Розділ 1. Поняття відходів, класифікація відходів

ВСТУП

У ринкових умовах значно підвищується попит на кваліфікованих

випускників (фахівців), які могли б грамотно розв’язувати будь–які інженерні задачі, приймати правильні проектні та технологічні рішення з урахуванням економічної складової. Нині масштаби утворення відходів виробництва та споживання настільки значні, що забруднення атмо–, гідро– та літосфери сягає загрозливих масштабів. Стрімке погіршення стану екосфери, пов’язане з утворенням твердих, рідких і газоподібних відходів, може призвести до непоправних негативних наслідків. Тому утилізація відходів стала однією з найактуальніших глобальних проблем. З іншого боку, паралельно з процесами знищення довкілля відбувається виснаження невідновлювальних природних ресурсів, насамперед корисних копалин та прісної води. Разом з тим, велика кількість товарів різноманітної промислової продукції може бути випущена в результаті використання вторинних ресурсів. Значні обсяги відходів дають підстави розглядати їх як цінну сировину для повторного використання.

У зв’язку з цим метою вивчення даного питання є ознайомлення та опанування різними сучасними й ефективними способами утилізації та переробки твердих побутових відходів задля мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище й отримання чималого прибутку. 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1. ПОНЯТТЯ ВІДХОДІВ, КЛАСИФІКАЦІЯ ВІДХОДІВ

Основні властивості твердих побутових відходів (ТПВ), морфологічний склад ТПВ.

Тверді побутові відходи – це відходи, які утворюються в процесі

життєдіяльності людини та накопичуються в житлових будинках, суспільних, навчальних, лікувальних, торгоівельних та інших організаціях (це харчові відходи, предмети домашнього вжитку, сміття, листя, будівельні відходи, макулатура, скло) і не мають наступного використання за місцем їхнього утворення. 

Класифікаційний каталог відходів являє собою перелік видів відходів, систематизованих за сукупністю пріоритетних ознак:

• за походженням;

• за агрегатним і фізичним станом;

• за небезпечними властивостями;

• за ступенем шкідливого впливу.

У низці випадків використовується класифікація відходів за можливістю їхньої утилізації. Наприклад, у Японії ТПВ при організації їхнього селективного збору в місцях їхнього утворення класифікують на горючі, негорючі та цінні.

Оскільки виробнича діяльність людини пов'язана із задоволенням її

потреб, всі відходи, що утворюються, можна принципово розділити на дві великі групи: відходи виробництва та відходи споживання.

Відходи виробництва – продукти, які не виробляються цілеспрямовано,

а утворюються як побічні при створенні кінцевого продукту. Для кожного виробництва характерний свій вид відходів.

До відходів споживання варто віднести відходи, в яких закінчився  

термін придатності у побуті, а також непотрібні людині  продукти або їхні залишки, що утворилися в системі міського господарства.

Найпоширеніші відходи споживання:  

• ТПВ, КГМ (холодильники, пральні машини, плити, дивани);

• автопокришки;

• ртутні лампи;

• авто та електронний лом.

Наступна класифікація відповідно до місця утворення:

• побутові;

• промислові;

• сільськогосподарські.

Залежно від агрегатного стану:

• тверді;

• рідкі;

• газоподібні.

Відповідно до небезпеки впливу на людину й навколишнє середовище

ТПВ поділяються на 4 групи:

• надзвичайно небезпечні;

• дуже небезпечні;

• середньої небезпеки;

• малонебезпечні.

Для практичного вирішення питання переробки ТПВ зручно

класифікувати їх на 4 групи:

1. органічні;

2. неорганічні;

3. змішані (найбільш складні для переробки);

4. радіоактивні.

За морфологічним та хімічним складом всі відходи поділяються на

наступні види.

Біодеградуємі, до яких відносяться харчові, садово–паркові відходи,

папір, деревина, деякі види текстилю, що становлять у середньому 60 – 80 % від маси ТПВ.  

Відходи, що піддаються хімічній деструкції, чорні й кольорові метали, пластмаси.

