як сировина для виробництва білого цементу, будівельного вапна та скла (породи, які містять крейду СаСО3), портландцементу (глинисті сланці), керамзиту (пластичні глини), силікатної та будівельної цеглини (золошлакові відходи теплових електростанцій та металургійних заводів) тощо.

Промисловість будівельних матеріалів - єдина галузь, яка в значних масштабах використовує багатотоннажні відходи виробництва.

3. Вторинне використання відходів як сировини. Деякі відходи за своїми властивостями близькі до природної сировини, тому їх використовують для отримання певної речовини або сировини для отримання нових видів продукції. Зокрема, виробництво графіту з графітних руд і графітної кіпті, яка при цьому утворюється; отримання сірчаної кислоти, яке відбувається при збагаченні вугілля з метою зниження в ньому вмісту сірки. Повторне отримання алюмінію з лому економить до 90 % електроенергії, яка необхідна для його виплавки з руди, що зменшується кількість необхідної первинної сировини, а надалі пустої рудної породи, а також зменшується кількість викиді в атмосферу.

4. Використання відходів у сільському господарстві в якості добрива або засобу меліорації. Наприклад, розроблені технологічні процеси отримання з фосфогіпсу цінного хімічного добрива - сульфату амонію, а також вапна для хімічної меліорації солонцевих ґрунтів. Вапняні меліоранти (поглиначі) кислих ґрунтів одержують також із золошлакових відходів металургії, відходів паперової, шкіряної та інших галузей виробництва. Використання відходів промисловості в сільському господарстві має свої труднощі, які пов'язані з наявністю в них важких металів, арсену, фтору, селену та інших шкідливих елементів.

5. Використання в якості палива у комунально-побутовому та виробничому споживанні відходів лісової та деревообробної галузей промисловості, та відходів сільського господарства.

Методи переробки промислових відходів поділяються на декілька груп.

1) Механічні методи застосовуються при підготовці відходів до переробки. До них відносяться подрібнення та агрегація.

До методів подрібнення відносять дроблення й молоття.

• Дроблення відбувається шляхом роздавлювання, розколювання, розмелювання, різання, розпилювання, стирання та різні комбінації цих методів. Для подрібнення застосовують наступне устаткування: дробарки різних типів, дискові пили, копрові механізми (установки для розбиття крупних предметів на дрібні шматки). Для подрібнення в' язких, пружних і в' язкопружних матеріалів (гума, пластмаса) застосовують техніку криогенного подрібнення, яка дозволяє охолоджувати матеріал нижче температури крихкості цих речовин.

• Молоття застосовується при необхідності отримання з кускових відходів дрібнодисперсних фракцій. Для розмелювання використовують млини, а для розділення на фракції - грохоти та сита різних форм і розмірів.

Агрегація відходів це процес укрупнення дрібнодисперсних часток. Вона використовується для зменшення об' єму відходів і підвищення раціональності їх подальшого використання й транспортування. До методів агрегації належать:

• грануляція - формування агрегатів, зазвичай, кулястої або циліндричної форми з порошків, паст, розплавів матеріалів, що переробляються. Застосовуються вібраційні й ротаційні гранулятори різних конструкцій;

• таблетування - грануляція порошкових матеріалів із використанням машин таблеток різних типів. Таблетування застосовується для виробництва з відходів різних адсорбентів, каталізаторів, вітамінних, лікувальних препаратів тощо;

• брикетування використовують з метою надання відходам компактності для покращення їх транспортування, зберігання та переробки. Брикетування дисперсних матеріалів проводять, як з додаванням зв'язуючих речовин, так і без нього. Для брикетування використовують преси різних конструкцій;

• високотемпературна агломерація застосовується в металургійних виробництвах при обробці пилу, окалини, шламів і дрібних часток рудної сировини;

• змішення матеріалів застосовується для усереднювання дисперсних відходів і приготування на їх основі багатокомпонентних сумішей. При цьому використовують різні механізми змішувачів - механічні, гравітаційні, пневматичні.

2. Фізичні методи. Після подрібнення відходи розділяють на фракції. Основою методу є використання відмінностей в фізичних властивостях відходів (магнітних, електричних, електромагнітних). Фізичні методи застосовуються при переробці:

• твердих промислових відходів, що містять чорні та кольорові метали;

• радіоелектронної апаратура, яка вийшла з ладу;

• сумішей пластмас;

• шлаків кольорової металургії.

До фізичних методів відносяться:

• магнітна сепарація використовується для відділення магнітних складових від немагнітних, застосовуючи магнітний сепаратор;

• електросепарація заснована на відмінностях електрофізичних властивостей матеріалів, застосовується для розділення відходів, які містять домішки кольорових металів;

• для розділення кускових та сипких матеріалів також застосовують просіювання або грохочення (на ситах, гратах і грохотах), розділення під дією гравітаційних (інерційних) сил.

2. Гідродинамічні методи:

• гравітаційні - відстоювання під дією сили тяжіння у відстійниках;

• розділення під дією відцентрової сили в центрифугах і гідроциклонах;

• фільтрація під дією різниці тиску через фільтруючу перегородку;

• електрофільтрація під дією електричного поля.

2. Методи засновані на теплообмінних процесах. Застосовуються апарати типу нагрівачів, охолоджувачів, кип'ятильників, випарників, конденсаторів тощо. Теплообмінні процеси лежать в основі роботи сорбціонно- десорбціоних, випарувальних та екстракційних установок.

3. Методи засновані на процесах дифузії є основою процесів розділення двофазних систем з метою утилізації окремих компонентів відходів. До них відносяться сорбціонні методи очищення стічних вод та відхідних газів.

4. Методи засновані на хімічних процесах. До них відносяться:

• вилуговування (екстрагування). Метод застосовується при переробці гальваношламів, відвалів гірничодобувної промисловості, деяких металургійних і паливних шлаків, деревних та інших відходів. Метод заснований на вилученні компонентів із комплексного матеріалу шляхом виборчого розчинення в рідині - екстрагенті;

• кристалізація - виділення твердої фази в вигляді кристалів із насичених розчинів, розплавів або пари. Метод застосовується при переробці рідких й твердих відходів;

• коагуляція та флокуляція широко застосовуються при очищенні стічних вод;

• хлорування й озонування застосовуються для знезараження стічних вод;

• спалювання відходів також відноситься до хімічних методів, оскільки це окислювально-відновний процес.

2. Методи засновані на біохімічних процесах застосовуються для очищення від нафтопродуктів стічних вод та ґрунту.

3. Термічні методи (безполуменеві). Метою термічної обробки є знешкодження відходів, зменшення їх об' єму, а також отримання цінних товарних продуктів. До термічних методів відносяться:

• жідкофазне окислення («мокре спалювання»), яке використовується для знешкодження рідких відходів та опадів стічних вод. Органічні домішки стічних вод окисляють киснем повітря при температурі 200 - 300^оС та тиску 2-28 МПа. Метод застосовується нечасто тому, що має певні недоліки: висока вартість; сильна корозія устаткування; утворення накипу на поверхнях теплообмінників;

• гетерогенний каталіз застосовується для знешкодження газоподібних і рідких відходів з низькою концентрацією горючих домішок. Процес протікає при температурі 200-300 °С в спеціальних термокаталітичних реакторах. Для прискорення хімічних реакцій використовуються каталізатори;

• газифікація - термохімічний високотемпературний процес взаємодії органічної маси відходів з газифікуючими агентами - повітрям, киснем, водяною парою, діоксидом вуглецю або їх сумішами. Процес здійснюється в механізованих шахтних газогенераторах. В результаті переробки відходів утворюються горючий газ, смола та шлак;

• піроліз - термічне розкладання відходів без доступу повітря. В результаті процесу утворюються: піролізний газ з високою теплотою згоряння; рідкі продукти; твердий вуглецевий залишок (кокс).

Контрольні питання:

1. Дайте загальну характеристику відходів промисловості.

2. За якими ознаками класифікують промислових відходи?

3. Як впливають місця накопичення відходів на довкілля?

4. Напрями використовування відходів виробництва.

5. Які технологічні ресурсні цикли Ви знаєте? Дайте характеристику кожному технологічно ресурсному циклу.

6. На які групи розподіляють основні технологічні процеси переробки промислових відходів?

7. Для чого використовують механічні методи знешкодження та утилізації промислових відходів?

8. Для чого використовують фізичні методи знешкодження та утилізації промислових відходів?

9. Для чого використовують гідродинамічні методи знешкодження та утилізації промислових відходів?

10. В яких випадках використовують теплообмінні, дифузні, хімічні та біохімічні процеси при знешкодженні та утилізації промислових відходів?

11. Термічні методи знешкодження та утилізації промислових відходів.

Методи знешкодження та утилізації промислових відходів

• Методи складування та захоронення відходів.

• Спалювання промислових відходів.

• Піроліз промислових відходів.

• Сушка промислових відходів.

Основні поняття: складування відходів, захоронення відходів, спалювання відходів, піроліз відходів, газифікація відходів, сушка відходів.

До методів складування та захоронення відходів, які знайшли практичне застосування, відносяться: відвали, шламосховища, полігони, могильники, санітарна земляна засипка (поховання), закачування в глибокі підземні свердловини.

У відвалах лежать - гірська порода, металургійні шлаки, золошлаки теплоелектростанцій; у шламосховищах (шламонакопичувачах) - фосфогіпс та хлорид-сульфатні шлами виробництва соди, шлами глиноземних заводів, вугільні шлами, нафтошлами тощо; на полігонах (звалищах) - побутові відходи; у могильниках - високотоксичні та радіаційні відходи.

Метод захоронення промвідходів в шламосховищах і відвалах відносно недорогий, але вимагає наявності великих земельних ділянок, є потенційним джерелом забруднення вод та повітря, вимагає застосування дорогих і не завжди доступних матеріалів.

Підземне захоронення не вимагає використання поверхні землі, проте вимагає специфічних геологічних умов, і може бути джерелом неконтрольованого забруднення підземних вод в майбутньому.

Спуск у водоймища та захоронення в океанах відносно недорогий метод, який не вимагає використання земельних ділянок, але є потенційним потужним джерело забруднення водоймищ, що може призвести до їх деградації.

Захоронення токсичних та радіоактивних відходів здійснюють у геологічних формаціях після їх попередньої обробки, передусім шляхом перетворення на продукти випалення і (чи) осклування.

