Нина ГАВР - Гавришова Нина Андреевна, журналист, кандидат биологических наук. Персональный сайт. Мысли, размышления, анализ, советы, народная мудрость.

Записки журналиста

Статьи: Калейдоскоп фактов

Обработка твердых отходов зв рубежом

Источник: ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ Гавришов
Добавлено: 2012-10-30 14:10:07

   В промышленно развитых странах  в среднем образуется около  0,5 т твердых отходов  в сутки, за год – более 30 млн. т. К 1990 году  в США годовое количество твердых отходов  возрастает до 200 млн. т.Твердые отходы на 78% состоят из горючих компонентов, однако в настоящее время они вывозятся на свалки (до 90%)  и не используются как энергетический материал.
   В соответствии с программой использования регенератив­ной энергии и ее экономии в общественном энергетическом хозяйстве к 1985 г. в ФРГ построено 40 установок для сжи­гания твердых отходов и осадков отстойников, обеспечиваю­щих поступление электроэнергии в городскую сеть /1/.
   Осадок, образующийся после биологической очистки сточ­ных вод, широко используется также в качестве удобрения. Наиболее рационально компостирование подсушенного ила (до концентрации сухого вещества 35%). Для предупреждения воз­никновения запаха, образующегося при анаэробном брожении ила, и сокращения расхода реагентов, необходимых при обра­ботке жидкого ила (расходуется до 800 т извести и 500 т хлорного железа при обработке сточных вод города с населе­нием 185 тыс. чел.), предложено предварительно размещать его на грядах, где он постепенно накапливается, затем сме­шивается шнековым механизмом на небольшой глубине. В результате такой обработки через 2-5 дней он превращается в достаточно твердый материал, который можно применять без добавления древесных стружек /2 /.
   При захоронении отходов на городской свалке с последую­щим уплотнением 2-метрового слоя и покрытием 0,6-метро­вым слоем окультуренной почвы отмечается выделение газа, вследствие чего возникает необходимость в принудительной дегазации с целью защиты окружающей среды. В 1981 г. в ФРГ сооружена специальная система для сбора метана, объе­диняющая на площади 7 га 8 колодцев, скважины глубиной  17 м, трубопроводы, устройство для откачки газа.
   Для стекания конденсата в колодцы трубопроводы распола­гают наклонно. В открытом здании устанавливается вентиля­тор, пульт управления (для регулирования работы вентилятора, горелки и оттока конденсата), распределительное устройство, трансформатор и расходомер. Обеспечен отвод на поверхность 250-26^0 м3/ч газа (вместо расчетных 70-100 м3/ч), полностью ликвидировано вредное воздействие газа на рекультивированные земли и подпочвенные воды.
   Бытовые и промышленные отходы в перспективе могут слу­жить источником энергии. В Великобритании доказана эконо­мическая и экологическая целесообразность отбора газа из мусороотвалов. С 1986 г. эксплуатируется крупный мусороотвал для получения 4400 кубометров газа с содержанием 48% ме­тана /З./. Максимальная производительность мусороотвала  при при освоении 40% его площади составляет 7500 м5/ч. Газ отбирается через 20 скважин глубиной 25 м. Поршневые комп­рессоры сжимают его, газ обезвоживается, охлаждается до 2°С и по газопроводу длиной 5,5 км подается на цементный завод.
   В Англии расчетные запасы газа крупных мусороотвалов эквивалентны 3 млн. т каменного угля, что составляет 1% об­щего расхода топлива в стране  /4/.             
   В ФРГ в 1985 г. объем производства электроэнергии от сжигания отходов достиг 2832 ГВт'ч (0,8% всего расхода энергии на общественные нужды). В настоящее время пример­но треть бытовых отходов сжигается с целью получения элект­роэнергии, которая может покрыть потребность в электроэнер­гии на общественные нужды в размере 2% общего энергопот­ребления  /1/.
   В США разработана программа по утилизации твердых отходов, которая включает захоронение, переработку с повторным использованием некоторых компонентов, а также сжигание с получением электроэнергии /5/. При интенсивном сжигании твердых отходов возможно получение дополнительно 2 МВт электроэнергии или 12606 кг/ч пара. Программой предусмот­рено сокращение на 15% объема сжигаемых твердых отходов -за счет предварительного извлечения стекла, бумаги, алюми­ния.' при минимальном ежедневном объеме сжигаемых отходов 150 т. По усовершенствованной технологии предусмотрено извлечение металлов, накопление и удаление золы, использо­вание топочных газов для работы котлов. Оборудование вклю­чает дозаторы для твердых отходов, вращающиеся печи, уст­ройства для извлечения металлов, котлы, работающие на то­почных газах, пылесборник для летучей золы, камеры для нейтрализации топочных газов.
   Наряду с этим применяется технология Volund- сжига­ние без сортировки. Специальными мостовыми кранами загру­жается материал в бункеры четырех печей, из которых несго­ревшие отходы поступают в контейнеры. Полученный горячий газ поступает в турбогенератор, который обеспечивает на 12% электроэнергией г. Тампо. Станция эксплуатируется кругло­суточно, за неделю перерабатывается 7 тыс. т отходов и про­изводится 428 кВт-ч электроэнергии /6/.
   Активное строительство мусоросжигательных установок (МСУ) в США  начато с 1985 г. Введена МСУ проиэводильностью  907 т/сут, мощностью 22,5 МВт. В 1987 г. начато строительство МСУ производительностью 908 т/ч, в Бей-Каунте в 1987 г. введена МСУ производительностью 463 т/сут, мощностью 11,5 МВт  /7/.
   В США для переработки твердых отходов с получением энергии применяются три технологии, по которым работают различные МСУ: с водотрубными экранами или огнеупорной футеровкой, модульного типа (обычно полностью собранные на заводе-изготовителе) и МСУ, работающие на топливе из от­ходов /8/.
   Из 128 установок 54% в 1984 г. было предназначено для производства пара, 12% - для получения электроэнергии, 8%— для производства и пара, и электроэнергии. Среднее соотно­шение фактической производительности МСУ к проектной со­ставляло 82% (модульных - 92,5%, обычных 76-77%, работающих на топливе из мусора 72,7%). Высокая производитель­ность модульных МСУ объясняется простотой конструкции и удобством в эксплуатации. Важное преимущество МСУ, исполь­зующих топливо из отходов, - сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу по сравнению с другими энергетическими установками /8/.
   С учетом законодательных ограничений, введенных в послед­ние годы по захоронению в грунт многих видов промышленных отходов, в США сжигание является наиболее реальным путем удаления опасных для окружающей среда! отходов. В настоя­щее время предпочтительно использование роторных печей (при­годных для сжигания как твердых, так и жидких отходов), а также передвижных установок фирмы "Shirco", в которых отходы разрушаются под действием излучения ИК-ламп /9/.
   Уменьшению загрязнения окружающей среды способствует термическая переработка твердых бытовых и промышленных отходов, осуществляемая на основе пиролиза и газификации. Эти методы особенно эффективны при переработке трудносго­раемых органических материалов благодаря меньшей энергоем­кости процессов. Они обеспечивают получение материалов, при­годных для повторного использования в промышленности.
   Метод газификации предусматривает получение из органи­ческой части твердых отходов горючих газов, образующихся при высоких температурах с использованием кислорода воздуха, пара или других кислородсодержащих газов.
   Процесс газификации Аndcо—Тоггах впервые разработан и применен в г. Буффало (США). Используемый газогенератор представляет собой вертикальный непрерывно действующий ап­парат шахтного типа, в который периодически загружаются твердые отходы. Снизу в газогенератор подается газ, разогре­тый в специальных печах. Таким образом создается противоточное движение твердой и газовой фаз. Образующийся горю­чий газ поступает затем в камеру сгорания вместе с минеральными отходами, частично сгорающими на дне газогенера­тора, где более высокая температура. Энергия, выделяемая при сжигании газа в камере сгорания, используется для подо­грева вновь поступающего для процесса газификации холод­ного газа. Часть выхлопных газов охлаждается в паровом кот­ле, затем очищается при прохождении через электростатичес­кие фильтры и выбрасывается в атмосферу.
   Для проведения пиролиза в ФРГ используются вращающиеся обжиговые печи, работающие в различном режиме. Процесс ВКМ осуществляется в печи с частотой вращения 0,8-1,5 об/мин (в печи 6 зон нагрева). Измельченная масса от­ходов перемешивается с известняком для нейтрализации приме­сей НСl и  S02 и подается в обжиговую печь. В процессе прохождения через пиролизный реактор масса под термичес­ким воздействием разлагается. В результате образуется пиро­лизный газ и углерод. Продукты переработки охлаждаются во­дой. Уголь отправляется в отвал для очистки и использования в качестве топлива, а газ подвергается дополнительной обра­ботке. Количество тепла, выделяемого при сгорании 1 м3 пиролизного газа, составляет 75 тыс.кДж.
   Процесс Кiеnеr   аналогичен процессу, проходящему во вращающемся реакторе. Реактор внутри оборудован системой трубопроводов, куда поступает выхлопной газ от двигателя силового генератора при 450-500°С, которая недостаточно высока для разложения некоторых отходов.
  Процесс Rоtогруr протекает при 700°С, применяется для совместной переработки бытовых и промышленных отхо­дов /10/.
  
