Соотношение различных методов обезвреживания и переработки ТБО в различных странах по данным [2,6,7,8] приведено в таблице.

Вторичной переработке (в т. ч. переработке в компост) подвергается незначительное количество ТБО (в соотношении от общего объема). Так по данным [2,9] вторичной переработке и использованию в США подвергается 13,1% всех ТБО, в ФРГ - около 15%, в РФ - лишь 1,3% [2,7].

Таблица 2

Соотношение различных методов обезвреживания и переработки ТБО

Захоронение: Захоронение на полигонах продолжает оставаться необходимым для отходов, не поддающихся вторичной переработке, несгораемых или сгораемых с выделением токсичных веществ. Современные "санитарные" полигоны, отвечающие всем требованиям, не являются просто свалками: они представляют собой сложнейшие инженерные сооружения, оборудованные системами борьбы с загрязнениями воды и воздуха, использующие образующийся в процессе гниения мусора газ для производства тепла и электроэнергии [2].

Главные негативные воздействия скоплений мусора - это воздействие через воздух и воду. Воздействие на воздух происходит за счет ферментации (гниения) ТБО, в результате чего образуются вредные и дурно пахнущие газы. Воздействие на воды, в первую очередь подземные воды, осуществляется за счет образующегося и накапливающегося в ТБО фильтрата, обладающего токсичными свойствами.

В настоящее время в США действует закон, согласно которому специальный полигон для захоронения ТБО оборудуется следующим образом. Дно и стенки захоронения могут быть однослойными, но слой этот обязательно должен быть композитным и состоять из нескольких материалов с различными изолирующими свойствами. Наружная часть композитного слоя состоит из специально уплотненной глины, которая не должна пропускать воду быстрее, чем 1.10-6см/с. Его толщина должна быть не менее 60 см. Внутри захоронение должно быть выложено пленкой высокоплотного полиэтилена. Пленка эта располагается наклонно, так что фильтрат из ТБО стекает в углубления дна и отсасывается оттуда насосами, после чего происходит его обезвреживание [11].

После окончания заполнения захоронение закрывают покрытием, устроенным сходным с покрытием дна и стенок образом, а на покрытие насыпают землю, где высаживают деревья, разбивают парк и делают другие культурные обустройства. Система удаления фильтрата продолжает функционировать и в течение 30 лет происходит санитарное наблюдение за состоянием подземных вод вокруг захоронения.

Однако использование таких полигонов в США выявил ряд недостатков с точки зрения охраны окружающей среды. Фильтрат даже в условиях такой защиты от его попадания, просачивается в подземные воды, загрязняя их. Еще один подход, принятый в США включает непрерывное пропускание откачиваемого фильтрата через слой ТБО (которые для этого метода предварительно измельчаются). При этом происходит значительное ускорение процессов выщелачивания и ферментации, что приводит к увеличению количества образующегося в отходах свалочного газа.

Несмотря на то, что стоимость захоронения ТБО на таких полигонах относительно невелика (от 20 до 40 долларов за тонну ТБО для США), с точки зрения защиты окружающей среды наиболее благоприятная стратегия избавления от мусора - это уменьшение его количества за счет меньшего первоначального производства и повторного использования, либо переработки мусора уже произведенного [11].

В РФ лишь незначительный процент от общего количество свалок удовлетворяет вышеописанным требованиям.

Сжигание: Сжигание ТБО 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 и отопления [2].

Однако сжигание ТБО также является одним из наиболее сложных и опасных (с точки зрения риска загрязнения атмосферы такими веществами, как полихлорированные бифенилы (ПХБ), полихлорированные и полибромированные диоксины и дибензофураны (ПХДД, ПБДД, ПХДФ, ПБДФ) и тяжелые металлы. Даже получение за счет сжигания дополнительной электроэнергии не представляется с этой точки зрения достаточно привлекательным [2, 12-15].

Ситуацию не изменило появление в начале 80-х годов прошлого века мусоросжигательных заводов (МСЗ)"нового поколения", снабженных высокотехнологичными устройствами очистки выбросов. МСЗ были встречены негативно населением из-за боязни диоксинов и других загрязнителей воздуха, а также из-за нерешенности проблем с захоронением токсичной золы, образующейся при сжигании ТБО. В странах с развитым экологическим законодательством до половины капитальных расходов на строительство МСЗ уходит на установку воздухоочистительных систем. До 1/3 эксплуатационных расходов МСЗ уходит на плату за захоронение золы, образующейся при сжигании мусора, которое представляет из себя гораздо более экологически опасное вещество, чем ТБО сами по себе [2, 12].