Багато геологічних формацій можуть бути використані для надійного поховання токсичних і радіоактивних відходів, передусім - це кам'яна сіль, глинисті та скельні породи, зокрема вулканічні, осадові породи (вапняк й ангідрид). Перевагою скельних порід є міцність, яка гарантує цілісність зроблених стволів, штреків, штолень тощо. До того ж з таких сховищ можна при необхідності дістати відходів. Але скельні породи, на відміну від соляних і глинистих, не нездатні до «самозатягування» тріщин, які утворилися, що є недоліком цих формацій.

Рекомендується розташовувати сховища в гранітних породах або в гнейсах, які належать до класу кристалічних силікатних порід. Це тверді породи, які закристалізовувалися при підвищеній температурі та тиску на значній глибині в земній корі. До того ж граніти й гнейси - найбільш поширені типи порід у 10-кілометровому шарі континентальної земної кори. Мають високу механічну міцність, хорошу структурну та хімічну стабільність.

Одним з перспективних варіантів захоронення промислових відходів у підземних виробок шахт. Шахти, які виводяться з експлуатації, мають мільйони кубометрів підземних просторів техногенного походження. Захоронення твердих промислових відходів в підземні виробки матиме подвійний ефект: по- перше, це дозволить повернути в господарський оборот десятки тисяч гектарів землі та поліпшити екологічну обстановку, в щільно населених промислових регіонах; по-друге, запобігти (пом'якшити) наслідки, пов'язані з руйнуванням виробок шахт, які закриваються. Але специфіка вугільних шахт накладає серйозні обмеження на види відходів, які можна в них розміщувати.

Місця складування відходів (МСО) за категоріями екологічної безпеки, ступенями державного контролю й підвищення рівня екобезпеки розподіляються на:

• малонебезпечні - спорадичний регламентний контроль;

• помірно небезпечні - періодичний регламентний контроль, вимагають визначення шляхів зменшення забруднень;

• небезпечні - постійний контроль, вимагають заходів щодо захисту, моніторингу та локалізації забруднень;

• надзвичайно небезпечні - є об'єктами особливої уваги держконтролю та вимагають обов'язкових заходів щодо захисту, моніторингу та припинення експлуатації.

Спалювання - найбільш поширений спосіб термічного знешкодження промислових відходів. Спалювання здійснюється в печах і топках різних конструкцій.

Промислові печі - це технологічні або енерготехнологічні агрегати, в яких тепло спаленого твердого, рідкого або газоподібного палива використовують для здійснення певних технологічних процесів або опалення. В основу класифікації пристроїв для спалювання відходів покладені ознаки аеродинамічного характеру. У зв'язку з цим розрізняють топки шарові - для спалювання кускового палива (наприклад, не подрібнених твердих побутових відходів) та камерні - для спалювання газоподібних й рідких відходів, а також твердих відходів в пилоподібному стані. Комбінований спосіб спалювання реалізується у факельно-шарових топках. Особливе місце в цій класифікації займають барботажні й турбобарботажні топки для спалювання рідких відходів.

Піроліз є процесом розкладання органічних сполук під дією високих температур за відсутності або браку кисню. Характеризується протіканням реакцій взаємодії та ущільнення залишкових фрагментів, початкових молекул, внаслідок чого відбувається розщеплення органічної маси, рекомбінація продуктів розщеплення з отриманням термодинамічно стабільних речовин: твердого залишку, смоли, газу. Застосовуючи термін «піроліз» до термічного перетворення органічного матеріалу, мають на увазі не лише його розпад, але й синтез нових продуктів. Ці стадії процесу взаємопов'язані та протікають одночасно з тією лише відмінністю, що кожна з них переважає в певному інтервалі температури або часу.

Загальну схему піролізу можна представити наступним чином:

тверді відходи + додаткове тепло ^ твердий залишок + рідкі продукти + гази ± вторинне тепло.

Слід відрізняти піроліз від близького до нього процесу газифікації. Газифікація є термохімічним високотемпературним процесом взаємодії органічної маси або продуктів її термічної переробки з газифікуючими агентами, внаслідок чого органічна частина або продукти її термічної переробки перетворюються в горючі гази. В якості газифікуючих агентів застосовують повітря, кисень, водяну пару, діоксид вуглецю, а також їх суміші.

Процеси піролізу відходів набули більшого поширення, ніж газифікація. Піролізу піддаються тверді побутові та близькі до них по складу промислові відходи, відходи пластмас, гуми (у тому числі, автомобільні покришки), інші органічні відходи.

З санітарної точки зору процес піролізу має кращі показники в порівнянні зі спалюванням. При піролізі зменшуються кількість відхідних газів, які необхідно очищувати, об' єм твердого залишку (сажі, активованого вугілля тощо), який до того ж можна використовувати в промисловості.

Існує два різні типи піролізу.

Окислювальний піроліз - процес термічного розкладання промислових відходів при їх частковому спалюванні або безпосередньому контакті з продуктами згорання палива. Цей метод застосовний для знешкодження багатьох відходів, у тому числі «незручних» для спалювання або газифікації: в' язких, пастоподібних відходів, вологих опадів, пластмас, шламів з великим вмістом золи або забруднених мазутом, маслами тощо. Також окислювальному піролізу можуть піддаватися відходи, що містять метали та їх солі, які плавляться та загоряються при нормальних температурах спалювання, відпрацьовані шини, кабелі в подрібненому стані, автомобільний скрап тощо. Цей метод є перспективним напрямом утилізації твердих промислових відходів і стічних вод.

Сухий піроліз - процес термічного розкладання без доступу кисню. В результаті утворюється піролізний газ з високою теплотою згорання, рідкий продукт і твердий вуглецевий залишок. Сухий піроліз забезпечує високоефективне знешкодження відходів та можливість їхнього використання в якості палива та хімічної сировини, що сприяє створенню маловідходних і безвідходних технологій та раціональному використанню природних ресурсів.

В залежності від температури протікання піролізу, розрізняють:

• низькотемпературний піроліз або напівкоксування (450-550 °С), для якого характерні максимальний вихід рідких і твердих (напівкокс) залишків та мінімальний вихід піролізного газу з максимальною теплотою згорання. Метод підходить для отримання первинної смоли (цінного рідкого палива), для переробки некондиційного каучуку в мономери, що є сировиною для вторинного створення каучуку. Також напівкокс можна використовувати в якості енергетичного та побутового палива;

• середньотемпературний піроліз або середньотемпературне коксування (до 800 °С) дає вихід більшої кількості газу з меншою теплотою згорання та меншої кількості рідкого залишку й коксу;

• високотемпературний піроліз або коксування (900-1050 °С), для якого характерні мінімальний вихід рідких і твердих продуктів та максимальне утворення газу з мінімальною теплотою згорання - високоякісного пального, придатного для далеких транспортувань. В результаті зменшується кількість смоли та вміст в ній цінних легких фракцій.

Метод сухого піролізу набуває все більшого поширення та, на сучасному етапі розвитку науки й техніки, є одним з найперспективніших способів утилізації твердих органічних відходів та виділенні цінних компонентів з них.

Сушка є процесом видалення вологи з твердого або пастоподібного матеріалу шляхом випарування рідини, яка в них міститься, за рахунок підведеного до матеріалу тепла. Сушка вимагає значних витрат тепла.

Сушку широко застосовують в хімічній, хіміко-фармацевтичній, харчовій та інших галузях промисловості. Відносно широке застосування сушка отримала в області обробки осаду міських стічних вод (барабанні сушарки, сушка в зустрічних струменях). Процеси термічного видалення тієї частини вологи, яку неможливо видалити механічним шляхом, можуть також знайти застосування при обробці промислових відходів, які необхідно підготувати до транспортування та подальшої переробки (наприклад, гальванічні шлами). Сушка здійснюється конвективним, контактним, радіаційним та комбінованими способами.

Метод сушки обирають на основі технологічних вимог до висушуваного продукту й з урахуванням техніко-економічних показників. Процес сушки здійснюється за рахунок теплової енергії, що виробляється в генераторі тепла. Генератором тепла можуть служити парові або газові калорифери, топки, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі, інфрачервоні випромінювачі та генератори електричного струму. Вибір генератора тепла зазвичай визначається схемою та методом сушки, фізичними властивостями висушуваного матеріалу та необхідним режимом сушки. Доцільно використовувати тепло відхідних газів, або відпрацьованої пари, при цьому одночасно утилізуються теплові відходи.

Сушка - це тепломасообмінний процес. Видалення вологи з поверхні тісно пов'язане з просуванням її зсередини до поверхні. Сушка відрізняється від випарювання тим, що в першому випадку видалення вологи відбувається при будь-якій температурі, в другому - якщо тиск пари, що утворюється, дорівнює тиску довкілля (наприклад, кипіння води відбувається при тиску, рівному барометричному). Випарювання походить з усієї маси рідини, при сушці ж волога віддаляється з поверхні висушуваного матеріалу. Випарювання - інтенсивніший процес, ніж сушка, проте не усі матеріали можна піддавати випарюванню. Так, волога з твердих матеріалів віддаляється тільки тепловою сушкою.

При сушці деяких матеріалів до низької кінцевої вологості тепло витрачається не лише на підігрівання матеріалу та випар вологи з нього, але й на подолання зв'язку вологи з матеріалом. В більшості випадків при сушці віддаляється водяна пара, проте, в хімічній промисловості іноді доводиться видаляти пари органічних розчинників.

Критеріями вибору основних типів сушарок для обробки промислових відходів є їх початкові властивості (консистенція, вологість, гранулометричний склад, токсичність, пожежовибухонебезпечність тощо), вимоги, що пред' являються до кінцевого продукту (фізико-хімічні та механічні властивості), питання технології, вартісні показники.

Контрольні питання:

1. Які існують методи складування відходів?

2. Яку обробку пере захороненням проходять токсичні та радіоактивні відходи?

3. Бар'єри безпеки, яких необхідно дотримуватись при захороненні токсичних та радіоактивних відходів?

4. На які категорії екологічної безпеки та ступеню державного контролю розподіляються місця складування відходів?

5. Способи спалювання промислових відходів.

6. Які існують печі та топки для спалювання промислових відходів?

7. Піроліз. Типи піролізу.

8. Для чого використовують сушіння промислових відходів?

Технологія утилізації відходів і забруднень

• Обробка і утилізація відходів пластмас.

• Утилізація і обробка відходів гуми.

• Утилізація відходів деревини.

• Утилізація макулатури, картону та паперу.

• Утилізація склобою та відходів скловолокна.

