természetesen ennek a technikának a használata ma gazdasági szempontból kifizetődőbb, mint más, elavultabb technikák alkalmazása.

Ezenkívül ennek a technológiának a használatakor a keletkező salak teljesen biztonságos termék, és ezt követően számos célra felhasználható.

A kezelésük jelenlegi rendszere hazánkban még a szovjet időkben alakult ki. A szilárd háztartási hulladék elhelyezésének fő módja jelenleg a hulladéklerakókban való elhelyezés. Első ránézésre ez a legolcsóbb, de a számítások során gyakran elfelejtik figyelembe venni, hogy a telephely fenntartási költségein túl a leszerelés költségei, a természetkár megtérítése és a visszafordíthatatlan erőforrás-kiesések is felmerülnek.

Alternatív megoldásként egyes megavárosokban a szilárd hulladék elhelyezése speciális hulladéklerakó létesítményekben történik, azonban ennek a módszernek számos hátránya van, amelyek közül az egyik, hogy a hulladéklerakó a környező terület forrása is. Igaz, az igazság kedvéért érdemes megjegyezni, hogy vannak olyan égetési technológiák, amelyek minimalizálják a dioxinok képződését. Ezen túlmenően ennek a módszernek köszönhetően a hulladék mennyisége tízszeresére csökken, és hőt vagy villamos energiát lehet előállítani, a keletkező salakot pedig visszaforgatják az iparba.

Aerob biotermikus komposztálással is ártalmatlanítják. Ezt megelőzően sorba rendezik őket. Minden, ami a fogyasztás eredményeként keletkezik, három fő csoportra osztható. Az első a (szilárd hulladék), amelyet hasznos anyagokká lehet feldolgozni, és értékesítésük révén bizonyos bevételhez lehet jutni, amely lehetővé teszi a költségek kompenzálását. A második a biológiailag lebomló hulladék, amely komposzttá alakítható, bár az ezzel kapcsolatos költségeket nehéz kompenzálni. A harmadik az ebbe a csoportba tartozó, nem újrahasznosítható szilárd hulladék ártalmatlanítása különböző utak konkrét összetételüktől függően.

Az aerob biotermikus komposztálás ma a legígéretesebb technológiának számít. Segítségével a szilárd hulladék ártalmatlan állapotba kerül, és komposzttá válik, amely mikroelemeket, foszfort, nitrogént és káliumot tartalmazó műtrágya. A szilárd hulladék ilyen ártalmatlanítása lehetővé teszi, hogy visszakerüljön a természetes hulladékba.

Szilárd hulladék tömeges feldolgozásának alkalmazása utolsó módszer ma több okból is nehéz: hiányos jogszabályok, egységes információs bázis hiánya minden típusú szilárd hulladékról, gyenge ellenőrzés az előírások betartása felett, elégtelen finanszírozás. Ha a fejlett országok tapasztalatait nézzük, világossá válik, hogy csak akkor lehet helyesen megállapítani a dolgokat, ha szisztematikusan közelítjük meg ezt a kérdést. A hulladékártalmatlanítással kapcsolatos összes folyamatot be kell állítani és hibakeresni kell. Mindent a maga teljességében le kell fedni, beleértve a hulladékkeletkezés forrásait (szervezetek és személyek), a szállítást, tárolást, válogatást, feldolgozást és végső ártalmatlanítást. A lakosságot és minden egyes állampolgárt aktívan be kell vonni e probléma megoldásába. És ami a legfontosabb, hatékony mechanizmusra van szükségünk a természet által nekünk adott racionális és körültekintő hozzáállás gazdasági ösztönzésére.

A komposztálás fő célja a szilárd hulladék fertőtlenítése és műtrágyává - komposzttá - történő feldolgozása a szilárd hulladék szerves részének mikroorganizmusok általi biokémiai lebontása miatt. A komposzt mezőgazdasági műtrágyaként történő felhasználása növelheti a terméshozamot, javíthatja a talaj szerkezetét és növelheti benne a humusztartalmat. Nagyon jelentős az is, hogy a komposztálás során kisebb mennyiségű „üvegházhatású” gáz (elsősorban szén-dioxid) kerül a légkörbe, mint az égetés vagy a hulladéklerakókba kerülés során. A komposzt fő hátránya a benne lévő nehéz nemvasfémek magas tartalma.

Az optimális komposztálási feltételek: pH 6-8, páratartalom 40-60%, komposztálási idő speciális beltéri medencékben vagy alagutakban egy hónapig történik.

A technológiai séma előírja a szemeteskocsik kirakodását a fogadó edényekbe, ahonnan a hulladékot kötényadagolóval vagy markolódaruval szállítószalagokra, majd forgó biotermikus hordókba táplálják.

A biodobokban állandó levegőellátás mellett serkentik a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységét, aminek eredményeként egy aktív biotermikus folyamat. A folyamat során a hulladék hőmérséklete 60 °C-ra emelkedett, ami hozzájárult a kórokozó baktériumok elpusztulásához.

