Способы утилизации отходов ТБО

1. ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессио

ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Санкт-Петербургский технический колледж управления и коммерции»
по дисциплине: «Индивидуальный проект»
Тема: «Способы утилизации
отходов ТБО»
Группа: 9ТМ
Студент: Ягунов А.С.
Преподаватель: Верюжская Н.Б.
Санкт-Петербург
2017

2.

Человеку в процессе жизни свойственно оставлять за собой всевозможный мусор
и различные отходы, количество которого увеличивается каждый год на 3%,
а площади, занимаемые отходами,
ежегодно увеличиваются на 250 тыс. га.
Твердые бытовые отходы (ТБО)вещества (смеси веществ), —продукты
деятельности человека, образованные
в процессе потребления, признанные
непригодными для дальнейшего
использования непосредственно в
местах своего образования или
утратившие свои потребительские
свойства.

3.

1. СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ
С точки зрения естественных наук,
любое вещество теоретически
может быть использовано тем
или иным образом.
Естественным ограничением
использования является
экономическая
целесообразность
использования.
Утилизация (лат. utilis - полезный) –
изменение отходных материалов до
полного исчезновения или
видоизменения структуры, без
повторного использования.

4.

1.1 Классификация методов утилизации
Основные методы утилизации
Биотермические
(механо-биологические)
Захоронение
на полигонах
компостирование
частично гибнет содержащаяся в
ТБО патогенная микрофлора ,
однако содержащиеся в отходах
токсичные вещества
накапливаются в теле полигона
или переходят в компост.
Термические
(по степени температурного
воздействия )
Сжигание
От 450-2000° С
низкотемпературный
метод
от 450° С
высокотемпературный метод
от 650° С
при высоких температурах
обеспечивают стерилизацию
обезвреживание иных
содержащихся в отходах опасных и
токсичных веществ микрофлоры,
сортировка
и
переработка
относительно экологически
чистый
частично помогает снизить
нагрузку на окружающую
среду и решить вопрос с
дополнительным
получением сырья.

5.

1.2 Основные методы утилизации
На данный момент существуют несколько направлений решения проблемы
удаления отходов из мест проживания человека.
Рассмотрим более подробно следующие методы:
1.2.1 хранение на полигонах
1.2.2 компостирование
1.2.3 мусоросжигание
1.2.4 переработка и
сортировка отходов

6.

1.2.1 Захоронение
(депонирование)
Отходы, которые перерабатывать
нецелесообразно образуют
безвозвратные потери;
предварительно обезвредив, их
захоранивают на спецполигонах.
Технология переработки бытовых
отходов на полигонах, куда
поступает 90-95% общего потока
ТБО, основывается на закапывание
гетерогенного мусора в верхнем
слое земли и самопроизвольном
разложении органической части
отходов.

7. Достоинства:

Достоинства и недостатки
Достоинства:
.
• относительно простой и самый
распространенный метод;
• не требует постоянных крупных
капиталовложений;
• размещение широкого спектра
отходов;
• возможность дальнейшей
рекультивации площадок
Недостатки:
• распространение опасных веществ на большой
территории за счет попадание их в атмосферный
воздух, поверхностные и грунтовые воды, почву;
• приводит к образованию: метана, что
способствует усилению парникового эффекта
(20% эффекта потепления климата;
• самопроизвольное возгорание и образование
диоксинов, взрывы;
• требует значительных затрат:
- на рекультивацию закрытых полигонов;
- регулярного отвода новых земельных участков;
- транспортировку ТБО.

8.

ВЫВОД:
полигонное захоронение не
переработанных отходов не
обеспечивает бактериологическую и
эпидемиологическую безопасность;
способствует распространению
опасных для здоровья веществ на
большой территории.
Расходы на оздоровление этого участка
земли требует больших финансовых
затрат, а с учетом экологических
рисков, стоимости земли и
необходимости ее рекультивации,
полигонное захоронение является
экономически невыгодным.
Затраты на борьбу с последствиями, во много раз превышают расходы на
стрᴏительство заводов по переработке ТБО.

9.

1.2.2 Компостирование ( естественная переработка )
Заключается в естественном
биологическом разложении
(перегнивание) органического
вещества.
Метод применяется для
переработки отходов органического
– прежде всего растительного
происхождения
( листья, ветки, скошенная трава).
Продуктом компостирования является
органическое удобрение –
компост (гумус),
напоминающий почву, которую можно
использовать для удобрения (мульчи),
или биотопливо (сырой компост).

10. Достоинства:

Достоинства и недостатки
Достоинства:
• снижения объема отходов;
• вторичное использование
органических отходов;
• частичное обеззараживание
отходов;
• гибель содержащейся в ТБО
микрофлоры;
• получение удобрения и
биотоплива.
Недостатки:
• присутствие элементов, загрязняющих
почву, споры болезнетворных бактерий,
тяжелые металлы;
• требуется утилизации остатков;
• выделение газообразных продуктов
переработки отходов иногда с
неприятным запахом;
• отсутствия спроса на компост;
• не подходит для неразделенного
городского мусора .

11.