Основні поняття: відходи пластмас, гумові невулканізовані відходи, гумові вулканізовані відходи, гумовотканинні невулканізовані відходи, гумовотканинні вулканізовані відходи, відходи деревини, макулатура, картон, папір, склобій, скловолокно.

Обробка й утилізація відходів пластмас. Зростання видобутку природного газу й нафти, а також великий попит на них в сферах промисловості та побутових послуг привели до різкого підвищення виробництва виробів з пластмас і, відповідно, до збільшення їх відходів.

Пластмаси - це матеріали на основі природних або синтетичних полімерів, здатні під впливом нагрівання й тиску формуватися у вироби складної конфігурації та стійко зберігати надану форму.

Залежно від технологічного процесу виробництва, вживаного наповнювача розрізняють пластмаси композиційні, шаруваті та литі, а за природою зв'язуючого компонента (смоли) - термореактивні та термопластичні.

Пластмаси ще відносно мало використовуються як вторинна сировина. Це пояснюється, передусім, різноманіттям типів пластмас і виробів з них, що утрудняє сортування й переробку пластмасових відходів, особливо побутових.

Пластмаси в першу чергу використовуються в промисловості для виготовлення різного роду напівфабрикатів, виробів і деталей. З пластмас виготовляють різні плівкові матеріали для упаковки, а також піддони, труби, клейові суміші тощо.

Для усіх пластмасових виробів умовно встановлено терміни служби: короткий, оптимальний і тривалий (табл. 1).

Таблиця 1 - Термін служби пластмас

Основними напрямами утилізації та ліквідації пластмасових відходів є:

• поховання на полігонах і звалищах;

• переробка пластмасових відходів за заводською технологією;

• спільне спалювання відходів пластмас з муніципальним сміттям;

• піроліз і роздільне спалювання в спеціальних печах;

• використання відходів пластмас як готового матеріалу для інших технологічних процесів.

Поховання відходів пластмас на полігонах і звалищах, яке досі є найпоширенішим в нашій країні методом, може розглядатися лише як тимчасовий захід їх утилізації. При цьому методі з сфери можливого корисного використання вилучаються тисячі тонн цінної вторинної сировини.

Переробка пластмасових відходів за заводською технологією - є найбільш оптимальним методом. Перша стадія зазвичай включає сортування відходів, відділення непластмасових компонентів, таких як дрантя, залишки паперової або дерев'яної тари, металевих предметів тощо. Друга стадія одно- або двостадійне подрібнення, в результаті якого матеріал придбаває розміри, достатні для подальшої переробки. На третьому етапі підготовлений матеріал піддають відмиванню від забруднень органічного й неорганічного характеру різними розчинами, миючими засобами та водою, а також відділяють його від неметалевих домішок. Четверта стадія залежить від обраного способу розподілу відходів по видах пластмас. У разі, якщо перевага віддається мокрому способу, спочатку здійснюють розподіл відходів, а потім їх сушку. При використанні сухих способів спочатку подрібнені відходи сушать, а потім класифікують. П' ята та шоста стадії полягають у тому, що висушені подрібнені відходи змішують при необхідності із стабілізаторами, барвниками, наповнювачами та іншими інгредієнтами та гранулюють. Часто на цій же стадії відходи змішують з товарним продуктом. Сьомою, завершальною стадією процесу є переробка грануляту у вироби. Ця стадія практично мало чим відрізняється від процесів переробки товарного продукту з точки зору вживаного устаткування, але часто вимагає специфічного підходу до вибору режимів переробки.

Якщо вдається добитися досить високого ступеня очищення та виділення індивідуальних відходів з сумішей, а також якщо відходи заздалегідь розсортовані по видах пластмас, їх переробка багато в чому схожа з переробкою первинних пластмас. Від здатності полімерів зберігати або змінювати властивості в процесі багатократної переробки багато в чому залежить доцільність самої переробки відходів. Зміна фізико-механічних властивості полімерів пов'язано, як правило, зі зниженням молекулярної маси пластмас, розгалуженістю їх структури й рядом інших показників, що призводить до певних змін міцнісних показників отримуваних пластмас.

Звичайний вміст відходів в суміші з товарним продуктом не повинно перевищувати 20 %, оскільки може погіршуватися глянець виробів, які отримуються при переробці грануляту, з'являється шорсткість на їх поверхні. Гранулят поліетилену, як правило, переробляють в плівку, яка використовується в сільському господарстві, або йде на виготовлення мішків для сміття. Плівку отримують на звичайній установці для випуску рукавної плівки.

Особливістю повторної переробки полівінілхлориду (ПВХ) є необхідність його додаткової стабілізації. Відходи м'якого ПВХ використовують головним чином для отримання побутових плівкових виробів (плівок, скатертин, накидок, фартухів тощо). Для цього 20 % відходів подрібнюють на вальцях змішувачів, змішують з товарним ПВХ, стабілізаторами, барвниками й мастилами, після чого пропускають через систему підігріваючи та обробних вальців.

Стабільність якості матеріалів з відходів дозволяє систематично використовувати їх для отримання певних пластмасових виробів. Так, з відходів поліетилену високого тиску виготовляють мішки для сміття, труби для захисту кабелю, господарські відра, прокладки та косинці, профілі ущільнювачів, плівки, які використовують у сільському господарстві та будівництві. Відходи лиття поліетилену низького тиску переробляють в елементи будівельних опалубних конструкцій, прокладки, каркаси світильників, а поліпропіленові відходи - в текстильні шпулі, деталі сантехніки, дверні ручки, ручки валіз, ящики для рослин тощо.

Інша тенденція утилізації зводиться до розробки способів і відповідного технологічного устаткування для переробки суміші відходів без попереднього розподілу. Це робить процес утилізації дешевшим, проте фізико-механічні властивості виробів, отриманих таким чином, набагато нижче.

Більшого поширення для використання відходів пластмас набуває багатокомпонентне литво, при якому виріб має зовнішній та внутрішній шари з різних матеріалів. Зовнішній шар - це товарні пластмаси високої якості, стабілізовані, забарвлені, які мають гарний зовнішній вигляд. До внутрішнього шару не пред'являють високих вимог ні за фізико-механічними показниками, ні на вигляд. Матеріал може бути не стабілізований та не забарвлений. До складу цього шару часто включають дешеві наповнювачів такі як тальк, сульфат барії, скляні та керамічні кульки, спінюючий агент.

Термічне знешкодження пластмас (спільне спалювання відходів пластмас з муніципальним сміттям, піроліз і роздільне спалювання в спеціальних печах) доцільно використовувати тільки в тих випадках, коли не можуть бути застосовані раціональніші методи регенерації.

Використання відходів пластмас як готового матеріалу для інших технологічних процесів. Відходи синтетичних матеріалів можуть використовуватися як цінні початкові матеріали для інших технологічних процесів, наприклад для очищення промислових стічних вод. Відомо, що для тонкого очищення стічних вод від нафтопродуктів найбільш придатні синтетичні матеріали та активоване вугілля. При контакті синтетичних волокон з нафтопродуктами відбувається не лише молекулярна адсорбція нафтопродуктів, але й яскраво виражена адгезія за рахунок електричних некомпенсованих позитивних зарядів, які має синтетичне волокно.

Крім утилізації та знешкодження пластмасові відходи використовують у будівництві. У більшості асфальтових дорожніх покриттів основними зв'язуючим компонентом є бітуми різної природи. Маючи ряд достоїнств в якості зв'язуючого компоненту кам'яної основи і маючи невисоку вартість, бітуми, до складу яких входять полярні сполуки, відрізняються недостатньою водостійкістю. їх міцнісні показники також порівняно невисокі. Усе це значною мірою погіршує властивості асфальтових покриттів на основі бітумів і скорочує терміни їх експлуатації. Використання відходів поліолефінів в композиції з бітумом є одним з традиційних напрямів, що дозволяють модифікувати властивості покриттів.

У будівництві відходи пластмас застосовують в композиціях з традиційними будівельними матеріалами з метою модифікації їх властивостей, для отримання звукоізоляційних плит і панелей, а також герметиків, які використовують при зведенні будівель і гідротехнічних споруд і так далі.

Крім того, відходи ПХВ утворюються при виробництві виробів будівельного призначення (лінолеум, шпалери, довгомірні вироби). На підприємствах використовують, в основному, пластифіковані (що містять більше 20 % пластифікатора) технологічні відходи ПВХ як добавку до первинної сировини. Невикористаними залишаються пластифіковані відходи на тканинній основі та слабопластифіковані відходи у вигляді плівок і довгомірних виробів. Вони можуть використовуватися у виробах будівельного призначення (лінолеумова плитка та плівка). За фізико-механічними, експлуатаційними та санітарно-гігієнічними показниками вироби з вторинної сировини не поступається плитці з первинної сировини.

Серйозним джерелом забруднення довкілля особливу небезпеку представляє пластмасова тара разового користування, плівка та пакувальні матеріали, які, як правило, не потрапляють в загальну систему збору, складаючи так зване пластмасове сміття. Для скорочення часу утилізації відходів пластмас останнім часом розробляються і випускаються спеціальні типи полімерів з регульованим терміном служби. Як правило, це полімери що піддаються фото- та біоруйнуванню, які під дією світла, тепла, повітря та мікроорганізмів розкладаються до низькомолекулярних продуктів й асимілюються в ґрунті, включаючись таким чином в замкнутий біологічний цикл. Відмінною особливістю цих полімерів є здатність зберігати споживчі властивості протягом усього необхідного періоду експлуатації і лише після закінчення цього періоду зазнавати фізико-хімічні та біологічні перетворення, що призводять до деструкції та руйнування.

Велика частина розроблених нині полімерів з регульованим терміном служби є полімерами, що піддаються фоторуйнуванню, які завдяки присутності в них спеціальних груп або сполуки здатні розкладатися в природних умовах до низькомолекулярних полімерів, що поглинаються надалі мікроорганізмами атмосфери та ґрунту. Як правило, для надання полімерам здатності руйнуватися під дією світла використовують спеціальні добавки або вводять до складу полімеру молекулярні світлочутливі групи. Для того, щоб такі полімери знайшли практичне застосування, вони повинні задовольняти певним вимогам: - в результаті модифікації полімеру його експлуатаційні характеристики не повинні істотно змінюватися;

• добавки, які вводяться в полімер, не мають бути токсичними, оскільки полімери призначаються в першу чергу для виготовлення тари та упаковки;

• полімери повинні перероблятися звичайними методами, не піддаючись при цьому розкладанню;

• необхідно, щоб вироби, отримані з таких полімерів, могли зберігатися та експлуатуватися тривалий час за відсутності прямих ультрафіолетових променів;

• час від виготовлення полімеру до його руйнування має бути відомий, потрібне його варіювання в широких межах;

• продукти розкладання полімерів не мають бути токсичними.