A komposzt laza, szagtalan termék. A komposzt szárazanyagra vonatkoztatva 0,5-1% nitrogént, 0,3% káliumot és foszfort, valamint 75% szerves humuszanyagot tartalmaz.

Az átszitált komposzt mágneses elválasztáson esik át, és aprítógépekbe kerül ásványi összetevők őrlésére, majd raktárba szállítják. elkészült termékek. A leválasztott fémet préselik. A szilárd hulladék szitált, nem komposztálható részét - bőr, gumi, fa, műanyag, textil és egyebek - pirolízisüzembe küldik.

Ennek a létesítménynek a technológiai sémája a nem komposztálható hulladékot egy tárológaratba juttatta, ahonnan az a szárítódob betöltőgaratába került. Szárítás után a hulladék bekerült a pirolízis kemencébe, amelyben levegő hozzáférés nélkül hőbomlása megtörtént. Ennek eredményeként gőz-gáz keveréket és szilárd széntartalmú maradékot - pirokarbont - kaptunk. A gőz-gáz keveréket a berendezés termomechanikus részébe küldték hűtésre és leválasztásra, a pirokarbont pedig hűtésre és további feldolgozásra. A pirolízis végtermékei pirokarbon, kátrány és gáz voltak. A pirokarbont a kohászatban és néhány más iparágban használják, üzemanyagként gázt és gyantát használnak.

Égés hővel és hő nélkül

Égési módszer (ill Általános nézet a szilárd hulladékok ártalmatlanításának termikus módszerei) kétségtelen előnyökkel (a szilárd hulladék égéshője felhasználható villamosenergia-termelésre és épületek fűtésére, megbízható hulladékkezelés) és jelentős hátrányokkal is rendelkezik. Jó égéstermék-tisztító rendszerre van szükség, hiszen a szilárd hulladékok égetésekor hidrogén-klorid és fluor, kén-dioxid, nitrogén-oxidok, valamint fémek és vegyületeik (Zn, Cd, Pb, Hg stb., főleg hulladék formájában) aeroszolok) kerülnek a légkörbe ), és ami különösen fontos, a hulladékok égetése során dioxinok és bifenilek képződnek, amelyek jelenléte a kipufogógázokban jelentősen megnehezíti a tisztításukat e rendkívül mérgező vegyületek alacsony koncentrációja miatt.

Az égési folyamat egy fajtája a pirolízis – a szilárd hulladék hőbomlása levegő hozzáférés nélkül. A pirolízis alkalmazása lehetővé teszi a szilárd hulladék környezetre gyakorolt hatásának csökkentését és ilyenek előállítását egészséges ételek, gyúlékony gázként, olajként, gyantákként és szilárd maradékként (pirokarbon).

A háztartási és a magas hőmérsékletű újrahasznosítás folyamata ipari hulladék buborékos salakolvadékban (1. ábra). Fő egység technológiai séma egy buborékos kemence, melynek kialakítását a Stalproekt Institute (Moszkva) szakembereivel együttműködve fejlesztették ki.

Rizs. 1. Kemence háztartási és ipari hulladékok hőkezelésére buborékos olvadt salakban:
1 – salakréteg, amelyen keresztül légbuborékok haladnak át; 2 – csendes salakréteg; 3 – fémréteg; 4 – tűzálló kandalló; 5 – szifon salak kibocsátására; 6 – szifon a fém kioldásához; 7 – áramlás; 8 – vízhűtéses falak; 9 – vízhűtéses boltozat; 10 – fúvókák a levegőellátáshoz; 11 – lándzsa üzemanyag-ellátáshoz; 12 – rakodószerkezet; 13 – fedél; 14 – betöltő tölcsér; 15 – gázkivezető cső.

A kemence egyszerű, kis méretű, nagy teljesítményű és nagy üzembiztonsággal rendelkezik.

Az eljárást a következőképpen hajtjuk végre. A háztartási hulladékot rendszeres időközönként betápláljuk a töltőberendezésbe. A tológép salakfürdőbe dobja őket, amelyet oxigénnel dúsított levegővel fújnak át. A fürdőben a hulladék gyorsan belemerül egy intenzíven kevert hab olvadékba. A salak hőmérséklete 1400 – 1500 °C. Az intenzív hőátadás miatt a hulladék nagy sebességű pirolízisen és gázosításon megy keresztül. Ásványi részük feloldódik a salakban, a fémtárgyak megolvadnak, a folyékony fém pedig a tűzhelyre esik. Alacsony kalóriatartalmú hulladékkal a stabilizálás érdekében termikus rezsim mint további üzemanyag A termikus szenet kis mennyiségben betáplálják a kemencébe. Használható szén helyett földgáz. Adott összetételű salak előállításához folyasztószert töltenek be.