ВЫВОД:
компостирование не обеспечивают
бактериологическую и
эпидемиологическую безопасность
продуктов переработки;
применение зависит от возможностей
использования компоста и от цен на
энергоносители;
использование биогаза как энергетического
ресурса ограничиваются наличием вредных
примесей, которые при сгорании приводят к
появлению в продуктах сгорания ядовитых
веществ, а это требует затрат на
использование систем очистки, что снижает
экономическую эффективность данной
технологии.
Это скорее метод снижения объема, чем утилизации, т.к. металл, стекло,
пластик, обработанная бумага компостированию не подвергаются;

12.

1.2.3 Термическая переработка ТБО
Сжигание в кипящем слое
Сжигание в слоевых
топках
Сжигание ТБО является
одним из наиболее
распространенных
и технически
отработанных
методов
промышленной
обработки
отходов.
Пиролиз
Газификация
Плазменная переработка
Остановимся подробнее на
каждом из способов

13.

Сжигание в кипящем слое
отходы предварительно разделяют на
гомогенные фракции, а затем сжигают в
специальных камерах в присутствии песка,
доломитовой крошки или другого абсорбента,
который обладает высокой
теплопроводимостью.
Метод эффективен для
утилизации различных
видов биомассы, отходов
производства и стоков.
Достоинство:
• позволяет снизить эмиссию
токсичных веществ при
сгорании
Отличается хорошим
перемешивании топлива с
воздухом для горения и
возможностью переработки
отходов с широким
диапазоном изменения
теплоты сгорания .
Недостаток:
• предварительная подготовка сортировка (отсутствие металлов) ,
дробление (менее 10 см)
требуют больших затрат энергии.

14.

Сжигания в слоевых топках на
колосниковых решетках
На большей части современных мусоросжигающих
заводах (МСЗ) используют метод сжигания в
слоевых топках на колосниковых решетках
при температуре 850- 11000С.
Суть метода - слой отходов, загружается на
колосниковую решётку. продуваемую
горячим воздушным потоком воздуха.
Достоинства:
• высокая прочность и надежность,
простота подготовки и подачи
топлива - возможность сжигать
подготовленные (прошедшие
селективный сбор и сортировку),
и неподготовленные (не
измельченные) с линейным
размером до 1 метра ТБО
широкий диапазон изменения
теплоты сгорания.
Недостаток :
• низкая паропроизводительность.

15.

Пиролиз – разложение органических веществ без доступа кислорода.
По степени температурного воздействия
процесс условно делится на:
-низко-температурный (до 650°С)
-высоко-температурный (650-900°С).
Оборудование пиролиза по переработке отходов,
покрышек, пластика, шин
В результате получают газ и твёрдый остаток.
Достоинства:
• использование части газов в качестве
жидкого топлива другими потребителями;
• уменьшение объема отходов(за счет
образования кокса), подвергающегося
полигонному складированию, не нанося вреда
окружающей среде.
Недостатки:
• низкотемпературный пиролиз не
обеспечивают бактериологическую и
эпидемиологическую безопасность
продуктов переработки;
• низкий спрос на продукты
переработки и низкая надежность
оборудования

16.

Газификация – процесс, проводимый аналогично пиролизу , но при температуре
800°-1300°С с подачей в реактор ограниченного количества воздуха и водяного пара.
Технологическая цепь состоит из 4 этапов:
- подготовка;
- переработка для получения пирогаза и
побочных химических соединений
( хлор, азот, фтор);
- охлаждение и очистка пирогаза от
загрязняющих веществ ;
- сжигание очищенного пирогаза в котлахутилизаторах для получения пара, горячей
воды или электроэнергии.
Полученная при
газификации ТБО
электрическая и
тепловая энергия
может быть использована
для электроснабжения и
отопления

17.

Плазменная переработка
высокотемпературная разновидность
технологии пиролиза (газификации)
(от 1300 до 2000°С)
Отличается более высокими
температурами, полностью замкнутом
технологическом цикле системы
меньшем за счет образования коксового
остатка высокой плотности объеме
золоостатков, что упрощает обработку
остаточных продуктов.
Достоинство:
• Позволяет
утилизировать
высокотоксичные
опасные отходы, в том
числе медицинские.
Плазмохимический
реактор
Недостаток:
• применение для утилизации ТБО
ограничивается требованиями с
специальной подготовки
загружаемых отходов,
высоким энергопотреблением,
малой надежностью и
трудностями очистки продуктов
сгорания от тяжелых металлов.
Применяется только на небольших установках для
специальных видов отходов

18.