Баластові – каміння, скло, будівельні матеріали.

Сортування відходів

Роздільна, або селективна, система збору окремих складових ТПВ забезпечує отримання чистих вторинних ресурсів від населення і зменшення кількості відходів, що вивозяться. Ця система вимагає від населення свідомого підходу до видалення ТПВ, збільшення числа обслуговуючого персоналу, тари, спецтранспорту для вивозу кожного виду вторсировини. Ці додаткові витрати цілком окупаються за рахунок утилізації вторинних ресурсів. В Україні селективний збір ТПВ поки не отримав практичного розвитку.

У США відбір населенням фракцій утиля ТПВ (макулатура, текстиль, пластмаси, пляшки й ін.) виконується за спеціальними програмами. Практика роздільного збору ТПВ розвивається й у низці європейських країн. За звичай, в основу таких технологій встановлений принцип збору населенням ТПВ у окремі ємкості (контейнери або мішки) для різних видів відходів. Вказані ємкості розташовують як в домашніх умовах, так і в під'їздах або біля будинків. Існують різні модифікації такої технології. Наприклад, в Німеччині є досвід збору ТПВ в два види ящиків – зелені (макулатура, метал, скло, полімери, тканини) і сірі (решта відходів) з вивозом їх на переробку. Останніми роками в Німеччині роздільний збір ТПВ проводиться за п'ятьма і більше видами.

В Японії, Франції, Австрії й інших країнах є позитивний досвід в

організації роздільного збору ТПВ. Німецькою фірмою «RPP GmbH» для

Криму була запропонована ефективна форма організації збору, переробки й утилізації відходів. Виходячи з її технології, проводиться роздільний (селективний) збір твердих побутових відходів на рівні його виробника – населення. Із цією метою в місцях збору встановлюються контейнери різної форми, кольору і розмірів залежно від кількості збираних фракцій (папір, скло, пластик). Відходи, що залишилися після сортування, піддаються механічно-біологічної обробці, в результаті утворюються три кінцеві продукти, які придатні для переробки: паливо для енергетичного використовування, маса для покриття полігона і металобрухт.

ЗНЕШКОДЖЕННЯ.

З урахуванням санітарних вимог захисту населення у світовій практиці розроблені та використовуються наступні схеми знезараження, переробки, утилізації та захоронення ТПВ:

• знезараження ТПВ шляхом його захоронення на полігонах

(анаеробний процес);

• Знезараження ТПВ шляхом компостування (аеробний процес);

• Термічне знезараження шляхом спалювання;

• Термічне знезараження шляхом прокалювання без доступу кисню

(піроліз);

• знезараження ТПВ шляхом механічного подрібнення і наступного

капсулювання.

• знезараження ТПВ з використанням вермикультур.

• знезараження ТПВ шляхом глибокого пресування.

Захоронення

Одним з найпоширеніших способів утилізації та знешкодження ТПВ є полігонне захоронення. Це найдешевший, але і найтриваліший спосіб, період мінералізації сягає більше 100 років.

Смітник, чи полігон, - це складна система, докладне дослідження якої

почалося порівняно недавно. Справа в тому, що більшість матеріалів, які депонують на полігонах, з'явилися, як і сучасні полігони, не більше 20–30 років тому. Ніхто не знає, за який час вони повністю розкладуться. Коли вчені приступилися до розкопки старих полігонів, вони виявили дивну річ: за 15 років 80% органічного матеріалу, що потрапив на полігон (овочі, хот-доги) не розклалося. Іноді вдавалося прочитати відкопану на смітнику газету 30–річної давнини. Сучасні полігони обладнані всіма типами систем, щоб не допустити контакту відходів з  навколишнім середовищем, саме внаслідок цього, розкладання відходів ускладнене і вони представляють із себе своєрідну «бомбу вповільненої дії».

При недостатній кількості кисню органічні відходи на смітнику піддаються анаеробному зброджуванню, що призводить до формування суміші метану і т.зв. «смітникового газу». У надрах смітника також формується досить токсична рідина (“фільтрат”), потрапляння якої у водойми або в підземні води вкрай небажане.