Утилізація та обробка відходів гуми. Одним з поширених матеріалів в процесі виробництва є гума, яка виходить шляхом вулканізації гумової суміші або каучуку гарячим або холодним способом.

Залежно від вмісту сірки в гумі її називають м' якою (2-8 % сірки), напівтвердою (12-20 % сірки), твердою або ебонітом (25-30 % сірки). Гумові відходи утворюються у сфері виробництва - в процесах виготовлення гумотехнічних виробів (ГТВ), товарів народного споживання, в шинній промисловості та сфері споживання (зношені покришки, гумове взуття тощо).

Гумові невулканізовані відходи (ГНВВ) включають гумові суміші, непридатні для використання по прямому призначенню, а також залишки гумових сумішей. Найбільш цінним їх компонентом є каучук, вміст якого сягає 90 %. За якістю цей вид відходів наближається до початкових гумових сумішей.

Технологія переробки ГНВВ складається з підготовки відходів до використання: сортування й очищення від сторонніх включень та обробки очищених відходів на вальцях змішувачів з метою усереднювання фізико- механічних показників.

Гумові вулканізовані відходи (ГВВ) - це відходи гумових сумішей на стадіях вулканізації та обробки готової продукції, а також браковані вироби. Вміст каучуку, хімічно пов'язаного з іншими інгредієнтами, в цих відходах сягає майже 50 %. ГВВ - цінна вторинна сировина, хоча за якістю відрізняється від первинної. ГВВ використовують при виготовленні товарної гумової крихти, яку використовують на підприємствах в якості добавки до первинної сировини.

Гумовотканинні невулканізовані відходи (ГТНВВ) - залишки прогумованих тканин, які утворюються при виготовленні заготівель гумотехнічних виробів, а також браковані вироби. У цих відходах разом з каучуками велику цінність представляють тканини (капрон, анід, терпен, бавовняні тканини, шовк тощо), які зберігають свої властивості. ГТНВВ за якістю можна зіставити з первинною сировиною. Переробці ГТНВВ передує їх сортування та роздрібнення на подрібнювальних вальцях. Підготовлені відходи використовують як добавку до первинної сировини або безпосередньо для виготовлення виробів (шиферу, амортизаційних дощок, фартухів, рукавиць, бирок тощо).

Гумовотканинні вулканізовані відходи (ГТВВ) утворюються при виробництві гумотехнічних виробів, це залишки від штампування та обробки готових виробів, а також браковані гумовотканинні вироби. Цінність ГТВВ менша, ніж ГНТВВ, оскільки при вулканізації погіршуються фізико-механічні властивості тканин, а також ускладнюється переробка таких відходів. Подрібнені ГТВВ використовуються в якості добавки при виробництві шиферу, а також побутових товарів (фартухів, надувних човнів тощо).

Основні відходи шинного виробництва ті ж, що і при виробництві ГТВ. Гумові та гумовотканинні відходи шинного виробництва переробляють на устаткуванні, призначеному для переробки гуми, і за технологією, традиційною для її отримання. З відходів шинного виробництва випускають: шифер, плиту гумовокордну для покриття підлог тваринницьких приміщень, рулонна покрівля, скребки для транспортних стрічок сільськогосподарських машин, прокладки гумові під рейки трамвайних колій.

Усі основні матеріали, які містяться в зношених покришках, зберігають структуру та властивості, порівняно близькі до первинних. Гума як конструкційний матеріал піддається незначним структурним змінам, що певною мірою пов'язане з присутністю в ній інгібітору, який перешкоджає старінню та окисленню, що затримує процес. Основними можливими напрямами комплексної переробки та використання зношених покришок є:

• виробництво регенерату;

• отримання гумової крихти для будівництва доріг з вдосконаленим асфальтобетонним покриттям та для виробництва гідроізоляційних, будівельних і деяких технічних матеріалів;

• отримання технічного вуглецю та інших необхідних для народного господарства продуктів методом піролізу;

• отримання тепла (як джерело енергії) шляхом спалювання покришок в спеціалізованих установках;

• зміцнення берегів морів і річок, шляхом створення штучних рифів в морях, плаваючих хвилерізів;

• виготовлення протиударних бар'єрів на дорогах тощо.

Процес регенерації гуми ділиться на три основні стадії: підготовка гумової сировини, девулканізація гуми та механічна обробка девулканизата. Каркас покришки зазвичай складається з декількох шарів спеціальної прогумованої тканини (корду). Бігова частина покришки - протектор - утворена з товстого шару рифленої гуми, борти служать для кріплення покришки на ободі колеса та мають зчеплення із сталевого дроту.

Технологія переробки старих покришок полягає в тому, що від них відрізуються борти, а частини, які залишилися, розрізають на шматки. Після грубого подрібнення шматки подаються на дво- або трикратне дрібне подрібнення. Отримані фракції подаються на ділянку класифікації, оснащену віброситами з двома сітками: на верхній сітці залишається волокнистий тканинний корд, а гумова крихта, падаючи вниз, проходить через магнітний сепаратор, де від неї відділяються шматочки дроту (у разі, якщо покришка була з металевим кордом). Девулканізація гуми є основним процесом виробництва, при якому відбувається перетворення гуми на пластичний продукт під впливом механічної, теплової та хімічної енергії ланцюгового процесу окислення полімерної речовини вулканізату.

Зараз поширюється метод піролізу гумових покришок, для отримання сировини для лакофарбної промисловості (сажа, масла), енергетичних (піролізних) газів, сталі, твердого вуглецевого залишку, який використовується для виробництва активного вугілля або сорбційних матеріалів тощо.

Утилізація відходів деревини. Відходи деревини утворюються на всіх стадіях її обробки - від вирубування лісу (гілки, тріска тощо) до отримання столярних виробів з неї (тирса, тріска, стружка тощо).

Відходи деревини використовуються для виробництва тріски у целюлозно- паперовій та гідролізній промисловості, виготовлення деревнорстружкових, деревноволокнистих плит, тирсоліту, ксилоліту, виброліту, арболіту, тирсобетону, гіпсотирсового бетону, щитового паркет, покрівельної плитки, щитових виробів та іншої продукції, а також в якості палива. М' які деревинні відходи широко застосовують для виготовлення деревинного борошна, яке застосовують в якості наповнювача, фільтруючого матеріалу та поглинача в різних галузях промисловості. Із деревинної зелені виготовляють лікувальні препарати, вітамінне борошно, ефірні масла тощо.

Деревні відходи можна класифікувати: за сортаментом початкової сировини (відходи пиломатеріалів, фанери та деревно-волокнистих плит); за породами деревини (відходи хвойних, листяних порід); за вологістю (сухі, напівсухі, вологі, надвологі); за структурою (кускові: великі, середні, дрібні; сипкі); за стадійністю обробки (відходи первинні, відходи вторинні).

Кількість відходів деревообробних виробництв значною мірою залежить від якості сировини, що поставляється, типу й розміру продукції, яка виготовляється, технооснащення підприємства та його потужностей.

Одним з основних методів переробки та утилізації деревних відходів є отримання штучної деревини - міцного матеріалу, який може оброблятися різанням або відливатися у форми й штампуватися. За способом отримання штучна деревина може бути об' єднана групи:

• деревно-цементні маси отримують шляхом зв'язування деревного борошна, тирса, стружки та інших деревних відходів за допомогою цементуючих або зв'язуючих речовин (так, суміш магнезіального цементу з тирсою, дрібною стружкою, азбестом та іншими компонентами дає ксилоліт, суміш деревної вати, костриць великих волокнистих рослин з магнезіальним цементом дає фіброліт). Деревно-цементні маси виготовляються у вигляді плит і використовуються у будівництві;

• деревностружкові плити (ДСП) - деревні матеріали, які виготовляються гарячим пресуванням деревних часток (деревної стружки) зі зв'язуючою речовиною (наприклад, фенолформальдегідними смолами). За способом пресування розрізняють ДСП плоского пресування та екструзійні, тобто отримувані витискуванням. Не облицьований та облицьований шпоною або синтетичною плівкою ДСП широко застосовують в меблевій промисловості, будівництві та інших галузях народного господарства;

• деревношаруваті пластики - матеріал, які отримується гарячим пресуванням з деревного шпону, просоченого синтетичними термореактивними смолами. Деревношаруваті пластики мають високу міцність на вигин, відрізняються твердістю та хімічною стійкістю, легко піддаються механічній обробці. З них виготовляють підшипники, зубчасті колеса, електроізолюючі прокладки тощо. У будівництві застосовують в якості конструкційного та облицювального матеріалу.

• деревно-волокнисті плити (ДВП) отримують шляхом механічного, термомеханічного або хіміко-механічного подрібнення деревини (тирси, тріски тощо) до тонкого волокна. Існують два способи виробництва ДВП: мокрий - без добавки зв'язуючої речовини та сухий - з додаванням 4-8 % синтетичної смоли. Для підвищення механічної міцності, а також стійкості проти вологи, вогню, дії комах і мікроорганізмів до складу плит вводять смоли, антисептики та інші речовини. Після відливання плити сушать. ДВП застосовують в будівництві для теплоізоляції покрівлі, стін, перекриттів, для опорядження приміщень, в меблевій промисловості тощо;

• маси, отримувані п' єзометричною обробкою деревини (тирси, тріски, деревного борошна тощо). Деревину піддають водному гідролізу, після чого пресують в прес-формах під тиском 50-80 МПа при температурі 200-250 °С. З подібних матеріалів найбільш відомий баркалаїт - тверда маса чорного кольору з блискучою поверхнею. З таких мас випускаються пресовані вироби - шківи, ручки, панелі, гальмівні колодки тощо).

Кускові відходи лісопиляння та деревообробки переробляють в технологічну й паливну тріску. Технологічну тріску, окрім виготовлення деревноволокнистих і деревностружкових плит, використовують як сировину при виробництві сульфітної та сульфатної целюлози, напівфабрикату тарного картону, гідролізного спирту та кормових дріжджів.

Кора дерев за хімічним складом відрізняється від деревини відповідних порід. Вона містить мінеральні та екстрактивні речовини, лігнін, а у деяких видів також рослинні таніни.