Достоинства и недостатки термической утилизации
Достоинства:
• уменьшение объема отходов в 10-20 раз;
• получение энергии
(1т мусора может дать 400 кВт/ч)%;
• значительное сокращение содержащиес
в отходах загрязняющие вещества и
полностью их обезвреживание при
высоких температурах;
• получение инертных, не способных к
негативному воздействию на окружающую
среду остатков отходов, с возможностью
экологически безопасно складировать их
на полигонах, либо использовать после
дополнительной обработки;
• замена природных энергоносителей
(нефть, природный газ, уголь), что
способствует сохранению природных
ресурсов.
Недостатки:
• неполное сгорание мусора приводит к
образованию вторичных отходов, золы и
токсичных органических соединений (30%
от исходного вещества);
• технологии пиролиза и плазменной
переработки ТБО, не имеют необходимой
надежности для переработки больших
объемов ТБО;
• метод плазменной переработки
является самым энергозатратным и имеет
высокие эксплуатационные расходы;
• образующийся при горении дым,
насыщенный ядовитыми веществами
утончает озоновый слой;
низкое использование энергетического
потенциала ТБПО
высокая чувствительность к составу сырья

19.

ВЫВОД:
•самой опасной считается термическая
обработка при низких температурах.
• технология сжигания ТБО при высоких
температурах (более +850°С) способна
обеспечить выполнение экологических
требований к продуктам сгорания и снизить
потребность в полигонах для складирования
остатков переработанных ТБО, т.к. именно при
этом происходит «дожигание» остатков отходов
и частичная нейтрализация ядовитых веществ в
выделяемом дыме;
• технология является высокоэкономичной и
может рассматриваться как способ
использования возобновляемых источников
энергии, а современные МСЗ следует
рассматривать как электрогенерирующие
объекты
• технологию сжигания ТБО при температуре от 850 до 1200˚С на МСЗ с выработкой
электричества и тепла можно признать наилучшей доступной технологией , как для
решения проблем утилизации ТБО, так и задач энергосбережения и
энергоэффективности

20.

1.2.4 Сортировка отходов и вторичная переработка (Рециклизация)
Рециклизация- (от англ. Recycling)вторичная
переработка,
рециклинг–
повторное использование или возвращение
в оборот отходов производства.
Все отходы относится к разным видам и
группам опасности, и для более эффективной
переработки необходимо произвести
сортировку гетерогенной мусорной смеси,
которая позволяет уже на начальном этапе
разделить различные категории отходов на
группы согласно их принадлежности.
Сортировка - начальный этап переработки ТБО,
обеспечивающий значительное уменьшение
количества образующихся отходов, снижение
негативного влияния ТБО на окружающую
среду, позволяет извлечь такие ценные вещества
как цветной и черный металл, стекло и пластмасса,
т.е. то, что максимально долго подвергается
разложению и при этом выделяет массу ядовитых
веществ.

21.

Достоинства и недостатки
Достоинства:
• снижение негативного влияния ТБО
на окружающую среду;-позволяет
извлечь ценные вещества;
• снижение расхода первичных
ресурсов; сохранение природных
ресурсов;
• сырьевое обеспечение
производств;
• сокращение объемов ТБО,
подлежащих уничтожению
Недостатки:
• трудоeмкость и токсичeская опасность;
• извлечение вторсырья из
сформировавшегося общего потока
отходов дорого и сложно.
• утилизация оставшихся бытовых отходов
• высокий уровень материальных
и энергетических затрат на сбор,
транспортировку, сортировку мусора;
• не все компоненты не подлежат
переработке

22.

ВЫВОД:
раздельный сбор и выделение вторичных
ресурсов основываются на выборе в
качестве приоритета материальной
ценности вторичного сырья, но при этом не
используется энергетический ресурс ТБО;
существующие технологии разделения
отходов являются затратными, а
извлечение вторсырья из
сформировавшегося общего потока отходов
дорого и сложно
При этом необходимо учитывать, что даже
при высокой степени извлечения
вторичного сырья, оставшаяся часть
бытовых отходов должна быть размещена
на полигонах или утилизирована иными
Учитывая возможности использования ТБО
способами
как вторичного энергетического ресурса,
необходимо ограничиться организацией
сбора только тех вторичных ресурсов
(стекло, металлические банки и т.п.),
переработка которых экономически
выгодна, не требует значительных
энергетических затрат и не наносит
экологического вреда.

23.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
До настоящего момента ни одна из
представленных технологий не
смогла продемонстрировать для
утилизации ТБО жилого сектора свою
техническую надежность в течение
длительного периода эксплуатации,
экономическую целесообразность и
энергетическую эффективность.
Они не позволяют экономически
эффективно и в максимальном объеме
утилизировать ТБО без образования
производственных отходов, и не дают
ожидаемого эффекта – чистоты
окружающей среды.

24.

Проблемы переработки и
утилизации бытовых отходов связаны
со сложностью их морфологического
состава и до настоящего времени не
существует единого мнения
относительно того, какая из технологий
их переработки и утилизации является
наиболее рациональной.
Все имеющиеся в настоящее время
технологии обладают своими
преимуществами и недостатками, так что
при выборе подходящего способа
утилизации ТБО следует максимально
учитывать все существенные параметры.

25.

Список использованных источников
1. [Электронный ресурс] URL:
http://www.eere.energy.gov/golden/ReadingRoom/NEPA/1862/AppendixD.pdf2.
3. Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных
систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные
отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические
обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология
4. Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Пермь,
ПГТУ, 1995.
5. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения
токсичных промышленных отходов. М.: Минздрав СССР, 1985.