При использовании биогаза необходимо обращать особое внимание на требования, предъявляемые к его подготовке в зависимости от способов дальнейшего применения. Первооче­редным во всех случаях является удаление из газа серы, снижение содержания Н2S до концентрации менее 100 мг/м куб. (доведение с 0,2-1,0 до 0,00556% об.). При получении из биогаза сжиженного метана граничные значения СО2 и Н2 Sсоответственно менее 0,002 и 0,0003% об. При использова­нии осушенного и очищенного С02 биогаэа в двигателях внут­реннего сгорания следует руководствоваться эмпирическим      , 1 соотношением К < 34/р, где К - допустимое граничное со­держание Н2S, % об., Р - рабочее давление газа, кПа  /11/.
   В ФРГ проведены исследования по переработке и исполь­зованию бумажных отходов. Ни одна из применявшихся уста­новок не пригодна для использования бумаги в качестве топ­лива из-за большого количества золы, образующейся при сжи­гании и забивающей решетку топки, что препятствует проник­новению воздуха. В пересчете на аналогичную теплоту сгора­ния объем бумаги в 33 раза превышает объем угля. Предло­жено использовать примеси отходов из пластмассы в макула­туре, что обеспечивает оптимизацию технологии сжигания за счет увеличения средней теплоты сгорания.
   Современному уровню техники и требованиям защиты окру­жающей среды отвечает совместное использование макулатуры и отходов из пластика для энергетических целей в установках с вихревой топкой. Оно наиболее эффективно в системах сред­ней мощности. Экономичны системы перерабатывающие 10— 25 тыс. т макулатуры в год котлами мощностью 4-10 МВт (допустимо использование котлов 12-15 МВт),
   Материал поступает в загрузочную воронку измепьчитепя. предварительно разрыхляющего бумагу, что необходимо в свя­зи с особенностями сжигания бумаги по сравнению с тради­ционными видами топлива. С помощью пневматического или механического транспортера топливо подается в бункер-нако­питель, из которого по другому транспортеру поступает в вих­ревую камеру с конвекционной поверхностью нагрева котла. Отходящие газы из котла через циклон поступают на тканевой пылеуловитель, затем через вытяжную трубу - в трубопровод для отходящих газов. Для удаления золы предусмотрена цент­ральная транспортная система и бункер, а для сорбции ядо­витых газов - воронка для подачи извести.
   В результате применения системы сокращаются расходы по хранению отходов, экономится 1-2 млн.руб. за счет бес­платного топлива. Окупаемость установки 2-3 года. Наиболее рентабельно применение таких энергетических установок при обогреве больниц и других зданий коммунального сектора  /12/.                                                 
  