Після відповідної обробки кора використовується для виготовлення деревнокорових плит, короліту, в якості палива, а також для вироблення дубильних речовин, дьогтю та інших продуктів лісохімічної промисловості. З кори вготовляють компости, які застосовують як добрива.

У промисловості скупчується велика кількість первинних і вторинних деревних відходів. Навіть при високому ступені їх використання завжди багато залишається некондиційних відходів, які можуть бути спожиті тільки на паливо. Брикетування деревних відходів покращує їх теплоту згоряння. Брикети застосовують як заводське паливо, а також для забезпечення населення твердим паливом.

Відходи деревини також можуть використовуватися безпосередньо без попередньої обробки. Наприклад, соснова стружка є хорошим фільтруючим матеріалом і застосовується для доочистки промислових нафтовмістних стічних вод в касетних фільтрах відстійників.

Утилізація макулатури, картону та паперу. Макулатура це відходи переробки паперу та картону, різні види використаного паперу та паперових виробів. За якісними характеристиками макулатура розподіляється на три групи: паперова, картонна та змішана. Кожна група в залежності від складу волокна та кольору розподіляється на марки. Кількість макулатури, яка утворюється, залежить від об' ємів виробництва й споживання паперу та картону, рівня техніки та технології її переробки. Зараз макулатуру використовують, в основному для виготовлення різних видів паперу та картону, у целюлозно-паперовій промисловості, а також в промисловості будівельних матеріалів для виробництва покрівельних матеріалів, будівельних плит тощо.

Переробка макулатури на білий друкарський папір вимагає великих витрат, що пов'язано з необхідністю знебарвлення друкарських фарб, видалення проклеювальних речовин і наповнювачів. Тому на практиці з макулатури виготовляють головним чином пакувальний папір і картон, газетний і туалетний папір, внутрішні шари багатошарового картону.

Технологія переробки макулатури близька до технології виробництва паперу. Передусім, макулатуру піддають сортуванню (розділяють на картон, папір, газети). Потім макулатура подрібнюється на роторному або дисковому млині. У розмолоту паперову масу залежно від призначення паперу вводять мінеральні наповнювачі, проклеювальні та забарвлюючі речовини. Паперова маса далі подається в гідророзбивач, де паперова маса «розпускається».

Розбавлену паперову масу піддають очищенню від сторонніх включень (забруднень) на відцентровому очиснику, після чого вона поступає на папероробну машину. Тут відбувається формування паперового полотна, що супроводжується його обезводненням на сітці, пресуванням, сушкою, охолодженням полотна, зволоження перед машинним кландруванням і намотування в рулон. Готовий папір розрізають на рулони або листи. Надлишок води направляють в уловлюючу апаратуру, звідки уловлені волокна використовуються у виробництві, а освітлена вода знов використовується в технологічних цілях або скидається. Паперовий брак йде на вторинну переробку.

Утилізація склобою та відходів скловолокна. У промисловості, будівництві, міському господарстві щорічно утворюються й накопичуються відходи у вигляді битого скла, битого посуду, скловолокна тощо. У всьому світі склобій використовують в основному для виробництва склотари (банок, пляшок).

Зараз здебільшого склобій використовують як добавку до шихти скловарних печей. Наприклад, при варінні зеленого скла в Німеччині застосовують до 70 % склобою, коричневого - до 45 %, безбарвного - до 25 %. При цьому забезпечується економія шихтових матеріалів, зокрема дефіцитної кальцинованої соди, яка є одним з найважливіших компонентів.

Зі склобою виготовляється облицьовувальна склокерамічна плитка, яка відрізняється від звичайної керамічної плитки довговічністю, морозо- та атмосферостійкістю; будівельні та облицьовувальні цеглини, бетон та вироби з нього. Застосування склобою та відходів скла при виготовленні бетонних виробів, наряду з вирішенням проблеми утилізації відходів, дозволяє збільшити міцність цих виробів, поліпшити їх тепло- та звукоізоляційні властивості, зовнішній вид, знизити коефіцієнт температурного розширення.

В подрібненому виді склобій використовують у дорожньому будівництві в якості добавки до асфальтобетонної суміші. Тонкоподрібнені відходи скла можуть також застосовуватись в якості наповнювача пластмас, гуми, фарб та інших матеріалів. В композиції з полімерами склобій використовують для виготовлення різноманітних формованих виробів, труб, стінових панелей тощо.

Контрольні питання:

1. У чому полягають особливості утилізації пластмас?

2. Надайте характеристику основним напрямам утилізації та ліквідації пластмасових відходів.

3. У чому полягають особливості переробки пластмасових відходів за заводською технологією?

4. У чому полягають особливості повторної переробки полівінілхлориду?

5. У чому полягають особливості термічного знешкодження пластмас?

6. У чому полягають особливості використання відходів пластмас як готового матеріалу для інших технологічних процесів?

7. У чому полягають особливості утилізації пластмасової тара разового користування, плівки та пакувальних матеріалів?

8. Особливості утилізації та обробки відходів гуми.

9. Надайте характеристику основним напрямам комплексної переробки та використання зношених покришок.

10. У чому полягають особливості технології переробки старих покришок?

11. Термічні методи утилізації гумових покришок.

12. Надайте характеристику основним напрямам утилізації відходів деревини.

13. Надайте характеристику основним напрямам утилізації макулатури, картону та паперу.

14. Надайте характеристику основним напрямам утилізації склобою та відходів скловолокна.

МОДУЛЬ 3. ПОВОДЖЕННЯ З ПОБУТОВИМИ ВІДХОДАМИ

Поводження з твердими побутовими відходами

• Проблеми твердих побутових відходів: комплексний підхід.

• Норми накопичення і склад ТПВ.

• Еколого-економічні проблеми утилізації ТПВ.

Основні поняття: тверді побутові відходи (ТПВ), система поводження з ТПВ, об'єм ТПВ, склад ТПВ, комплексне управління відходами.

Проблема твердих побутових відходів (ТПВ) є однією з найважливіших екологічних, економічних і соціальних проблем людства. Історично склалось що об' єктом першочергового контролю й регулювання завжди були рідкі та газоподібні відходи (промислові забруднення води та повітря), в той час, як ТПВ завжди можна було відвезти подалі або закопати. Екологічні наслідки захоронення виявляються через декілька років, а іноді через декілька десятків років, проте були від цього вони не менш руйнівні. Тому поступово сформувалася ідея про те, що «закопування» відходів в землю або скидання їх в моря неприпустимо. Паралельно намітилася й інша тенденція: чим жорсткіше законодавство по контролю за станом води та повітря, тим більше утворюється твердих токсичних відходів (мули, осідання, золи тощо).

Історично твердими побутовими відходами називали відходи, захороненням яких займалася міська влада. Відходи, які утворюються населенням, установами та організаціями різних сфер діяльності, муніципальними службами, можуть розрізнятися за складом та властивостями, а частина муніципальних відходів відноситься до небезпечних. Відповідальність за їх утилізацію покладається на міську адміністрацію. Саме тому термін «муніципальні відходи» точніший за термін «побутові відходи». Джерелами муніципальних відходів є:

• житлові будинки;

• господарські установи, магазини, культурні заклади, підприємства громадського харчування, готелі, бензоколонки;

• комунальні служби (знос та будівництво споруд, прибирання вулиць, зелене будівництво, паркі, пляжі, залишкові продукти сміттєспалювання й сміттєпереробки);

• установи (школи, лікарні, в'язниці);

• промисловість;

• сільське господарство.

ТПВ є великотоннажними відходами, сумішшю органічних й неорганічних компонентів, різних за фізичним станом, величиною та властивостями. Склад та об'єм побутових відходів надзвичайно різноманітні та залежать не тільки від країни й місцевості, але також від пори року, величини населеного пункту, кліматичних умов, стану благоустрою, рівня розвитку промисловості та інших чинників.

Останніми роками у складі ТПВ намітилася стійка тенденція до зменшення частки харчових та зростання вмісту пакувальних матеріалів разового використання (папір, картон, пластмаса, синтетика). Аналіз ТПВ показує, що близько 30 % відходів по вазі та 50 % за об'ємом складають різні пакувальні матеріали; 13 % ваги та 30 % об'єму пакувальних матеріалів складає пластик, у тому числі одноразовий пластиковий посуд.

Як відомо, відходи з пластмаси створюють стійке забруднення довкілля, практично не піддаються розкладанню. У ряді країн законодавчо зобов'язали фірми-виробники приймати назад до 90 % пакувальних матеріалів та переробляти не менше 80 %, до того ж обмежують різноманітність упаковок.

ТПВ містять багато корисних компонентів, які можна заздалегідь виділяти із загальної маси відходів, переробляти та раціонально використовувати.

Норма накопичення ТПВ - це кількість відходів, що утворюються в одиницю часу на розрахункову одиницю:

• для житлового фонду - на 1 людину;

• для готелю - на 1 місце;

• для магазинів і складів - на 1 м² торгівельної площі.

Норми накопичення визначаються в одиницях маси (кг) або об' єму (м³). На норми накопичення ТПВ впливають наступні чинники:

• ступінь благоустрою житлового фонду (наявність сміттєпроводу, водопроводу, каналізації, системи опалювання, газопостачання);

• ступінь розвитку громадського харчування, культура торгівлі;

• рівень добробуту населення;

• кліматичні умови (тривалість опалювального періоду).

На Україні норми накопичення ТПВ регулюються Міністерством регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства. Проте муніципальні органи міст наділені правом встановлювати свої норми по ТПВ.

Проблема віддалення ТПВ особливо гостро стоїть у великих містах. Кількість ТПВ, що утворюються, зростає з кожним роком, загострюючи санітарно-гігієнічний стан у містах, негативно позначаючись на стані довкілля.

Для того, щоб уникнути неконтрольованого поширення відходів та запобігти їх емісії в оточуюче середовище, міська влада створює системи управління відходами, які складаються з етапів збору, транспортування та переробки.

Існують дві системи збору ТПВ: змішана система та роздільний (селективний) збір.

Змішана система застосовується до теперішнього часу в більшості міст. Сміття збирається в спеціальні ємкості (контейнери ємністю 0,75-0,8 м ), які вивозяться комунальними службами на міські звалища, полігони або сміттєпереробні заводи. Це недосконала система, причинами її використання в нашій країні є:

• економічний фактор (великі трудовитрати, відсутність відповідних побутових умов для сортування сміття);

• недостатньо розвинена система переробки вторсировини;

• відсутність постійних споживачів для компонентів відходів;

• низька екологічна культура.