Безпечна експлуатація полігона включає наступні заходи: 

• процедури виключення небезпечних відходів і ведення запису за всіма прийнятими відходами і точними координатам їхнього поховання; 

• забезпечення щоденного покриття відходів, що вивозяться, ґрунтом або спеціальною піною для запобігання розносу відходів; 

• боротьбу з переносниками хвороб (пацюками й т.д.), зазвичай забезпечується використанням отрутохімікатів; 

• відкачку вибухонебезпечних газів із надр смітника (потім метан може бути використаний для виробництва електрики – по всій Великобританії подібні установки виробляють 80 МВт), для цього в полігон повинні бути убудовані спеціальні вертикальні перфоровані труби; 

• на полігон повинен здійснюватися тільки контрольований доступ

людей і тварин (периметр повинен бути огороджений та охоронятися); 

• гідротехнічні споруди повинні мінімізувати потрапляння дощових

стоків і поверхневих вод на полігон, а всі поверхневі стоки з полігона повинні направлятися на очищення; рідина, що виділяється з відходів, не повинна потрапляти в підземні води – для цього створюються спеціальні системи гідроізоляції; 

• фільтрат повинен збиратися системою дренажних труб і очищатися перед потраплянням у каналізацію або природні водойми; 

• регулярний моніторинг повітря, ґрунтових і поверхневих вод на околицях полігона.   

Польове компостування є найпростішим способом знешкодження і переробки ТПВ. Якщо на полігонах знешкодження протікає протягом           

50–100 років, то при польовому компостуванні цей процес відбувається за 6–18 місяців залежно від кліматичних умов.

Компостування – складний біологічний процес, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Органічні речовини, що легко гниють, розкладаються з утворенням рухливих форм гумінових кислот, добре засвоюваних рослинами. У результаті компостування синтезується гумус, який є основним компонентом ґрунту. В основі отримання компосту лежить процес амоніфікації під впливом бактерій аеробів. У свою чергу амоніфікація є процесом розкладання органічних сполук ТПВ з виділенням аміаку. Тому при компостуванні ТПВ втрачають до 20% (по вазі) органічних речовин. Розкладання органічної речовини ТПВ, що ініціюється мікрофлорою аероба, вимагає постійного притоку кисню і відведення газоподібних продуктів окислення, у тому числі вуглекислого газу. Накопичення вуглекислого газу, знижуючи окислювальний потенціал, може гальмувати процес. Тому в ТПВ повинне підтримуватися певне співвідношення вуглецю й азоту (С:N=25:30). В процесі компостування можна виділити дві основні фази:

 I – отримання біопалива; при цьому зниження вмісту органічної речовини складає 5–8% ваги; 

II – отримання компосту, при якому зниження ваги органічної речовини складає 20% ваги.  

Компостування ТПВ проводиться на майданчиках, розташованих поряд з полігонами.

Сміттєспалювання – це найбільш складний і «високотехнологічний» варіант поводження з відходами. Спалювання вимагає попередньої обробки ТПВ (з одержанням т.зв. палива, витягнутого з відходів). При сортуванні із ТПВ намагаються видалити великі об'єкти, метали (як магнітні, так і немагнітні) і додатково їх подрібнити. Для того щоб зменшити шкідливі викиди з відходів, також витягають батарейки, акумулятори, пластик. Спалювання нерозділеного потоку відходів вважається надзвичайно небезпечним. Таким чином, сміттєспалювання може бути тільки одним з компонентів комлексної програми утилізації.   