Решение проблемы переработки твердых отходов тесно связано с развитием систем их сбора и хранения. Система Rollings  обеспечивает складирование отходов в бункере, при эксплуатации которого осуществляется постоянный лаборатор­ный контроль. Основание бункера располагается над уровнем грунтовых вод (с целью предотвращения их загрязнения). Бун­кер разделен бетонными стенками на отдельные камеры, что позволяет хранить несовместимые виды отходов, облегчает* при необходимости доступ к ним в различное время. Основа­ние бункера выполнено из водонепроницаемого материала . Для уплотнения основания применяется двойная плита из полимер­ного материала, который используется и для защиты стен бун­кера. Автоматическая система контроля всех дренирующих слоев снабжена электрической сигнализацией, крышка бункера — системой дегазации. Под мусором расположена фильтрующая перегородка из геотекстиля, соединенная с дренажной систе­мой, через которую отводится избыток воды, собирающейся над полиэтиленовой плитой, снабженной также дренажным сто­ком. В случае выхода воды из дренирующего слоя утечка ре­гистрируется в самой верхней уплотняющей плите, над кото­рой возможно нанесение культурного слоя почвы и озеленение участка. Для этого рекомендуется разместить слой гравия, затем полосу из геотекстиля и покрыть ее почвенно-растительным слоем.
   Перед закладкой в бункер отходы подлежат кондициониро­ванию и уплотнению такими средствами, как зола из мусоро-сжигающих установок, известь, цемент и т.п. Для перемеще­ния отходов внутри бункера в наружных стенах и перегород­ках предусмотрены вырезы, снабженные погрузочными площад­ками. Бункер системы Rollings   надежно предотвращает загрязнение почвы и подземных вод. Хранение промышленных отходов в таких бункерах более экономично / 13/.

 

 

   Переводы с английского языка выполнены Е. В. О с а д ч е и, И. И. Глинской, с немецкого -  Н.Б. Грачевой.

 

 


Понравилась статья? Поделись с друзьями!
Добавить в избранное Добавить в Google - Закладки Добавить в Яндекс.Закладки Добавить в Facebook Добавить в Twitter Добавить в Мой Мир Добавить в Мемори Запостить в ЖЖ Запостить в блог на Liveinternet Поделиться на WOW.ya.ru 0
Нравится
URL
HTML
BBCode


Оглавление   |  На верх


Nik (заполнить обязательно)
Ваш E-Mail Используется только для того что бы вы знали где и какую сделали запись
Комментарий
HTML-теги Вырезаются!!! _SOOBDELHTML2_ (pdf, object, swf)
* Введите защитный код из символов, отображенных в виде изображения.
Если вы не можете прочитать код с изображения, нажмите на изображение для генерации нового вида кода.
 

Страница сгенерирована за 0.409 сек..