Роздільний (селективний) збір ТПВ - це сортування населенням відходів на декілька видів (харчові відходи, макулатура, текстиль, пластмаса, стекло, чорні та кольорові метали тощо). Відходи збираються в спеціальні накопичувальні контейнери, розташовані в місцях мешкання людей або біля торгівельних центрів, можуть також використовуватися ящики або мішки різного кольору. Можливі два варіанти організації селективного збору:

• чисто селективний (покомпонентний) збір відходів у різні контейнери;

• колективно-селективний збір ряду компонентів в один контейнер (наприклад, скла, металу, паперу з подальшим механічним сортуванням на спеціальній установці).

Перевагами селективного збору є:

• запобігання попадання в ТПВ цінних або небезпечних компонентів;

• можливість коректування складу відходів на наступних етапах їх переробки або знищення;

• підвищення ефективності транспортування ТПВ.

Компоненти відходів підлягають роздільному транспортуванню на сміттепереробні заводи (СПЗ). Проте сортування всіх ТПВ на місцях їх утворення в побутових умовах в нашій країні практично неможливе. Тому головним напрямом є механізоване сортування в промислових умовах (на СПЗ), або поєднання ручного та механізованого сортування на сміттепереробних станціях.

Існують дві системи транспортування (вивозу) ТПВ спеціально обладнаними автомобілями від місць їх утворення до об' єктів переробки та розміщення: одноетапна та двоетапна системи.

Одноетапна система застосовується при прямому вивозі ТПВ на звалища, полігони або сміттєспалювальні заводи в малих містах при невеликій дальності перевезень (до 30 км). Транспортування ТПВ здійснюється сміттєвозами малої та середньої вантажопідйомності. До недоліків цієї системи відносяться:

• збільшення транспортних витрат за рахунок використання збираючих сміттєвозів малої й середньої вантажопідйомності;

• перевантаження транспортної мережі міста;

• подовження порожніх пробігів сміттєвозів;

• велика емісія забруднюючих речовин в атмосферу за рахунок використання великого числа сміттєвозів;

• велика питома витрата палива;

• неможливість використання високопродуктивної техніки ущільнювача для зменшення об' єму відходів, що перевозяться.

Двоетапна система транспортування ТПВ передбачає використання сміттєперегрузочних станцій (СПС) або проміжних пунктів збору відходів (ПСЗВ). Вона ефективна при середній та великій дальності перевезень (більше 20 км), використовується в крупних містах. Система включає наступні технологічні процеси:

• збір і транспортування ТПВ від місць їх утворення та накопичення сміттєвозами на СПС;

• часткове сортування й переробку ТПВ на СПС з витяганням корисних компонентів;

• накопичення та перевантаження ТПВ у великовантажні транспортні засоби;

• транспортування ТПВ на полігони або на місця знищення.

Особливість двоетапної системи полягає в тому, що збираючи сміттєвози основну частину робочого часу працюють на маршруті збору відходів й набагато менше часу затрачують на транспортування. При цьому великовантажні транспортні засоби, які не мають необхідної маневреності в межах житлової забудови, використовуються практично на всьому шляху від району збору до об' єктів по знешкодженню відходів. Проте, оскільки СПС розміщуються за межами міста (в крайньому випадку на околиці або в промисловій зоні), збираючим сміттєвозам доводиться транспортувати відходи на першому етапі на значні відстані.

По продуктивності СПС підрозділяються на три види:

• малі (кількість відходів, що переробляються, до 50 т/добу);

• середні (50 - 100 т/добу);

• крупні (більше 100 т/добу).

На СПС здійснюються операції з ущільнення ТПВ за допомогою стаціонарних пресів прямо в кузовах транспортних сміттєвозів, при цьому обсяг ТПВ зменшується приблизно в тричі. Крім того, на СПС передбачається технологічний процес розділення ТПВ на фракції. Сюди входять процеси подрібнення, просіювання, витягання крупних металевих предметів. До переваг двоетапної системи належать:

• зниження транспортних витрат (собівартість вивозу 1 м³ відходів знижується на 25 %);

• незначні капітальні витрати на будівництво СПС;

• зменшення кількості сміттєвозів;

• економія паливно-мастильних матеріалів;

• зменшення емісії забруднюючих речовин в оточуюче середовище;

• контроль надходження ТПВ (через СПС);

• витягання корисних компонентів з ТПВ;

• економія земельних ділянок для звалищ і полігонів за рахунок ущільнення відходів, збільшення термінів експлуатації полігонів;

• поліпшення технологічного процесу складування ТПВ на полігонах.

Таким чином, двоетапна система більш ефективна в еколого-економічному відношенні в порівнянні з одноетапною.

Основними недоліками вітчизняних СПС є:

• низький рівень механізації перевантажувальних робіт;

• використання малопродуктивного обладнання, що не відповідає сучасним технологічним та еколого-економічним вимогам;

• відсутність сортування, дроблення та пресування відходів.

До того ж СПС є об'єктами підвищеної екологічної небезпеки. Зростання утворення ТПВ та, відповідно, відсутність місць для їх захоронення призвело до розмов про «кризу відходів» або «кризу звалищ». При уважному розгляді проблема відходів представляється складнішою, ніж просто брак місця для нових звалищ. Звалища займають не так вже багато місця, принаймні, в географічному масштабі: наприклад, всі побутові відходи, які утворюються в Росії сучасними темпами протягом 500 років, можна було б умістити на майданчику 20 на 30 км при товщині шару сміття всього в 25 метрів. Тобто «фізичне вимірювання» проблеми ТПВ - не тільки не єдине, але навіть й не найважливіше. Існують інші взаємопов'язані аспекти цієї проблеми:

• об'їм ТПВ безперервно зростає як в абсолютних величинах, так і на душу населення;

• склад ТПВ ускладнюється, за рахунок екологічно небезпечних компонентів;

• ставлення населення до традиційних методів звалювання сміття на звалища стає різко негативним;

• закони, посилюючі правила поводження з відходами, приймаються на всіх рівнях уряду;

• нові технології утилізації відходів, сучасні системи розділення, сміттєспалювальні заводи-електростанції та санітарні полігони захоронення, все більш широко впроваджуються в життя;

• економіка управління відходами ускладнюється, за рахунок підвищення ціни утилізації відходів. Сучасне управління відходами вимагає залучення приватних підприємств та крупних інвестицій.

Криза звалищ - це проблема, скоріше «політична», ніж «фізична». Проте, незалежно від того, чи є брак місця «реальним» або «уявним», будівництво нових полігонів у певний момент різко дорожчає.

Коли вартість утилізації відходів значно зростає, ринок утилізації починає привертати крупні приватні компанії. Такі компанії в основному будують та експлуатують гігантські «сміттєзнешкоджуючі підприємства», розміщені на дешевій землі далеко від міст. Будівництво таких підприємств зазвичай зустрічає більш негативне ставлення місцевого населення, ніж будівництво муніципальних звалищ.

Під тиском громадськості політики наполягають на ухваленні більш жорстких стандартів, що в свою чергу збільшує вартість утилізації відходів. Як наслідок все більша кількість відходів потрапляє до крупних корпорацій, що мають не тільки фінансові кошти виконати жорсткі екологічні стандарти, але й можливість подолати (не завжди законними способами) опір місцевих політиків щодо рішення питань розміщення звалища. Негативне ставлення населення до величезних корпорацій зростає, і ми потрапляємо в початкову точку порочного круга «сміттєвої кризи».

Шляхом підвищення вимог екологічних стандартів або впровадження нових технологій утилізації відходів, подібне коло збільшення масштабів, вартості та не задоволення населення розірвати неможливо. Необхідність вирішувати в комплексі соціальні, економічні та технологічні проблеми, пов'язані з ТПВ, привела до розробки концепції Комплексного управління відходами (КУВ). Ця концепція служить орієнтиром для урядових та суспільних організацій в багатьох країнах; наприклад, вона офіційно була прийнята Агентством з охорони довкілля США.

Традиційні підходи до проблеми ТПВ зорієнтовані на зменшення небезпечного впливу на довкілля шляхом ізоляції звалища від ґрунтових вод, очищення викидів сміттєспалювальних заводів тощо. Нетрадиційний погляд на проблему, полягає в тому, що набагато простіше контролювати, що потрапляє на звалище, ніж те, що потрапляє із звалища в оточуюче середовище.

Основа концепції КУВ полягає в тому, що побутові відходи складаються з різних компонентів, які не повинні в ідеалі змішуватися між собою, а повинні утилізуватися окремо один від одного найекономічнішими та екологічно допустимими способами.

Принципи КУВ:

1. ТПВ складаються з різних компонентів, до яких повинні застосовуватися різні підходи.

2. Комбінація технологій та заходів, включаючи скорочення кількості відходів, вторинну переробку й компостування, захоронення на полігонах і сміттєспалювання, - повинна використовуватися для утилізації тих або інших специфічних компонентів ТПВ. Всі технології та заходи розробляються в комплексі, доповнючи один одного.

3. Муніципальна система утилізації ТПВ повинна розроблятися з урахуванням конкретних місцевих проблем та базуватися на місцевих ресурсах. Місцевий досвід утилізації ТПВ повинен поступово отримуватися за допомогою розробки та здійснення невеликих програм.

4. Комплексний підхід до переробки відходів базується на стратегічному довготривалому плануванні, забезпечує необхідну гнучкість, для адаптування до майбутніх змін у складі й кількості ТПВ та доступності технологій утилізації. Моніторинг та оцінка результатів заходів повинні безперервно супроводжувати розробку та здійснення програм утилізації ТПВ.

5. Участь міської влади, а також всіх груп населення є необхідним елементом будь-якої програми по вирішенню проблеми ТПВ.

КУВ припускає, що на додаток до традиційних способів (сміттєспалювання й захоронення) невід' ємною частиною утилізації відходів повинні стати заходи щодо скорочення кількості відходів, їх вторинна переробка та компостування. Тільки комбінація декількох взаємодоповнюючих програм і заходів може сприяти ефективному рішенню проблеми ТПВ.

Для кожного конкретного населеного пункту необхідно враховувати вибір певної комбінації підходів, місцевий досвід і місцеві ресурси. План заходів щодо комплексного управління відходами повинен ґрунтуватися на вивченні потоків відходів, оцінці наявних варіантів та включати здійснення невеликих «експериментальних проектів», що дозволяють зібрати інформацію та набути досвіду.

