Как будет выглядеть будущее без мусора?
Впервые в России губернатор Ленинградской области Александр Дрозденко
поставил задачу - за ближайшие три года добиться создания системы полной переработки бытовых отходов в полезный вторичный продукт, отказавшись тем самым от захоронения мусора на полигонах
Что же будет происходить с содержимым нашего мусорного ведра?
Экспертами общественного экологического Совета при Губернаторе
Ленинградской области предлагается введение многоступенчатой технологии
переработки - как в местах производства отходов, включая жилые помещения, так
и на механизированных предприятиях.
Основные ступени переработки и утилизации отходов следующие.
Раздельные сбор и вывоз накопленных отходов, осуществляемых самими
жителями и фирмами, собирающими у них вторичное сырье. Так можно собрать и
отправить на переработку до 40% массы мусора, но на практике получается
обычно не более 20%. Вторичное сырье можно сдавать за деньги, но часто
граждане готовы отдавать его и даром, если уверены, что из него потом сделают
что-то полезное. Также на стадии сортировки мусора гражданами нужно добиться,
чтобы из общего потока жители отделяли бы особо опасные отходы. Это не только
лампы и батарейки, это и остатки красок и лаков, электроника, «пустые»
аэрозольные баллончики, асбестоцемент, толь, все резиновые изделия, и так далее.
Отдельно накапливается и вывозится крупногабаритный мусор - от диванов и
холодильников до стволов деревьев.
Механизированная обработка на мусороперерабатывающем заводе происходит с
выделением фракции для изготовления техногрунта (это минеральная фракция,
тоже попадающая в мусор, а также мелкие обломки стекла, кирпича, битой посуды, смета песка с улиц - все, что годится для рекультивации отслуживших свое полигонов). Так же выделяются с помощью различных машин-сепараторов те
вторичные материальные ресурсы, которые жители не разложили в разноцветные
контейнеры - металлы, бумага, стекло, пластик, текстиль …Вместе с техногрунтом
они составят примерно 48 % от массы, поступившей на завод.
Далее отходы перерабатываются для выделения топливной фракции и
изготовления SRF (12% от массы) - так называется solid recovered fuel (SRF),
твердое топливо производимое из биологических отходов, и имеющее очень
ограниченный спектр применения, его обычно закупают цементные, реже -
металлургические заводы, как добавку к углям. Реализация этого топлива
маловероятна, но, во-первых, эту фракцию нужно обязательно выделять, чтобы она не гнила и не распространяла запахи и бактерии, а во-вторых, если переработать SRF в жидкое топливо методом пиролиза, можно использовать полученное моторное топливо на нужды самого предприятия, избавив
мусороперерабатывающий завод от необходимости покупать тепло и
электричество. А тепла нужно много - отходы на завод приходят влажные от
дождя и снега, более 20% их массы составляет вода, их надо сушить перед
переработкой.
Так у нас осталось примерно 20% от поступивших на завод отходов, которые
состоят из совсем уже мелких кусочков пластика, обрывков бумаги, тряпочек,
осколков стекла и керамики, с некоторым количеством пищевой органики.
Наличие органики не дает нам использовать эту смесь как техногрунт,
обезвреживать её в биобарабанах дорого, поэтому скорее всего её будет выгодно
переработать в пиролизных реакторах. Пиролиз - технология, позволяющая в
бескислородной среде в герметически закупоренном реакторе при относительно
невысоких температурах (до 600°С), расщепить углеводородные цепочки с
образованием промежуточного пиролизного газа. Затем газ проходит через систему конденсирования, переходя в жидкое состояние. Далее жидкая смесь
углеводородов посредством механической и химической очистки доводится до
качественных параметров, аналогичных судовому моторному топливу. В
результате пиролиза образуется три продукта: моторное топливо; пиролизный газ
для генерации тепловой энергии для сушильных комплексов мусороперерабатывающего предприятия; твердый остаток, который отправляется
на участок литификации.