A salakot folyamatosan vagy időszakosan szifonon keresztül ürítik ki a kemencéből, és feldolgozásra küldik. Kémiai összetétel A salak tág határok között szabályozható, így különféle összetételek előállítására alkalmas kompozíciókat kapunk építőanyagok– kőöntés, zúzott kő, töltőanyagok betonhoz, ásványi rostokhoz, cementhez. A fém a túlfolyón keresztül jut be a szifonba, és folyamatosan vagy részletekben egy merőkanálba öntik, majd feldolgozásra továbbítják, vagy közvetlenül a kemencében sertésbe öntik vagy granulálják.

Az éghető gázok - a hulladék és a szén pirolízisének és elgázosításának termékei, amelyek a fürdőből szabadulnak fel - a fürdő felett elégetik oxigénnel dúsított levegővel vagy tiszta oxigénnel.

A magas hőmérsékletű (1400 – 1600 °C) kemencegázokat egy füstelvezető szívja be a gőzkazánba hűtés céljából, ill. jótékony felhasználása energiájukat. A kazán a gázok teljes elégetését végzi. A lehűtött gázok ezután a tisztítórendszerbe kerülnek. Mielőtt a légkörbe kerülnének, megtisztítják a portól és káros szennyeződéseket.

Magas hőmérséklet folyamat, egy racionális égési séma, amely a gázfázis redoxpotenciáljának kombinációjából és hőmérsékleti rezsim, alacsony szintű nitrogén-oxidokat (NOx) és egyéb szennyeződéseket okoznak a füstgázokban.

A magas hőmérsékletű égés következtében a füstgázok lényegesen kevesebb szerves vegyületet, különösen dioxint tartalmaznak.

Ahelyett nagy mennyiség Nehéz színesfémeket és dioxinokat tartalmazó fenékhamu (hagyományos égetéskor 25%-ig) inert salakot képez, amely az építőanyag-gyártás alapanyaga.

A kemencéből a füstgázokkal kiszívott port szelektíven felfogják a különböző tisztítási szakaszokban. A por mennyisége 2-4-szer kisebb, mint a hagyományos sütők használatakor. A durva por (60%-ig) visszakerül a kemencébe, a finom por, amely nehéz színesfémek (Zn, Pb Cd, Sn stb.) koncentrátuma, alkalmas további felhasználásra.

A szilárd hulladék termikus feldolgozásának modern módszerei

A "Gintsvetmet" intézet másokkal együtt orosz szervezetek kidolgozták a szilárd hulladék hőkezelésének technológiáját buborékos salakolvadékban. Fő előnye a jelenlegi globális dioxinprobléma megoldása: már a buborékoló egység kimeneténél gyakorlatilag nincsenek erősen mérgező vegyületek (dioxinok, furánok, poliaromás szénhidrogének). Ugyanakkor ma már számos hazai és külföldi módszer létezik a szilárd hulladék termikus feldolgozására, amelyek a fejlesztés különböző szakaszaiban vannak. A táblázat bemutatja a szilárd hulladék feldolgozásának termikus módszereinek főbb mutatóit, amelyeket az ökológusok és az ilyen hulladékok ártalmatlanításával foglalkozó szakemberek leginkább ismernek. Ezeket a módszereket vagy már iparosították, vagy nagyszabású tesztelésen estek át. Az alkalmazott eljárások lényege:

KR eljárás – szilárd hulladék elégetése rostélyos kemencében (KR) vagy kazánegységben különböző kialakítású rácsokon;
FS-eljárás – hulladék égetése fluidágyban (FB) inert anyagból (általában bizonyos méretű homokból);
a „Piroksel” eljárás elektrometallurgiai eljárás, amely magában foglalja a hulladék szárítását, pirolízisét (égetését), az ásványi égésmaradék feldolgozását olvadt salakban, valamint a füstgázok por- és gáztisztítását;
folyamat egy egységben, például egy Vanyukov-kemencében (PV) - olvasztás buborékos olvadékban;
az Orosz Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézetében kidolgozott eljárás - elégetése - hulladék elgázosítása sűrű csomós rétegben, annak kényszerű keverése és mozgása nélkül;
A Thermoselect eljárás egy kombinált eljárás, amely magában foglalja a hulladék tömörítését, a pirolízist és a magas hőmérsékletű elgázosítást (szintézisgáz, inert és egyes ásványi termékek és fémek előállítására);
Siemens eljárás – pirolízis – pirogáz és szeparált széntartalmú maradék elégetése oxigénnel nem dúsított robbantással.

Szilárd hulladék égetése kemence-kazán egységekben (KR eljárás) a viszonylag alacsony hőmérsékletek(600 – 900 °C) gyakorlatilag nem oldja meg a dioxin problémát.

Ezen túlmenően másodlagos (szilárd, el nem égett) salak és por keletkezik, amelyek külön feldolgozást igényelnek, vagy ártalmatlanításra kerülnek, ami negatív környezeti következményekkel jár. Ezek a hiányosságok bizonyos mértékig a QE folyamat velejárói. Itt hozzáadjuk a feldolgozáshoz szükséges alapanyagok előkészítésének szükségességét a szemcseméret-eloszlás megőrzése érdekében.

