Краткая история вопроса

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ

Проблема экологобезопасного обращения с отходами приобрела в настоя­щее время глобальный характер. Исторически природоохранное законодатель­ство практически во всех странах мира развивалось применительно к контролю и регулированию загрязнения атмосферного воздуха и поверхностных водоемов, и чем жестче было законодательство по контролю воды и воздуха, тем больше производилось твердых отходов, так как все методы очистки газообразных и жидких сред приводят к концентрации загрязнителей в твердом веществе: илах, осадках, золе, шламах и т.п. Глобальность проблемы отходов определяется еще и тем, что экологические последствия захоронения отходов—через загрязнение почв и подземных вод - проявляются уже в настоящее время и продолжитель­ность этого воздействия в будущем не поддается количественной оценке. В дан­ном контексте человечество является заложником произведенных и постоянно накапливаемых отходов.

На Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992 г.) задача снижения количества отходов отнесена к 10 наиболее важ­ным проблемам экологии (Коптюг В.А., 1992).

Технологии обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов (ТБО) в Российской Федерации и за рубежом

Краткая история вопроса.

По данным археологов, есть все основания считать, что 1-й компост был сделан более 3000 лет до н.э. В это время на о. Крит твердые отходы в ямах послойно покрывались землей.

Впервые ручная сортировка ТБО была применена в конце 18 века в Шотландии в г. Эдинбурге.

Первое «мусоросжигательное» заведение было построено в 1874 году в Англии в предместье Лондона - Паддингтон.

В 1895 году в Нью-Йорке были впервые установлены разные по форме и цвету мусорные ящики для составляющих отходов.

В 1932 году в Голландии был построен первый завод по переработке твердых отходов с глубокой сортировкой.

Твердые отходы – это экологическая проблема, вызывающая наибольшую озабоченность жителей разных стран. В настоящее время в развитых странах, в том числе и в России производится от 1 до 3 кг бытовых отходов на душу населения в день, что составляет сотни миллионов тонн в год.

Проблема ТБО проявляется в следующих аспектах:

- объем ТБО непрерывно возрастает как в абсолютных величинах, так и на душу населения;

- состав ТБО резко усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных компонентов;

- отношение населения к традиционным методам сваливания мусора на свалки становится резко отрицательным;

- законы ужесточающие правила обращения с отходами, принимаются на всех законодательных уровнях;

- новые технологии утилизации отходов, в том числе современные системы разделения, компостирования, мусоросжигательные заводы-электростанции и санитарные полигоны захоронения все более широко внедряются в жизнь;

- экономика управления отходами усложняется. Цены утилизации отходов резко возрастают. Современное управление отходами базируется на государственных и частных предприятиях и крупных инвестициях.

Правительства развитых стран (США, Великобритания, Канада, Швеция, Дания и др.) провозглашают следующий порядок приоритетов в сфере обращения с отходами:

1. предотвращение образования отходов;

2. сокращение количества отходов;

3. вторичное использование отходов в производственных процессах;торичное использование отходов вне места их образования;

4. сжигание отходов с использованием энергии сгорания;

5. сжигание отходов без использования энергии сгорания;

6. захоронение отходов.

В реальности, определяемой финансированием как в этих странах, так и у нас в России порядок приоритетов обращения с отходами следующий:

1. захоронение отходов;

2. сжигание отходов без использования энергии сгорания;

3. сжигание отходов с использованием энергии сгорания;

4. вторичное использование отходов вне места их образования;

5. вторичное использование отходов в производственных процессах;

6. сокращение количества отходов;

7. предотвращение образования отходов.

Сейчас в мире более 1000 мусоросжигательных заводов и более 500 перерабатывающих. В настоящее время известно более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО.

Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки ТБО [1].

Твердые бытовые отходы часто классифицируют по источнику их образования на:

• промышленные,

• бытовые,

• сельскохозяйственные,

• медицинские.

Методы обезвреживания и переработки ТБО по конечной цели делятся на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие и зада­чи экономики - использование вторичных ресурсов); по технологическому принципу - на биоло­гические, термические, химические, механические, смешанные. Большинство этих методов не нашли сколько-нибудь значительного распространения в связи с их технологической сложностью и сравнительно высокой себестоимостью переработки ТБО.

Наибольшее практическое распространение в мировой практике получили экономически и экологически наиболее оправданные методы:

• складирование на полигоне (свалке);

• сжигание;

• аэробное биотермическое компостирование;

• комплекс компостирования и сжигания (или пиролиза) некомпостируемых фракций;

• изготовление гранулированного топлива и компоста.

Остановимся кратко на применении этих методов в разных странах мира и регионах РФ.