Спалювання дозволяє приблизно в 3 рази зменшити вагу відходів, усунути деякі неприємні властивості: запах, виділення токсичних рідин, бактерій, привабливість для птахів і гризунів, а також одержати додаткову енергію, яку можна використовувати  для одержання електрики або для опалення. Тверді побутові відходи транспортуються на сміттєспалювальний завод самоскидами та відвантажуються в бункер - накопичувач з спеціальної естакади. Для забезпечення якісного спалювання відходів вантажопідйомні механізми бункера ТПВ постійно перемішують відходи з метою усереднення морфологічного складу. Ця операція дозволяє стабілізувати температуру спалювання відходів в межах 700–9000С. Із бункера відходи подаються в приймальне відділення котлоагрегату. Температура в шарі відходів складає 350–4500С. Охолоджені відходи викидаються в шлаковидаляч мокрого типу і далі в бункер шлакового відділення. Регулювання якості горіння відходів відбувається шляхом зміни часу їх перебування в зоні горіння, висотою шару відходів. 

 

 

В ИСНОВКИ

Аналіз стану проблем поводження та утилізації твердих побутових відходів показав необхідність системного підходу до їх вирішення. Такий підхід вимагає створення та енергійного впровадження комплексу організаційних, економічних, технічних і природоохоронних заходів.

Вузловими точками такого підходу є: зменшення самих відходів; організація роздільного збирання, перевезення, сортування відходів; переробка та утилізація. Як людство ставиться до сміття, можна судити наскільки суспільство цивілізоване. Чим вищий щабель розвитку, тим гострішою постає проблема утилізації різноманітніших відходів. Водночас суворішають і вимоги до тих, хто дозволяє собі смітити у громадських місцях.

В Україні сміттєва проблема вже застаріла, а особливо проблема утилізації твердих побутових відходів, що ніяк не зрушить з мертвої точки. Жодне підприємство не зацікавлене за свої кошти створювати спеціалізовані цехи й ділянки по переробці й утилізації відходів. Неутилізоване сміття завдає шкоди екології: сміттєзвалища, де гниють сотні тонн непотребу, отруюють повітря, ґрунт, підземні води й перетворюються у серйозну небезпеку для людини і довкілля.

Тож для зменшення впливу відходів на навколишне середовище необхідно вдосконалювати законодавчу базу, оновлювати обладнання підприємств, розробляти нові схеми утилізації відходів та вдосконалювати відчуття сумліності громадян нашої держави.

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Батлук В.А. «Основи екології» / В.А. Батлук.–К.: Знання, 2007.–305 с.

2. Білявський Г.О. «Основи екології»/ Г.О. Білявський.–К.:Либідь, 2004.-295с.

3. Джигирей В.С. «Екологія та охорона навколишнього природнього

середовища» / В.С. Джигирей: – Т–во «Знання», 2007.–286 с. 

4. Охорона природи. Поводження з відходами. Технічний паспорт відходу. Склад, вміст, викладення і правила внесення змін: –ДСТУ 2195–99 (ГОСТ 17.9.0.2–99). На заміну ДСТУ 2195–93 (ГОСТ 17.0.0.05–93).

5. Закон Украины «Об отходах» [Электронный ресурс] / Закон от 05.03.1998

№ 187/98-ВР. Режим доступа: htpp: // http://zakon.rada.gov.ua.

6. Смирнов Н.Н. Экология биосферной катастрофы / Н.Н. Смирнов – М.:

Знание, 1988.-64с.

7. Барабаш М.Б. Экологические проблемы Украины: вопросы и ответы / М.Б

Барабаш, В.П. Баштанник, И.А. Лях – К.: Знание, 1989. –48с.

8. Сердняк А.М Гігієнічна оцінка технології і виробництва, вплив на стан атмосферного повітря / А.М. Сердняк та ін. Зб. наук. пр. // Гігієна

населених місць. Інститут гігієни та медичної екології. - К.: Вип.. 41 2003.–

С.133-139.

9. Касимов А.М. Твердые бытовые отходы. Технологии, оборудование.

Проблемы и решения / А.М. Касимов, В.Т. Семенов, А.М., Коваленко и др.-

Х.: ХНАГХ, 2006.-301с.

10. Вилсон Д. Утилизация твердых отходов / Вилсон Д //Том 1. (перевод с английского).- М.: Стройиздат, 1985.- 336с.

11. Гриценко А.В. Технологические основы промышленной переработки

отходов мегаполиса / Гриценко А.В., Горох Н.П и др. – Х.: ХНАДУ, –2005.-

340с.