Az Orosz Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézete által kidolgozott eljárás hátrányai a következők:

a hulladékok bizonyos méretűre történő válogatásának és aprításának szükségessége; adott granulometrikus összetételű hűtőfolyadék hozzáadása és ezt követő elválasztása;
költséges füstgáztisztító rendszer kifejlesztésének szükségessége - szintetikus gáz, amely szén-monoxid és hidrogén keveréke.

A szilárd hulladék buborékos olvadékban (PV kemencében) történő olvasztásának folyamata (a dioxinbiztonságon kívül) még két előnyt jelent: viszonylag magas fajlagos termelékenységet és alacsony poreltávolítást. Ezek a mutatók a buborékoló hatásnak köszönhetőek (az olvadékfürdő intenzív gázöblítése és a fürdő feletti kemence munkaterének fröccsenő telítettsége). Fontos pozitív tényező az oroszországi és kazahsztáni színesfémkohászati vállalatok működésében szerzett ipari tapasztalatok jelenléte. Általánosságban elmondható, hogy a legújabb hazai fejlesztés kulcsmutatókban felülmúlja a szilárd hulladék feldolgozására szolgáló egyéb hazai és külföldi technológiákat, és határozott tudományos-technikai áttörést jelent a globális környezeti probléma megoldásában.

Jelenleg az egyik szerző az igazgató felügyelete alatt érettségi projekt Az állomáshoz szilárdhulladék-lerakó projektjét dolgozzák ki. Arkhonskaya Észak-Oszétia-Alania, ahol a szilárd háztartási hulladékok nem kielégítő kezelése akut problémát jelent. A projekt kidolgozása során figyelembe veszik a szilárd hulladék kezelésére felvázolt megoldásokat, és mindenekelőtt ezen hulladékok előzetes válogatását, valamint a polimer és egyéb hulladékok további feldolgozásra történő kitermelését.

Folypát. tech. Tudományok, egyetemi docens Tsgoev T.F.,
ménes. Shevereva M.
Ökológiai Tanszék.
Észak-Kaukázusi Bányászati és Kohászati Intézet
(Állami Műszaki Egyetem)
„Fiatal tudósok munkái” 2011. 2. sz

IRODALOM
1. Zaitsev V.A. Ipari ökológia: oktatóanyag. M., DeLi, 1999. 140 p.
2. Azarov V. N., Grachev V. A., Denisov V. V., Pavlikhin G. P. Ipari ökológia: felsőoktatási tankönyv oktatási intézmények Oktatási és Tudományos Minisztérium Orosz Föderáció tábornok alatt szerk. V. V. Guteneva. M., Volgograd: PrintTerra, 2009. 840 p.
3. Kalygin V. G. Ipari ökológia: tankönyv. segítség a diákoknak magasabb tankönyv létesítmények, törölve M.: Kiadó. Központ "Akadémia", 2007. 432 p.
4. Kalygin V. G., Bondar V. A., Dedeyan R. Ya. Ipari és környezetvédelmi biztonság, biztonság ember okozta vészhelyzetekben. Előadások menete / Szerk. V. G. Kalygina. M., Koloss, 2006. 520 p.
5. Grechko A.V. Modern módszerek szilárd háztartási hulladék termikus feldolgozása. // Prom. Energia. 2006. 9. sz.
6. Babushkin D.A., Kuznetsova A.V. Az olajtartalmú hulladékok újrahasznosításának módszerei // EI Erőforrás-takarékos technológiák. 2006. 6. sz.

A szilárd hulladékok ártalmatlanításának legelterjedtebb módja az égetés, majd a keletkező hamut egy speciális hulladéklerakóban helyezik el. Jó néhány hulladékégetési technológia létezik - kamra, réteg, fluidágyas. A szemetet természetes tüzelőanyaggal keverve lehet elégetni.

Hőfeldolgozás: eljárás, előnyei és hátrányai

Égési módszer(vagy általában a szilárd hulladékok ártalmatlanításának termikus módszerei) kétségtelen előnyökkel (a szilárd hulladék égéshője felhasználható villamosenergia-termelésre és épületek fűtésére, megbízható hulladékkezelés) és jelentős hátrányai is vannak. Jó égéstermék-tisztító rendszerre van szükség, hiszen a szilárd hulladékok égetésekor hidrogén-klorid és fluor, kén-dioxid, nitrogén-oxidok, valamint fémek és vegyületeik (Zn, Cd, Pb, Hg stb., főleg hulladék formájában) aeroszolok) kerülnek a légkörbe ), és ami különösen fontos, a hulladékok égetése során dioxinok és bifenilek képződnek, amelyek jelenléte a kipufogógázokban jelentősen megnehezíti a tisztításukat e rendkívül mérgező vegyületek alacsony koncentrációja miatt.

Az égési folyamat egy fajtája a pirolízis – a szilárd hulladék hőbomlása levegő hozzáférés nélkül. A pirolízis alkalmazása lehetővé teszi a szilárd hulladék környezetre gyakorolt hatásának csökkentését és olyan hasznos termékek előállítását, mint a gyúlékony gáz, olaj, gyanták és szilárd maradék (pirokarbon).