При визначенні мети та завдань програми по утилізації ТПВ та плануванні стратегії доцільно мати уявлення щодо певної ієрархії комплексного управління відходами. Така ієрархія вимагає розглядати заходи щодо первинного скорочення відходів, потім по вторинному скороченню й в саму останню чергу - заходи щодо утилізації або захоронення тих відходів, виникнення яких не вдалося уникнути та які не піддаються переробці.

Скорочення відходів «у джерела» - це не тільки зменшення загальної кількості відходів, але й їх токсичності та інших шкідливих властивостей. Скорочення відходів досягається внаслідок переорієнтації виробників та споживачів на продукти й упаковку, що призводить до меншої кількості відходів.

Вторинна переробка не просто зберігає місце на звалищах, але й покращує ефективність сміттєспалювання шляхом вилучення із загального потоку відходів матеріалів, що не згоряють.

Сміттєспалювання зменшує обсяг відходів, що потрапляють на звалища, та може використовуватися для виробництва електроенергії. Сучасні сміттєспалювальні установки, обладнані системами очищення викидів, генераторами електроенергії.

Захоронення на полігонах продовжує залишатися необхідним для відходів, які не піддаються вторинній переробці, не згоряють або згоряють з виділенням токсичних речовин. Сучасні «санітарні полігони» є найскладнішими інженерними спорудами, обладнаними системами запобігання забрудненню води та повітря, які використовують метан, що утворюється в процесі гниття для виробництва тепла та електроенергії.

Проблема побутових відходів не вирішується тільки вибором «правильної технології» або навіть комбінації технологій, оскільки, окрім технологічних вона має економічні, соціальні та організаційні аспекти. Ідея КУБ полягає в тому, що всі ці аспекти повинні розглядатися в комплексі.

Організаційні й соціальні аспекти. Типовою помилкою, що допускається в багатьох програмах по вирішенню проблеми ТПВ є повна і безконтрольна передача їх в руки «профільних департаментів» міської адміністрації. При цьому з процесу прийняття та виконання рішень по вибору альтернатив утилізації відходів вилучені населення та виборні органи міста. А також служби комунального забезпечення зазвичай активно охороняють свою традиційну монополію на рішення всіх проблем, пов'язаних зі сміттям.

Економіка утилізації відходів. Тут найважливішим є те, що за викидання сміття треба платити чималі гроші.

Факт «ненульової ціни» має різноманітні економічні наслідки. По-перше, виявляється, що на утилізації відходів можна заробляти: перш за все, примушуючи платити тих, кому потрібно кудись викидати сміття, а також переробляти та продавати вторинну сировину.

Висока ціна на утилізацію відходів створює додатковий важіль в управлінні відходами: наприклад, в багатьох країнах населення та установи платять за утилізацію залежно від кількості відходів, яку вони викидають. Це створює потужний стимул до скорочення кількості відходів, що відправляються на звалище, а задача влади полягає в тому, щоб надати реальні альтернативи звалищу, наприклад, організувати збір вторсировини.

Проблема муніципальних відходів може бути ефективно вирішений тільки при активній участі місцевої влади та населення. Рішення проблеми відходів не зводиться до вибору і придбання «адекватної технології», а вимагає комплексного втручання в усі аспекти проблеми (соціальні і економічні), а участь влади не повинна зводитися лише до прийняття «керівних рішень». А коректування усіх етапів КУВ - оцінка проблем, вибір альтернатив, розробка і зміна плану КУВ - повинне відбуватися безперервно.

Контрольні питання:

1. У чому полягають проблеми твердих побутових відходів?

2. У чому полягає комплексний підхід до вирішення проблеми ТПВ?

3. Як визначаються норми накопичення та складування ТПВ?

4. У чому полягають еколого-економічні проблеми утилізації ТПВ?

5. У чому полягає вплив ТПВ на довкілля?

Методи знешкодження та утилізації твердих побутових відходів

• Сучасні методи переробки ТПВ.

• Компостування ТПВ та їх сумішей з іншими відходами.

• Спалювання ТПВ.

• Екологічні проблеми «гарячих» методів утилізації ТПВ.

• Знешкодження токсичних ТПВ.

Основні поняття: полігони ТПВ, звалища, несанкціоновані звалища, компостування, спалювання ТПВ, знищення токсичних ТПВ, газифікація.

Практичний досвід поводження з ТПВ в різних країнах свідчить, що не існує універсального методу, який би задовольняв сучасні вимоги екології, економіки та ресурсозбереження. Цим вимогам, тенденціям розвитку світової практики найбільшою мірою відповідає впровадження комплексної системи збирання та перероблення ТПВ, яка забезпечує використання відходів як джерела вторинної сировини.

Якщо під час складування на полігонах та звалищах морфологічний склад ТПВ не впливає (або майже не впливає) на технологію робіт, технічні показники, але при цьому негативно впливає на стан довкілля, то при промисловому переробленні він має дуже важливе значення. Головними показниками якості відходів стають їх вологість, склад та співвідношення органічних і неорганічних речовин. В останні роки відбулася значна зміна в морфологічному складі ТПВ: збільшилась кількість полімерів, картону та значно зменшилася кількість харчових відходів. Не зважаючи на розвиток промислових методів перероблення ТПВ, у найближчому майбутньому основним методом їх утилізації залишиться захоронення та частково вторинне перероблення.

На даний момент в світі використовується цілий ряд різноманітних методів утилізації ТПВ, що пояснюється як відмінностями в підходах до вирішення цієї проблеми так і специфікою розвитку технологічної та фінансової бази. Розглядаючи способи утилізації побутового сміття, можна їх систематизувати за рівнем розвитку утилізаційних технології. Під час перероблення ТПВ без їх розподілу на окремі фракції можливе використання термічних, біологічних та механічних методів оброблення, а також поєднання з захороненням сміття на полігонах (рис. 1). Проте найдосконалішим й перспективним є метод перероблення ТПВ шляхом сортування та рециклінгу.

Використання лише будь-якої однієї технології утилізації сміття є недоцільним й економічно невигідним. Саме тому методи використання вторинних ресурсів у більшості випадків компонуються з термічними та механічними методами, а також з вивезенням залишкового сміття до звалищ. Оптимальний варіант утилізації ТПВ передбачає поетапне зменшення кількості відходів, вторинне їх перероблення, яке в свою чергу передбачає термічне оброблення, захоронення залишкових відходів в екологічно допустимих масштабах та одержання вторинної сировини.

Найбільш поширені методи знешкодження та утилізації ТПВ є компостування, розміщення на звалищах, спалювання, піроліз та газифікація.

Основна мета компостування - знешкодження ТПВ та отримання органічного добрива або біопалива. Велика кількість харчових відходів у складі ТПВ перешкоджає їх якісному спалюванню та утруднює захоронення на полігонах.

Компостуванню краще піддавати сиру органічну масу відходів, що складається з рослинних залишків, харчових, паперових та деревних відходів, осідань очисних споруд. Не придатні для компостування промислові відходи (небезпечні, медичні, металеві тощо).

Основою методу є біологічні процеси розкладання органічних речовин, які містяться у відходах, в результаті життєдіяльності мікроорганізмів. За використанням кисню розрізняють два види компостування:

1. Аеробне - на відкритих майданчиках (або у відкритих траншеях) - «польове»; при цьому основний продукт - високоякісне органічне добриво, а побічний - біогаз (який часто взагалі не уловлюється). Компостування аеробне протікає швидше, при температурах - 45-65 °С (термофільне компостування, з використанням термофільних бактерій) і без запаху. В аеробних умовах органічні речовини окислюються до СО₂ та Н₂О. Цей процес супроводжується виділенням тепла. Висока температура та дія мікроорганізмів сприяють знешкодженню компостованої маси, загибелі личинок мух, яєць гельмінтів, патогенних бактерій.

2. Анаеробне, проводиться як правило, в заводських умовах - з отриманням, головним чином, біогазу, а в якості побічного продукту («шламу») - органічного добрива. Анаеробне компостування - низькотемпературне (мезофільне), протікає при температурах 15-35 °С.

Перевага віддається аеробному компостуванню. Можливі також і їх комбінації. Застосовують дві принципові схеми польового компостування: з і без попереднього дроблення ТПВ.

Польове аеробне компостування ТПВ - найпростіший та дешевий метод знешкодження та переробки органічної частини. На майданчиках польового компостування процес частіше йде в штабелях («буртах»), рідше - у відкритих траншеях («компостних ямах»). При закладанні бурту в компостовану органіку можна внести комплексні хімічні добрива, що містять азот, фосфор та калій. Для прискорення процесу компостування рекомендується використовувати замість води водний екстракт з готового компосту або гумусного добрива. Екстракт містить необхідну мікробну суміш та є «закваскою» для процесу компостування. Доспілий компост зберігається в бурті та витрачається в міру необхідності. Процес компостування в добре укритих буртах триває й взимку. Компост, закладений пізньою осінню, дозріє й буде готовий на початку квітня.

Польове компостування рослинних («зелених») відходів можна проводити з осіданнями каналізаційних колекторів (ОКК). Окремо рослинні відходи компостуються погано - через низький вміст в них азоту, а ОКК - через нестачу вуглецю. Якщо змішати багаті азотом ОКК з багатими вуглецем рослинними відходами в співвідношенні 4/1 (по масі), то вийде суміш з хорошим співвідношенням С/К Така суміш придатна для польового компостування з отриманням компосту високої якості за 2-3 місяці. При цьому процес компостування протікає при підвищених температурах, чим забезпечує знезараження ОКК від шкідливої для людини патогенної мікрофлори та яєць гельмінтів.

В сучасних умовах застосовують наступні технології компостування: - мінімальна технологія - компостні купи, заввишки 4 м та завширшки 6 м, перевертаються раз на рік; процес компостування займає 1-3 роки залежно від клімату; необхідна відносно велика санітарна зона;

• технологія низького рівня - компостні купи, заввишки 2 м та завширшки 3-4 м, перший раз перевертаються через місяць, наступне перевертання і формування нової купи проводиться через 10-11 місяців; компостування займає 16-18 місяців;

• технологія середнього рівня - компостні купи перевертаються щодня; компост готовий через 4-6 місяців; проте капітальні й поточні витрати вищі за інші технології;

• технологія високого рівня - потрібна спеціальна аерація компостних куп, компост готовий вже через 2-10 тижнів.

