Твёрдые бытовые отходы и перспектива их переработки

Любые отходы можно рассматривать в качестве вторичных материальных ресурсов, так как они могут быть использованы в хозяйственных целях либо частично (т. е. в качестве добавки), либо полностью замещая традиционные виды материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов.

Макулатура (бумага)

Ненужная бумага появляется в каждой семье. Потребности в переработке такой бумаги также всегда остаются актуальными. Весь вопрос в том, как организовать утилизацию макулатуры.

В нашей стране наиболее организованным этот процесс был при советской власти. Тогда сбор макулатуры был превращен в широкомасштабную социальную акцию. В современном мире лишней бумаги не стало меньше. Напротив, огромное количество рекламной продукции увеличивает объемы макулатуры. Однако весь этот бумажный материал оказывается на свалке, а не у предприятий-переработчиков.

Методы утилизации бумаги зависят от ее качества. Вся макулатура подразделяется на 12 видов или марок. Эта классификация позволяет разделить бумагу и картон, рассортировать саму бумагу по цвету (белизне) и некоторым специфичным характеристикам (состав волокон, наличие примесей). Все это помогает выбрать технологию утилизации картона и бумаги. Качество сырья определяет и то, на производство каких изделий пустить переработанную макулатуру.

Самое типичное применение переработанной макулатуры: изготовление различных картонов. Экономически это гораздо более оправдано, чем изготовление картона из первичного сырья. Это наиболее распространенная практика при утилизации упаковки: использованный картон вновь перерабатывается, и появляется новая упаковочная тара.

Есть и ряд других случаев, когда переработанное бумажное сырье по-прежнему остается бумажной продукцией, но более низкого качества. При утилизации бумаги могут появиться бугорчатые прокладки, наиболее часто используемые для упаковки яиц. А туалетная бумага образуется после переработки газетно-журнальных листов.

А вот строительные материалы, произведенные из утилизированной макулатуры, уже ничем не выдают своей бумажной основы. Используя в работе волокнистые плиты или эковату, мало кто догадывается об их бумажном происхождении. Волокнистые плиты используются для облицовки зданий вместо ДВП, для подкладки под линолеум, для теплоизоляции стен и даже для производства мебели. Появляются такие плиты после спрессовывания размоченного волокнистого сырья. А на выходе получается материал, широко применяемый в строительстве.

Из бумаги, устойчивой к воздействию влаги, производят полимерно-бумажные плиты. Смешивая такие бумажные отходы с полимерными материалами, на выходе получают плитку для облицовки стен и потолков. Использовать подобные стройматериалы особенно целесообразно для различных подсобных помещений: дач, гаражей, складов.

Как мы видим, утилизация картона и бумаги имеет широкие перспективы. Переработка бумажной продукции позволяет решать многие проблемы экономического и экологического характера. Правда, в настоящее время сфера утилизации макулатуры сама сталкивается с рядом проблем. Оставаясь перспективным направлением деятельности, утилизация упаковки из картона и прочей бумаги упирается в ряд трудностей, без решения которых дальнейшее развитие невозможно. Основными недостатками в организации переработки макулатуры на бумагоделательном оборудовании, является его высокая стоимость, большие энергозатраты, экологически вредная технология и большие затраты на очистку стоков.

Стекло

Наиболее перспективным направлением применения стеклобоя является производство пеностекла -- высокопористого неорганического теплоизоляционного материала, получаемого спеканием тонкоизмельченного стекла и газообразователя. Сырьем для его производства может служить как стеклобой, так стекломасса, сваренная из кварцевого песка, известняка, соды и сульфата натрия. При этом использование стеклобоя, из-за его низкой стоимости, ведет к значительному удешевлению производства. Благодаря тому, что пеностекло практически на 100% состоит из стекла, оно имеет широкий температурный диапазон применения, является негорючим, стойким к агрессивным средам и не дает усадки. Поэтому и область его применения достаточно широка: от промышленного и гражданского строительства до атомной промышленности.

Так же удалось получить несколько новых строительных материалов с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Одно из них - мелкозернистый бетон (доля стеклобоя в составе материала достигает 95%) - изготавливается посредством минерализации пены порошком стеклобоя.

Данный материал, также как и пеностекло, имеют повышенные защитные, антикоррозийные и другие свойства, область их применения - промышленное и гражданское строительство, химическая, атомная, пищевая промышленность и т.д.

Видим, что плюсов у материалов, изготовленных на основе стеклоотходов, много, проведенные испытания также показали, что материалы на основе стеклобоя не уступают, а в ряде случаев и превосходят, по технологическим и функциональным свойствам аналогичные традиционные материалы. Да и рентабельность производства данных материалов весьма высока. Возникает вопрос: почему так мало производств, применяющих данные технологии? Ответ очевиден - для организации производства материалов на основе стеклобоя необходимы существенные капиталовложения в специализированное оборудование. К тому же, имеются проблемы с сырьем -- несмотря на большие запасы и низкую стоимость стеклобоя, предприятий занимающихся его сбором и реализацией - единицы, соответственно, могут потребоваться дополнительные затраты на организацию собственного сбора стеклоотходов.

Выходом в сложившейся ситуации может стать поддержка государства -- организация экофондов для инвестирования подобных проектов и снижение налогов для предприятий, внедряющих новые технологии по переработке стеклоотходов.

Батарейки

Одним классом мусора люди в течение многих лет пренебрегали - это батарейки. Теперь данное пренебрежение постепенно сходит на нет благодаря законодательству, введенному в прошлом году в Великобритании: в последние месяцы сильно выросли показатели переработки батареек. Но технология переработки батареек развивается очень быстро и в самом ближайшем будущем, существующие способы переработки будут уже устаревшими.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка

Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию).

Поскольку сортировка ТБО - одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Санитарная земляная засыпка

Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой - повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

Биотермическое компостирование

Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.

Пиролиз

Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900°С).