Твердого осадка, по опыту, получается примерно 5-10% от загруженной в
пиролизную колбу массы. Он состоит в основном из минеральной смеси с
примесью углей и путем добавления модификатора и иных связующих
превращается в камень, обычно используемый для проведения работ по
инженерному содержанию территории завода. В результате используемой при
литификации добавки достигается иммобилизация экотоксикантов в
новообразованной кристаллической решетке, что позволяет получить
бактериологически и химически безопасный, прочный, не растворимый, не
пахнущий продукт.
Подобные заводы выходят на самоокупаемость за 6 лет, а далее начинают
приносить прибыль. Для жителей сохраняется только оплата за вывоз мусора - и
то, только смешанной его части, за вывоз раздельно собранного мусора мы и
сейчас не платим ничего. За захоронение платить будет не надо, потому что
захоронения не будет. За переработку мусора платить надо будет в первые 6 лет, а потом, вполне возможно, завод сам начнет платить за то, что ему привезли мусор на переработку.
Что же будет с закрываемыми полигонами отходов? Куда денется обслуживающий их персонал? На какие деньги проведут рекультивацию, и кто будет следить за полигонами в ближайшие 50 лет, пока из них будут выделяться
горючие газы?
Полигоны получат изготовленные на заводе техногрунт и литифицированный
осадок пиролизного реактора для своей рекультивации. К тому же у них останутся
большие запасы горючего газа - по подсчетам специалистов, занимающихся
дегазацией полигона, из одной тонны отходов на полигоне можно получить более
100 куб.м. газа с содержанием метана 50%.
На полигоне отходы проходят через одну аэробную и три анаэробных фазы гниения под воздействием бактерий, гнета почвы и температуры. В результате этих процессов образуются свалочные газы, которые в больших концентрациях могут представлять опасность для человека. Растущее в толще карты полигона давление неизбежно приводит к тому, что накопившиеся газы бесконтрольно прорываются из-под земли. При этом свалочный газ обладает большим потенциалом для использования в качестве топлива, ведь до 60% его объема приходится на метан. Калорийность свалочного газа может составлять от 3,5 до 5,5кВтч/м3.
Таким образом, собирать свалочный газ не только необходимо для защиты человека от воздействия вредных веществ, но и может быть весьма прибыльно. Поэтому во всем мире широко распространена практика дегазации полигонов, то есть сбора и повторного использования свалочного газа. Собранный газ используется для нужд обслуживания полигона, отопления и выработки электроэнергии, а также для производства экологического автомобильного топлива.
Неконтролируемое выделение газа из полигона представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Прежде всего это связано с созданием пожароопасных условий на самих полигонах и в прилегающих сооружениях. Случаи отравлений, сопровождающиеся часто смертельными исходами, наблюдаются при техническом обслуживании инженерных коммуникаций, расположенных вблизи полигонов, не оборудованных системами сбора и утилизации свалочного газа. Накопление и миграция свалочного газа в полостях и порах верхней части почвенного горизонта приводит к затруднению дыхания корневой системы растений, а затем и к полному подавлению жизнедеятельности растений. Метан и диоксид углерода, составляющие основу свалочного газа, являются парниковыми газами, значительно усиливающими эффект глобального изменения климата.
В настоящее время к основным способам утилизации свалочного газа относятся:
- сжигание в факеле, направленное прежде всего на уничтожение и ликвидацию газа
в целях снижения экологической нагрузки и опасности возгорания полигонов;
- сжигание необработанного газа для получения тепла;
- очистка газа для дальнейшего использования в установках генерации
электрической и тепловой энергии;
- очистка газа для дальнейшего использования в качестве газомоторного топлива;
- получение биометана с содержанием метана свыше 96 % для дальнейшего
использования в системах газоснабжения.
Одной из приоритетных задач Энергетической стратегии России на период до 2030 года является увеличение доли энергии, вырабатываемой за счет использования возобновляемых источников. В этом плане дегазация полигонов ТКО и использование свалочного газа в энергетических целях является наиболее
перспективным направлением.
Так наши полигоны после своего закрытия превратятся в электростанции,
снабжающие энергией ближайшие производства и поселки. При насыщении тела
полигона метанообразующими бактериями и создании системы активной, с
использованием насосов, дегазации, вся установка, состоящая из дегазационной
системы и электрогенерационного блока, стоимостью в 100 млн.р. окупится за 12-15 лет.
Юрий Шевчук, Зеленый Крест