В настоящий момент с точки зрения возможности образования ПХДД/Ф разработана следующая Европейская норма для МСЗ:

В горячей зоне газы должны находиться при температуре не ниже 8500С в течение не менее 2 секунд (правило 2 секунд) и при содержании кислорода не ниже 6% масс. Содержание диоксинов в отходящих газах МСЗ в единицах I-TEQ не должно превышать 0,1 нг/нм3.

Стоимость сжигания ТБО в настоящее время в развитых странах превышает в 2, а иногда и в 3 раза, чем захоронения на специальных полигонах [2,12].

В РФ строительство МСЗ предполагалось в нескольких городах [13], в т. ч.6 МСЗ в Москве. Однако при этом предполагается использовать устаревшие технологии без глубокой очистки отходящих газов. Также на их строительство требуются значительные капитальные затраты - около 100-150 млн. долларов. Вследствие этого во многих регионах строительство МСЗ приостановлено [14].

Компостирование: Компостирование - это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического - прежде всего растительного происхождения. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а также неразделенного потока ТБО.

Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различное применение в городском и сельском хозяйстве. Компостирование, применяемое в России, например в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО. Такой компост представляет из себя достаточно опасный продукт и находит лишь ограниченное применение. В Западных странах такой компост применяют только для покрытия свалок [2]. Находит применение в России также технология получения вермикомпостов.

Вторичная переработка:

Как отмечается в работе [22], сортировка ТБО является определенной проблемой. Состав ТБО неоднороден. В них находятся различные фракции, которые представляют интерес для использования в качестве вторичного сырья. С другой стороны извлечь их каким-либо механическим устройством достаточно сложно, т.к. они находятся в общей массе мусора. Сложность сортировки ТБО, приводит к тому, что для крупных городов рассматриваются варианты использования ТБО в качестве топлива. Однако следует учесть, что в этом случае происходит загрязнение атмосферы аэрозолями ТМ, а также при этом могут образовываться ПХДД/Ф и другие токсичные органические соединения [12-14]. Предполагаемая в работе [22] многоуровневая очистка отходящих газов МСЗ значительно увеличивает стоимость произведенной электроэнергии. Даже в случае создания МСЗ предварительная сортировка мусора является важным технологическим элементом, позволяющим извлечь вторичные ресурсы и снизить воздействие на окружающую среду МСЗ. Если для крупных мегаполисов с численностью населения свыше 1 млн. человек, создание МСЗ может рассматриваться как один из вариантов решения проблемы ТБО, из-за относительно более высокой стоимости земли для организации полигонов ТБО и высоких транспортных расходов по вывозу мусора, то для городов с численностью населения 500 тыс. - 1 млн. жителей, а тем более с меньшей численностью более эффективными могут оказаться другие способы решения этой проблемы. Для сортировки ТБО могут использоваться 2 возможных подхода:

сортировка мусора в месте сбора, т.е. в каждой квартире и собирать различные фракции раздельно;

сортировать всю массу бытового мусора, перемешанного в мусоропроводах или общих контейнерах централизовано на специальных предприятиях с помощью различных механизированных линий и устройств.

Следует отметить, что в многоэтажных домах (где 6 и более этажей), оборудованных мусоропроводами, осуществлять сортировку по первому пути практически невозможно. Трудно также организовать раздельный сбор в условиях существующих жилых помещений, и решить вопрос своевременного вывоза разделенных фракций [22]. Для комплексной сортировки мусора можно говорить только о механизированной линии на специальных предприятиях.

Опыт применения различных механизированных устройств для сортировки ТБО показал, что их использование имеет очень низкую экономическую эффективность. Например, процент извлечения черного металла с использованием магнитной сепарации оказался очень низким. Устройства по выделению бумаги и тряпья постоянно забивались этими фракциями и выходили из строя, что требовало постоянного наблюдения за ними технического персонала. В цехе по механизированной сортировке ТБО создаются вредные, неблагоприятные для здоровья людей антисанитарные условия. При этом осуществляется лишь частичная сортировка ТБО. По этой причине такие линии были демонтированы, например, в Москве [22].

Из сделанного анализа видно, что, несмотря на актуальность данной проблемы, решение ее вызывает определенные сложности. Поэтому целесообразно рассмотреть метод сортировки ТБО, который включал бы в себя преимущества обоих подходов, при этом, по возможности, исключал бы их негативные моменты.

2.2 Линия сортировки мусора