Полигон (свалка) - наиболее простой и дешевый метод - устраивают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Там, где это невозможно, приходится устраивать специальное водонепроницаемое основание, что приводит к существенным дополнительным затратам, но кардинально не решает проблему. Площадь земельного участка выбирается с условием срока его эксплуатации 15...20 лет. С экологической точки зрения минусы полигона (свалки) –

- надо находить площади в 40...200 га вблизи крупных городов и изымать их из землепользования, что становится делать все труднее;

- фильтрат, загрязняющий грунтовые воды;

- выброс в атмосферу метана и других токсичных газов, что не только загрязняет воздух вблизи полигона, но и отрицательно влияет на озоновый слой земли;

- при захоронении на полигоне теряются все ценные вещества и компоненты ТБО.

Однако с учетом невысоких (по сравнению с заводами) капзатрат по-видимому, полигон еще многие годы будет оставаться самым распространенным методом обезвреживания ТБО.

Мусоросжигательные заводы получили значительное распространение в странах с высо­кой плотностью населения и большим дефицитом свободных площадей (ФРГ, Япония, Швейца­рия, Бельгия и др.). Главный недостаток мусоросжигательных заводов - трудность очистки вы­ходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов. Кроме того, эти заво­ды превосходят мусороперерабатывающие заводы по капитальным и эксплуатационным затра­там. Увеличение содержания в ТБО полимерных материалов приводит к увеличению концен­трации вредных выбросов в выходящих газах. Для снижения экологической опасности мусоросжигательного завода приходится предусматривать вторую и третью ступень очистки отходя­щих газов, что еще больше увеличивает капзатраты. Сложной задачей при эксплуата­ции таких заводов является, наряду с очисткой отходящих газов, утилизация или захоронение остающихся после сжигания (до 30 % от сухой массы ТБО) токсичной золы и шлака.

Следует отметить, что практически все мусоросжигательные заводы оснащены оборудо­ванием для утилизации тепла. На всех заводах производится извлечение в качестве вторичного сырья черного металлолома.

Оптимальными условиями строительства завода по сжиганию ТБО с утилизацией тепло­вой энергии могут быть:

- обеспечение гарантированными круглосуточными и круглогодичными потребителями
тепловой энергии в комплексе с подстраховывающей ТЭЦ или котельной (если потребитель не
допускает временных перебоев подачи тепловой энергии);

- размещение завода в пределах городской застройки (в промзоне) на расстоянии до 0,5
км от врезки в существующий теплопровод;

- наличие шлакоотвала или потребителя шлака в качестве вторичного сырья не далее 10
км от завода;

- численность обслуживаемого населения не менее 350 тыс. чел.

На мусоросжигательных заводах возможен прием, кроме ТБО, отходов медицинских уч­реждений. Практически все действующие в странах СНГ мусоросжигательные заводы оснащены импортным оборудованием. Организация серийного производства отечественного оборудования должна привести к некоторому снижению стоимости этих заводов.

Во многих европейских странах (Франции, Италии, Германии, Нидерландах и др.), а также крупных городах России (С-Петербурге, Нижнем Новгороде) и СНГ (Минске, Ташкенте, Тбилиси, Алма-Ате, Баку и др.) эксплуатируются заводы, работающие по технологии аэробного биотермического компостирования. При этой технологии ТБО вступают в естественный круговорот веществ в природе, обезвреживаются и превращаются в компост - ценное органическое удобрение, ис­пользуемое, например, для городского озеленения или в качестве биотоплива для теплиц. В процессе переработки создаются условия, губительно действующие на большинство болезне­творных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух. Технологические мероприятия по­зволяют нормализовать содержание в компосте микроэлементов, в том числе солей тяжелых металлов. Из ТБО извлекается лом черных и цветных металлов. Эти заводы оснащаются ком­плектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного металла, стекла, пласт­массы, а также грохотами, дробилками и др. Полный комплект как основного, так и вспомогательного оборудования таких заводов серийно выпускается отечественной промышленностью.

Оптимальными условиями строительства завода по механизированной переработке ТБО в компост являются:

- наличие гарантированных потребителей компоста (органического удобрения или био­топлива) в радиусе 20...50 км;

- численность обслуживаемого населения не менее 100 тыс. чел.

При очистке компоста остается 25...30% некомпостируемых материалов, которые на ком­плексных заводах подвергаются термической переработке (сжиганию или пиролизу с получени­ем тепловой энергии и пирокарбона, применяемого в металлургии).

В последние годы появилась технология комплексной сортировки ТБО с получением высококалорийных топливных гранул. Пока эта технология связана с проблемой, где сжигать это не очень чистое в экологическом отношении топливо.

Выбор метода и типа сооружений в конкретном городе зависит от ряда условий:

•- состава и свойств ТБО;

•- климатических условий;

•- потребности в органическом удобрении или тепловой энергии;

•- экономических и экологических факторов.

Разделительная грань между бытовыми и промышленными отходами явля­ется достаточно условной: в промышленные отходы попадают остатки бумаги, упаковки и т.п., и в то же время в бытовых отходах присутствуют предметы (батарейки, краски, люминесцентные лампы), содержащие высокотоксичные вещества, свойственные для промышленных отходов.