Széles körben hirdetik a háztartási és ipari hulladékok buborékos salakolvadékban történő magas hőmérsékletű feldolgozásának folyamatát (1. ábra). A technológiai séma fő egysége egy buborékkemence, amelynek kialakítását a Stalproekt Intézet (Moszkva) szakembereivel együttműködve fejlesztették ki.

A kemence egyszerű, kis méretű, nagy teljesítményű és nagy üzembiztonsággal rendelkezik.

Az eljárást a következőképpen hajtjuk végre. A háztartási hulladékot rendszeres időközönként betápláljuk a töltőberendezésbe. A tológép salakfürdőbe dobja őket, amelyet oxigénnel dúsított levegővel fújnak át. A fürdőben a hulladék gyorsan belemerül egy intenzíven kevert hab olvadékba. A salak hőmérséklete 1400 – 1500 °C. Az intenzív hőátadás miatt a hulladék nagy sebességű pirolízisen és gázosításon megy keresztül. Ásványi részük feloldódik a salakban, a fémtárgyak megolvadnak, a folyékony fém pedig a tűzhelyre esik. Ha a hulladék kalóriatartalma alacsony, kis mennyiségben termikus szenet juttatnak a kemencébe, hogy stabilizálja a hőkezelést kiegészítő tüzelőanyagként. A szén helyett földgáz is használható. Adott összetételű salak előállításához fluxust töltenek be.

A salakot folyamatosan vagy időszakosan szifonon keresztül ürítik ki a kemencéből, és feldolgozásra küldik. A salak kémiai összetétele tág határok között módosítható, különféle építőanyagok - kőöntvény, zúzottkő, betontöltőanyagok, ásványi rost, cement - gyártására alkalmas összetételeket kapva.

A fém a túlfolyón keresztül jut be a szifonba, és folyamatosan vagy részletekben egy merőkanálba öntik, majd feldolgozásra továbbítják, vagy közvetlenül a kemencében sertésbe öntik vagy granulálják. Az éghető gázok - a hulladék és a szén pirolízisének és elgázosításának termékei, amelyek a fürdőből szabadulnak fel - a fürdő felett elégetik oxigénnel dúsított levegővel vagy tiszta oxigénnel.

A magas hőmérsékletű (1400 – 1600 °C) kemencegázokat füstelvezetővel szívják be egy gőzkazánba a hűtés és az energia hasznos hasznosítása érdekében. A kazán a gázok teljes elégetését végzi. A lehűtött gázok ezután a tisztítórendszerbe kerülnek. Mielőtt a légkörbe kerülnek, megtisztítják a portól és a káros szennyeződésektől. A magas folyamathőmérséklet és a gázfázis redoxpotenciáljának és a hőmérsékleti viszonyok kombinációjából álló racionális égési séma határozza meg a füstgázok alacsony nitrogén-oxid- (NOx) és egyéb szennyeződések tartalmát.

A magas hőmérsékletű égés következtében a füstgázok lényegesen kevesebb szerves vegyületet, különösen dioxint tartalmaznak.

Az alkáli- és alkáliföldfémek gőz-gáz fázisba történő átvitele folyamatkörülmények között elősegíti a klór, fluor és kén-oxidok biztonságos vegyületekké való megkötését, amelyek a gáztisztítás során szilárd porrészecskék formájában megkötődnek. A levegő oxigénnel való helyettesítése lehetővé teszi a füstgázok mennyiségének 2-4-szeres csökkentését, megkönnyíti tisztításukat és csökkenti a mérgező anyagok légkörbe való kibocsátását. A nagy mennyiségű (hagyományos égésnél akár 25%-ig terjedő) hamumaradék helyett, amely nehéz színesfémeket és dioxinokat tartalmaz, inert salak képződik, amely az építőanyag-gyártás alapanyaga. A kemencéből a füstgázokkal kiszívott port szelektíven felfogják a különböző tisztítási szakaszokban. A por mennyisége 2-4-szer kisebb, mint a hagyományos sütők használatakor. A durva por (60%-ig) visszakerül a kemencébe, a finom por, amely nehéz színesfémek (Zn, Pb Cd, Sn stb.) koncentrátuma, alkalmas további felhasználásra.