ВСТУП

У ринкових умовах значно підвищується попит на кваліфікованих

випускників (фахівців), які могли б грамотно розв’язувати будь–які інженерні задачі, приймати правильні проектні та технологічні рішення з урахуванням економічної складової. Нині масштаби утворення відходів виробництва та споживання настільки значні, що забруднення атмо–, гідро– та літосфери сягає загрозливих масштабів. Стрімке погіршення стану екосфери, пов’язане з утворенням твердих, рідких і газоподібних відходів, може призвести до непоправних негативних наслідків. Тому утилізація відходів стала однією з найактуальніших глобальних проблем. З іншого боку, паралельно з процесами знищення довкілля відбувається виснаження невідновлювальних природних ресурсів, насамперед корисних копалин та прісної води. Разом з тим, велика кількість товарів різноманітної промислової продукції може бути випущена в результаті використання вторинних ресурсів. Значні обсяги відходів дають підстави розглядати їх як цінну сировину для повторного використання.

У зв’язку з цим метою вивчення даного питання є ознайомлення та опанування різними сучасними й ефективними способами утилізації та переробки твердих побутових відходів задля мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище й отримання чималого прибутку. 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1. ПОНЯТТЯ ВІДХОДІВ, КЛАСИФІКАЦІЯ ВІДХОДІВ

Основні властивості твердих побутових відходів (ТПВ), морфологічний склад ТПВ.

Тверді побутові відходи – це відходи, які утворюються в процесі

життєдіяльності людини та накопичуються в житлових будинках, суспільних, навчальних, лікувальних, торгоівельних та інших організаціях (це харчові відходи, предмети домашнього вжитку, сміття, листя, будівельні відходи, макулатура, скло) і не мають наступного використання за місцем їхнього утворення. 

Класифікаційний каталог відходів являє собою перелік видів відходів, систематизованих за сукупністю пріоритетних ознак:

• за походженням;

• за агрегатним і фізичним станом;

• за небезпечними властивостями;

• за ступенем шкідливого впливу.

У низці випадків використовується класифікація відходів за можливістю їхньої утилізації. Наприклад, у Японії ТПВ при організації їхнього селективного збору в місцях їхнього утворення класифікують на горючі, негорючі та цінні.

Оскільки виробнича діяльність людини пов'язана із задоволенням її

потреб, всі відходи, що утворюються, можна принципово розділити на дві великі групи: відходи виробництва та відходи споживання.

Відходи виробництва – продукти, які не виробляються цілеспрямовано,

а утворюються як побічні при створенні кінцевого продукту. Для кожного виробництва характерний свій вид відходів.

До відходів споживання варто віднести відходи, в яких закінчився  

термін придатності у побуті, а також непотрібні людині  продукти або їхні залишки, що утворилися в системі міського господарства.

Найпоширеніші відходи споживання:  

• ТПВ, КГМ (холодильники, пральні машини, плити, дивани);

• автопокришки;

• ртутні лампи;

• авто та електронний лом.

Наступна класифікація відповідно до місця утворення:

• побутові;

• промислові;

• сільськогосподарські.

Залежно від агрегатного стану:

• тверді;

• рідкі;

• газоподібні.

Відповідно до небезпеки впливу на людину й навколишнє середовище

ТПВ поділяються на 4 групи:

• надзвичайно небезпечні;

• дуже небезпечні;

• середньої небезпеки;

• малонебезпечні.

Для практичного вирішення питання переробки ТПВ зручно

класифікувати їх на 4 групи:

1. органічні;

2. неорганічні;

3. змішані (найбільш складні для переробки);

4. радіоактивні.

За морфологічним та хімічним складом всі відходи поділяються на

наступні види.

Біодеградуємі, до яких відносяться харчові, садово–паркові відходи,

папір, деревина, деякі види текстилю, що становлять у середньому 60 – 80 % від маси ТПВ.  

Відходи, що піддаються хімічній деструкції, чорні й кольорові метали, пластмаси.

Баластові – каміння, скло, будівельні матеріали.