Состав и объем как промышленных, так и бытовых отходов зависят не толь­ко от страны и местности, но и от времени года и от многих других, в том числе и социальных факторов. Объем твердых отходов практически во всех странах ежегодно увеличивается; состав их усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных компонентов; отношение населения к тради­ционным методам захоронения в виде свалок становится отрицательным. Все это, а также истощение природных ресурсов и продолжающееся удорожание добычи ресур­сов в новых труднодоступных месторождениях явилось объективной причиной создания систем управления отходами, включающих правовые, технические, технологические и организационные аспекты деятельности как органов госу­дарственной власти и управления, так и хозяйствующих субъектов.

Другой и не менее важной причиной необходимости создания систем управ­ления отходами явилось осознание мировым сообществом того факта, что от­ходы являются неотъемлемым атрибутом жизни человеческого сообщества, так как их возникновение объективно обусловлено типом нашей цивилизации и разомкнутостью технологических циклов.

Для природопользователя себестоимость природных ресурсов определяется расхо­дами на их добычу. Плата за размещение отходов, покидающих рыночное про­странство, но остающихся в биосфере, как правило, включается в себестои­мость продукции, и поэтому в конечном итоге расплачивается за отходы не производитель, а потребитель.

Попытки оценить в денежном выражении ценность природных ресурсов пока не увенчались успехом: природный ресурс не может рассматриваться как товар, для оценки которого используются методы теорий трудовых затрат и полезнос­ти. Чтобы стать товаром и войти в рамки рыночной системы, природные богат­ства и отходы должны иметь хозяина и цену. Но природные ресурсы, земля не созданы человеком, и поэтому они не могут быть в частной собственности по­добно продукту труда человека. Цену ресурсов в денежном эквиваленте, адек­ватно отражающем полезность определенного вида ресурса для человечества также определить невозможно: как знать, не окажется ли сибирская тайга важ­нее для всей планеты и ценнее всех запасов нефти, если будет найден альтерна­тивный источник энергии? Поэтому экономические причины возникновения проблемы отходов находятся в области нерешенной проблемы оценки природ­ных ресурсов и их описания, экономической классификации как особой катего­рии товара. И пока таких оценок не сделано, в мире наблюдаются две тенден­ции в управлении потоками отходов:

• вовлечение отходов в рыночное пространство путем решения проблем
собственности и цены отходов;

• стремление переориентировать всеми возможными способами (правовыми,
техническими, технологическими, организационными и т. п.) материальное
производство в направлении ресурсосбережения и рециклинга.

Поэтому одним из видов деятельности, обеспечивающим устойчивое и гар­моничное существование Природы и человеческого сообщества, является ра­зумная организация потоков отходов, т.е. управление человеческой деятельнос­тью на каждой стадии жизненного цикла отходов.

Как свидетельствуют опубликованные данные, в Российской Федерации приоритетным на­правлением обращения с отходами также является захоронение (55% от общего количества образованных в 2000 году промышленных отходов и более 95% об­разующихся бытовых отходов захоранивается).

Из вышеизложенного следует, что между осознанием задач в сфере управ­ления отходами и современным состоянием дел наблюдается определенный раз­рыв. Дня преодоления этого разрыва и движения в стратегическом направлении чистого производства и обеспечения поддерживаемого развития пред­лагается создавать и развивать интегрированную систему управления отходами, которая учитывает весь жизненный цикл отходов - образование, сбор, хране­ние, переработку, повторное использование и/или захоронение. Такой всеохва­тывающий подход - «от колыбели до могилы» («crandle-to-grave» approach) - заключает в себе стратегию защиты окружающей среды. Предлагается несколько направлений организационно-управленческих воздействий, направленных на реализацию стратегии чистого производства:

• переориентация деятельности от захоронения отходов к созданию уста­новок, обеспечивающих возврат и повторное использование продуктов;

• стимулирование проектов реконструкции технологических процессов таким
образом, чтобы производимые продукты можно было легко разрушить или
полностью использовать для получения тех же или новых продуктов;

• стимулирование увеличения срока использования продукции, т.к. чем доль­ше она используется, тем меньше потребность ее замены и, следовательно,
тем меньше требуется ресурсов - энергии и сырья для ее выпуска;

• стимулирование замены материалов, производимых из дефицитных ма­териалов, на более доступные, способные накапливаться;

• разработка программ сбора и обмена отходов, позволяющих извлекать полезные компоненты и перерабатывать их в новые продукты, даже если внешний вид и другие характеристики последних будут отличаться от таковых для их предшественников, произведенных по обычным, не­ресурсосберегающим технологиям.

Для реализации новых целей должна быть создана со­ответствующая законодательная, административная, техническая среда. Отсут­ствие правовых институтов создаст препятствия для внедрения самой тщательно продуманной технологии.

Таким образом, институциональные изменения являются приоритетными для переориентации практически всех видов деятельности — от научного творче­ства до материального производства. В свою очередь, сами институциональные изменения возможны в результате осознания обществом вызова времени и фор­мулировки проблем, которые в определенный период превращаются в пробле­мы выживания и сохранения человечества.