A szilárd hulladék termikus feldolgozásának modern módszerei

A Gintsvetmet Intézet más orosz szervezetekkel közösen kifejlesztett egy technológiát a szilárd hulladékok hőkezelésére buborékos salakolvadékban. Fő előnye a jelenlegi globális dioxinprobléma megoldása: már a buborékoló egység kimeneténél gyakorlatilag nincsenek erősen mérgező vegyületek (dioxinok, furánok, poliaromás szénhidrogének). Ugyanakkor ma már számos hazai és külföldi módszer létezik a szilárd hulladék termikus feldolgozására, amelyek a fejlesztés különböző szakaszaiban vannak. A táblázat bemutatja a szilárd hulladék feldolgozásának termikus módszereinek fő mutatóit, amelyeket az ökológusok és az ilyen hulladékok ártalmatlanításával foglalkozó szakemberek leginkább ismernek. Ezeket a módszereket vagy már iparosították, vagy nagyszabású tesztelésen estek át. Az alkalmazott eljárások lényege:

CD folyamat– szilárd hulladék elégetése rostélyos kemencében (KR) vagy kazánegységben különböző kialakítású rostélyokon;
CS folyamat– hulladék égetése inert anyagból (általában bizonyos méretű homokból) álló fluidágyban (FB);
Piroxel eljárás– elektrometallurgiai, ideértve a hulladék szárítását, pirolízisét (égetését), az ásványi égetési maradékok olvadt salakban történő feldolgozását, valamint a füstgázok por- és gáztisztítását;
folyamat egy egységben, például egy Vanyukov-kemencében (PV)– buborékos olvadékban olvasztás;
Az Orosz Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézetében kifejlesztett folyamat - égés– a hulladék elgázosítása csomós anyag sűrű rétegében, annak kényszerű keveredése és mozgása nélkül;
Thermoseleect folyamat– kombinált, beleértve a hulladéktömörítés, a pirolízis és a magas hőmérsékletű gázosítás szakaszait (szintézisgáz, inert és egyes ásványi termékek és fémek előállítására);
Siemens eljárás - pirolízis– pirogázok és leválasztott széntartalmú maradékok elégetése oxigénnel nem dúsított robbantással.

Szilárd hulladék elégetése kazánkemencékben (KR eljárás) a viszonylag alacsony hőmérséklet (600 – 900 °C) miatt gyakorlatilag nem oldja meg a dioxin problémát. Ezen túlmenően másodlagos (szilárd, el nem égett) salak és por keletkezik, amelyek külön feldolgozást igényelnek, vagy ártalmatlanításra kerülnek, ami negatív környezeti következményekkel jár. Ezek a hiányosságok bizonyos mértékig a QE folyamat velejárói. Itt hozzáadjuk a feldolgozáshoz szükséges alapanyagok előkészítésének szükségességét a szemcseméret-eloszlás megőrzése érdekében.

Az Orosz Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézete által kidolgozott eljárás hátrányai a következők:

a hulladékok bizonyos méretűre történő válogatásának és aprításának szükségessége; adott granulometrikus összetételű hűtőfolyadék hozzáadása és ezt követő elválasztása;
költséges füstgáztisztító rendszer kifejlesztésének szükségessége - szintetikus gáz, amely szén-monoxid és hidrogén keveréke.

Jelenleg az egyik szerző a szakdolgozat projektvezetőjének irányításával az állomás szilárdhulladék-lerakójának tervét dolgozza ki. Arkhonskaya Észak-Oszétia-Alania, ahol a szilárd háztartási hulladékok nem kielégítő kezelése akut problémát jelent. A projekt kidolgozása során figyelembe veszik a szilárd hulladék kezelésére felvázolt megoldásokat, és mindenekelőtt ezen hulladékok előzetes válogatását, valamint a polimer és egyéb hulladékok további feldolgozásra történő kitermelését.

Szilárd hulladék biotermikus feldolgozása: Aerob fermentáció

A gyakorlatban a biotermikus módszerek közül a legszélesebb körben alkalmazott aerob fermentáció, amelyet gyakran komposztálásnak is neveznek (a mezőgazdaságban használt végtermék - komposzt - neve után).

A fermentáció a hulladék szerves részének mikroorganizmusok általi lebontásának biokémiai folyamata. A biokémiai reakciókban szerves anyagok, oxigén és baktériumok (a SMW-ben elegendő mennyiségben jelen lévő szaprofita aerob mikroorganizmusok) kölcsönhatásba lépnek egymással, és szén-dioxid, víz és hő szabadul fel (az anyag önmelegszik 60-70 °C-ra). A folyamatot a humusz szintézise kíséri. A hulladékot elpusztító mikroorganizmusok szaporodása bizonyos szén és nitrogén arány mellett lehetséges.

A szerves anyagok és a mikroorganizmusok közötti legjobb érintkezést az anyag összekeverése biztosítja, melynek eredményeként az erjesztési folyamat során fellépő önmelegedés elpusztítja a legtöbb kórokozó mikroorganizmust, féregpetéket, légylárvát.

Az angol szakemberek kutatási eredményei szerint a fermentáció kezdeti szakaszában a keverék mineralizálódása következik be, amit a teljes széntartalom csökkenése bizonyít. szerves anyagés huminsavak. A kapott biomassza rendelkezik magas fokozat polimerizáció, és jelentős (a talajhoz képest) nitrogénkoncentráció jellemzi. A fermentációs folyamat során a biomassza fenolcsoport-tartalma csökken, a HOOC és C=0 csoportok tartalma pedig nő.

A befejezett fermentációs folyamat eredményeként a biológiailag lebomló anyag tömege felére csökken, és szilárd, stabilizált terméket kapunk.

A szilárd hulladék ártalmatlanítását követő komposztálás a világ gyakorlatában az égetés alternatívájaként fejlődött ki. A komposztálás környezetvédelmi céljának tekinthetjük a hulladék egy részének a természetes körforgásba való visszatérését.

A szilárd hulladék komposztálása a 60-as évek végétől a 80-as évek elejéig fejlődött a legintenzívebben, főleg az országokban Nyugat-Európa(Olaszország, Franciaország, Hollandia). Németországban az üzemépítés csúcsa a 80-as évek második felében következett be (1985-ben a szilárd hulladék 3%-át dolgozták fel komposzttá, 1988-ban körülbelül 5%-át). A komposztálás iránti érdeklődés a 90-es évek közepén ismét megnőtt annak köszönhetően, hogy nem a szilárd hulladék, hanem a szelektíven gyűjtött élelmiszer- és növényi hulladékok, valamint a kertészeti és parkkomplexum hulladékainak feldolgozását vonták be ( termikus feldolgozás Ennek a hulladéknak a mennyisége a magas páratartalom miatt nehézkes, az eltemetés pedig a csurgalékvíz és a biogáz ellenőrizetlen képződésével jár együtt). Az európai gyakorlatban 2000-re évente mintegy 4,5 millió tonna hulladékot dolgoztak fel aerob fermentációval több mint 100 üzemben (ebből 60 üzem 1992-95-ben épült).

A FÁK-országokban kilenc üzemben alkalmazzák a kezdeti szilárd hulladék közvetlen komposztálását: Szentpéterváron (az első üzemben volt Szovjetunió 1971-ben épült; 1994 végén egy második üzemet helyeztek üzembe Szentpéterváron, Nyizsnyij Novgorodban, Minszkben és Mogiljovban, Taskentben, Alma-Atában, Tbilisziben és Bakuban (az összes üzemet a mogilevi Giprokomunstroy Institute tervezte - a Belkommunproekt Intézet), ben 1998-ban Toljattiban üzembe helyeztek egy üzemet, ahol a szilárd hulladék előzetes, de nem hatékony válogatását hajtották végre.

Meg kell jegyezni, hogy a hulladék heterogén összetétele miatt a szilárd hulladék közvetlen komposztálása nem praktikus, mivel a keletkező komposzt üveggel és nehézfémekkel szennyezett (ez utóbbiak, mint megjegyeztük, a veszélyes háztartási hulladékban találhatók - a galvánelemek hulladékai, fénycsövek).

Az első gépesített ipari üzemekben a szilárd hulladékot leggyakrabban kupacokban komposztálták, időnként az anyagot tecézve.

Jelenleg három aerob fermentációs módszer a legelterjedtebb az iparban:

fermentáció (komposztálás) biodobokban;
alagút komposztálás (erjesztés);
erjesztés (komposztálás) tartómedencében.

A FÁK-ban 1971 óta kizárólag biodobos komposztálást végeznek (anyag be- és kirakodási módban a biodob forgási sebessége 1,5 perc1, a többi időben 0,2 perc1). Oroszországban (Togliatti-i üzem) cementkemencék alapján a biodobokat két méretben gyártják - 36 és 60 m hosszúságban; biodobok átmérője - 4 m.

Alekszej 16.11.2014 Szeptikus tartályok

Népességnövekedés és gyors ütemben A tudományos és technológiai haladás fejlődése hozzájárul a fogyasztói felhasználás növekedéséhez, és ennek eredményeként az emberi tevékenységből származó hulladék egyre növekvő mennyiségéhez. A háztartási hulladék ártalmatlanítása napjaink egyik globális problémája.

Abszolút minden ország szembesül vele, ez különösen fontos nagyobb városok. Hogyan oldják meg ezt a kérdést hazánkban, és mit tesznek ebben az irányban, számos cikk született és tudományos munkák. Nem megyünk bele a probléma minden árnyalatába, hanem csak azt vesszük figyelembe, amivel találkozunk Mindennapi élet. Hiszen minden udvarban van egy konténer a szilárd hulladéknak, és minden nap el kell döntenünk, hova öntjük a lomtalanítást.

Milyen típusú háztartási hulladékok vannak?

Bármilyen fajta gazdasági aktivitás bármilyen hulladék képződéséhez vezet. De ha az ipari hulladék elhelyezésével nagyjából megoldódott a probléma, akkor a szemetes konténerbe kerülő háztartási hulladékkal még csak a megoldás stádiumában van az ügy. Nem sokat segít minden felesleges hulladéklerakóba való szokásos elszállítása. Ráadásul ezeknek a hulladéklerakóknak az állapota olyan, hogy további bővítésük környezeti katasztrófához vezethet.

Minden háztartási hulladékot két nagy csoportra osztanak:

Szilárd;
Folyékony.

Minden fajnak saját begyűjtési, megsemmisítési vagy feldolgozási módszerre van szüksége.

Szilárd hulladék ártalmatlanítása

Legtöbbjük tönkrement háztartási cikk – ezek régi cipők, szakadt ruhák, használt csomagolások, törött gyerekjátékok és még sok más. Elég csak megnézni a mindenhol kihelyezett szilárdhulladék-konténereket, hogy meggyőződjünk azok óriási változatosságáról.

NAK NEK szilárd hulladék Olyan anyagok, amelyek a háztartási hulladéktömörítő alá eshetnek, a következők:

Papír;
Faipari;
Szintetikus anyagok;
Bőr;
Radír;
Színes és vasfémek.

A sokféle alapanyag miatt különböző típusok A szilárd hulladék ártalmatlanítása elkülönített gyűjtést és különböző feldolgozási módszereket igényel. A hulladék természetes lebomlása mikroorganizmusok hatására csak akkor lehetséges, ha az szerves eredetű. A polimerek és a műanyagok gyakorlatilag elpusztíthatatlanok a természetben, és akár évtizedekig is elhelyezkedhetnek ugyanabban a hulladéklerakóban.

A szilárd hulladék ártalmatlanítása és újrahasznosítása meglehetősen nehéz. Változatos összetételük teljesen kizárja a közvetlen ártalmatlanítás lehetőségét.

Manapság a szilárd hulladék ártalmatlanítása többféle módon történik:

Temetés (különleges helyeken)
Elválasztás (előzetes külön gyűjtemény szemét)
Égetés (nem hatékony módszer)
Pirolízis (hulladék bomlás magas hőmérsékleten)

Ezen módszerek mindegyikének vannak előnyei és bizonyos hátrányai is.

Export- és feldolgozási technológia

Végtére is, a széklet szennyvíz ártalmatlanítását bizonyos egészségügyi előírások betartásával kell végezni.

Manapság háromféleképpen lehet megsemmisíteni a különféle folyékony háztartási hulladékokat:

Tárolótartályokban;
Helyi levegőztető tisztítórendszerekben;
Biológiai kezelés.

Az első esetben a folyékony háztartási hulladék ártalmatlanítása meglehetősen egyszerű. A tárolótartály feltöltése után annak tartalmát speciális hulladéklerakó járművel kiszivattyúzzák és elszállítják feldolgozásra vagy ártalmatlanításra. Bár ezt a módszert széles körben használják, meglehetősen drága. A különféle típusú folyékony háztartási hulladékok ártalmatlanítása ebben az esetben speciális tartályok jelenlétét és drága berendezések használatát igényli. A pöcegödrök takarításának rendszeresnek kell lennie, és folyamatosan fizetnie kell értük.

Ártalmatlanítás VOC-kkal

A szennyvízkezelés a modern helyi tisztítórendszerekben nagyon hatékony. Elérheti a 98 százalékot. Ez azt jelenti, hogy az ilyen feldolgozáson átesett víz már nem jelent környezeti veszélyt, és szabadon engedhető a víztestekbe vagy a talajba kerülhet.

A folyékony hulladék ilyen típusú ártalmatlanítása passzív levegőztetéssel történik. A helyi tisztítórendszer szeptikus tartályból és felszerelt szűrőmezőkből áll. A készülék általában több kamrából áll, amelyekben passzív levegőztetés és ülepedés történik.

Az ilyen szeptikus tartályok fő előnye az energiafüggetlenség, mivel a beléjük kerülő folyékony hulladék ártalmatlanítása természetesen történik. Figyelembe véve azt a tényt, hogy a városon kívül folyamatosan áramellátási gondok vannak, ez nagy plusz.

De a különféle folyékony anyagok ilyen ártalmatlanításának számos hátránya is van. Az ilyen típusú kezelő létesítmények létrehozása nagy beruházásokat igényel, ugyanakkor számos előírást szigorúan be kell tartani egészségügyi szabványokés biztonsági szabályokat.

Biológiai kezelés aktív levegőztetéssel

A VOC-ban lévő folyékony hulladék ilyen módon történő ártalmatlanítása a leghatékonyabb, és gyakorlatilag nincs hátránya. Az egyetlen hátránynak a tisztítómű energiafüggősége tekinthető. A tény az, hogy a hulladéklebontás folyamatában kompresszor által szivattyúzott levegőt használnak. A rendszer hatékonysága a mikroorganizmusok aktivitásától függ, a szerves anyagok lebontásában végzett tevékenységükhöz sok oxigén szükséges.

A folyékony hulladék aktív levegőztetéssel történő ártalmatlanítását egyre gyakrabban alkalmazzák, mivel a megvalósítás költségei minimálisak. Ugyanakkor a tisztítási szint eléri a 98 százalékot.

A kérdés pénzügyi oldala

Minden lakástulajdonos számára fontos, hogy mennyibe kerül a szeptikus tartályban felgyülemlett folyékony hulladék elhelyezése. A fent említett tisztítási módszereket összehasonlítva a következő következtetésre juthatunk. A legdrágább a folyékony hulladék tároló tartályokkal történő ártalmatlanítása, majd a szennyvízelvezető gépek használata. A másik két rendszer költségében gyakorlatilag nincs különbség.