Для примусового прискорення процесу компостування в промислових (заводських) умовах на сміттепереробних заводах (СПЗ) застосовують біотермічні барабани - закриті похилі установки, що обертаються, діаметром 4 м і завдовжки 60 м. їх заповнюють сміттям на 2/3 корисного об'єму. Доступ кисню здійснюється шляхом подачі гарячого повітря при температурі 60 °С з розрахунку 0,2-0,6 м /кг ТПВ.

Аерування здійснюється за допомогою спеціального вентилятора. Відходи витримуються в барабані протягом 2-3 діб. В барабані відбувається механічне подрібнення відходів та йде активний біохімічний процес. Компостований матеріал саморозігрівається до температури 55-60 °С, що сприяє його знезараженню. З біобарабана масу передають на віброгрохот, де від неї відокремлюють фракцію крупнішу за 45-60 мм, яка частіше є матеріалом, що некомпостується (містить відходи гуми, шкіри, деревини тощо). З дрібної й крупної фракцій, за допомогою магнітних сепараторів, витягують чорні та кольорові метали. Чорний металолом подають на пакетувальний прес, потім у вигляді спресованих блоків - на склад. Крупні фракції направляють на полігони ТПВ для захоронення, спалюють або піддають піролізу для отримання теплової енергії. В цілому не підлягає компостуванню до 30 % відходів. Дрібні фракції очищають в спеціальних сепараторах від скла та поліетиленової плівки, далі направляють для подрібнення в дробарку, де розмір частинок доводиться до 25 мм, а потім на майданчик готової продукції, де складують в штабелі.

Переваги компостування полягають у тому що:

• збільшується щільність ТПВ (від 200 до 800 кг/м );

• знижується вміст органічної речовини в компостованому матеріалі до 25 % (по сухій масі);

• виходить стабільний матеріал, подібний гумусу;

• отриманий компост нешкідливий в санітарному відношенні;

• компост є рихлим продуктом, в сухій речовині якого містяться: азот, фосфор, калій, кальцій, органічні речовини; його можна використовувати як біопаливо, для теплиць у вигляді органічного добрива; він покращує склад й структуру ґрунту, збільшує вміст гумусу в ньому, зменшує ерозію, підвищує врожайність сільськогосподарських культур.

Разом з тим метод має істотні недоліки:

• при високому вмісті важких металів в компості він фактично малопридатний для використання в сільському господарстві; змішані міські відходи містять велику кількість токсичних мікродомішок металів;

• сезонне використання компосту та необхідність його тривалого зберігання, що вимагає великих площ земельних ділянок;

• через невелику кількість поживних речовин в компості транспортування його на великі відстані економічно недоцільно;

• необхідність складування й знешкодження частини сміття, що некомпостується, яка складає значну частину загального об'єму відходів.

Розміщення на звалищах - це найпростіший, дешевий та широко поширений метод ліквідації ТПВ. На звалища вивозиться: в Японії - 30 %, в Швейцарії - 25 %, в США - 73 %, в Німеччині - 70 %, у Великобританії - 90 %, в Росії - 97 % ТПВ.

Звалища - місцезнаходження відходів, використання яких протягом осяжного строку не передбачається. Складування може проводитися у вигляді насипного горба, а також в кар'єрах та ярах. Існує два типи звалищ:

• санкціоновані (контрольовані) - розміщення ТПВ та частини твердих промислових відходів на територіях дозволених органами виконавчої влади, але не улаштовані відповідно до нормативних вимог та експлуатовані з відхиленнями від вимог санепіднадзору;

• несанкціоновані - скупчення сміття, що стихійно утворилися.

Звалища вважаються тимчасовими об' єктами та влаштовуються до закінчення будівництва полігонів або заводів для утилізації відходів. По санітарній класифікації звалища є об' єктами 1-го класу небезпеки та мають санітарно-захисну зону (СЗЗ) не менше 1 км.

Такі ж вимоги пред'являються й до вдосконалених звалищ. Засипні звалища - звалища з частковим укриттям матеріалу або іншими способами захисту для відходів, які не утилізуються. Сміття засипають шаром ґрунту завтовшки 60-80 см в ущільненому вигляді. Недоліками складування на звалищах є:

• виведення великих територій з «корисного використання»;

• втрата цінних компонентів, які містяться у відходах;

• підвищена екологічна та санітарно-епідеміологічна небезпека:

• відходи містять органічні речовини, які швидко розкладаються, що є придатним місцем для патогенних мікроорганізмів, личинок мух, внаслідок чого виникає небезпека розповсюдження інфекцій;

• відбувається забруднення атмосфери газами (сірководнем, аміаком, метаном тощо), які є причиною неприємних запахів;

• відходи розносяться вітром на значні відстані;

• існує підвищена пожежонебезпечність через можливість спалаху відходів;

• при згорянні відходів в атмосферу виділяються шкідливі речовини, у тому числі діоксини;

• в результаті випадіння атмосферних опадів утворюється фільтрат, що може привести до забруднення поверхневих і підземних вод;

• атмосферні осідання й сонячне тепло можуть сприяти протіканню непередбачуваних процесів, продуктами яких можуть бути токсичні сполуки.

Практично всі звалища не відповідають санітарно-епідеміологічним та природоохоронним вимогам (відсутність проекту; гідроізоляції, системи відведення й очищення талих і дощових вод; технологічних карт тощо).

На звалищах ТПВ допускається складування гумових відходів, текстоліту, склотканин, деревних та стружечних відходів, дерев'яну і паперову тару тощо. Не допускається складувати на звалищах ТПВ лаки, емалі, відходи, які містять поліхлорованні біфеніли, шлами.

В даний час все частіше застосовуються полігони, на яких здійснюється комплекс процесів утилізації відходів та захоронення їх кінцевих залишків. Полігони для ТПВ - природоохоронна споруда для централізованого збору й знешкодження відходів, що забезпечує захист атмосфери, ґрунтів, поверхневих і підземних вод від забруднення, перешкоджаюче розповсюдженню хвороботворних організмів. В порівнянні зі звалищами це більш сучасні в санітарно-гігієнічному та екологічному відношенні об'єкти. Особливостями полігонів є:

• ущільнення відходів, що дозволяє збільшити навантаження на одиницю площі;

• пошарове укриття відходів;

• заходи щодо запобігання проникнення фільтрату в ґрунт і підземні води;

• збір біогазу (при необхідності).

На територіях полігонів не допускається спалювання ТПВ, й необхідно вжити заходів по неприпустимості їх само загоряння. Всі роботи по складуванню, ущільненню та ізоляції ТПВ на полігонах повністю механізовані, а після їх закриття проводиться рекультивація ділянки. Проте полігони ТПВ були призначені в основному для захоронення відходів і не передбачають їх спеціальної переробки.

Разом з побутовими відходами, на полігонах ТПВ допускається захоронення частини промислових відходів. Заборонено прийом на полігони відходів, придатних до використання в народному господарстві в якості вторинних ресурсів, а також радіоактивних й біологічно небезпечних відходів. На полігонах ТПВ допускається розміщувати вибухобезпечні промислові відходи, токсичність водної витяжки яких не перевищує токсичності фільтрату ТПВ. Токсичні промислові відходи IV класу небезпеки (будівельні відходи й відходи деяких виробництв: бита цеглина, бетон, золошлакові відходи ТЕС, вапняк, азбестова крихта тощо), якщо вони відповідають вимогам діючих нормативів, можуть прийматися на полігони ТПВ в необмеженій кількості. їх можна застосовувати як ізолюючий інертний матеріал в середній і верхній частині карт полігону. Токсичні промислові відходи І-ІІІ класів небезпеки підлягають прийому на спеціальні полігони. Токсичні промислові відходи

III класу небезпеки можуть прийматися на полігони, але в обмежених кількостях. їх змішують з ТПВ в такому співвідношенні, щоб водна витяжка з суміші була не токсичніша за фільтрат ТПВ.

Полігони розміщуються за межами міст та інших населених пунктів. Розмір санітарно-захисної зони від житлової забудови до меж полігону складає 500 м. Розміщення полігонів ТПВ повинне бути погоджено з генеральним планом або проектом забудови міста й його приміської зони.

Площа ділянки, що відводиться під полігон, обирається виходячи з терміну його експлуатації та може досягати декількох сотень гектарів. Рекультивацію території закритого полігону проводить організація, що експлуатує полігон, з участю підприємства, що виконує подальше цільове використання земель. Використання території під капітальне будівництво, особливо житлове, не допускається.

Полігони, особливо недостатньо добре обладнані, можуть бути джерелом забруднення навколишнього середовища. В місцях поховання відходів погіршення екологічної обстановки пов'язано із забрудненням практично всіх компонентів навколишнього середовища: атмосфери, ґрунтів, поверхневих і підземних вод. Найбільш активно полігони діють на підземні води. В місцях складування відходів можливо формування антропогенних водоносних горизонтів з високим рівнем забруднення. Основним джерелом забруднення є унікальний за своєю токсичністю фільтрат. Тому полігони обладнали пристроями по контролю за якістю ґрунтових вод. Поверхневі води контролюють вище й нижче за полігон, а також в канавах водовідведень. Якщо в пробах, відібраних нижче за водотоком, концентрації забруднюючих речовин значно перевищать фонові, необхідна розробка відповідних заходів. Атмосферне повітря забруднюється за рахунок виділення великої кількості газоподібних шкідливих речовин (метану, сірководню та інших), теплового забруднення, пилу й дрібних фракцій. Контроль стану атмосфери передбачає щоквартальний відбір проб атмосферного повітря над відпрацьованими ділянками полігону та на межі санітарно-захисної зони на наявність сполучень, що виділяються в процесі біохімічного розкладання ТПВ.

Контроль стану ґрунтів у зоні можливого впливу полігону передбачається за хімічними, мікробіологічними та радіологічними параметрами. Екологічний стан ґрунтового покриву оцінюється за ступенем засолення легкорозчинними солями, ступенем забруднення важкими металами, за наявністю органічних забруднюючих речовин та за реакцією середовища.

Захоронення відходів на полігонах має ряд недоліків:

• тривале відчуження значних площ земельних ресурсів;

• можливе забруднення поверхневих і ґрунтових вод;

• попадання в атмосферу отруйних домішок й токсичних газів;

• безповоротна втрата цінних компонентів відходів.

Отже, необхідний перехід від полігонного захоронення ТПВ до їх промислової переробки. Разом з тим вартість будівництва полігонів приблизно в 4 рази дешевше, ніж біохімічна переробка та компостування.

Спалювання - це поширений, технічно відпрацьований, традиційний спосіб знищення ТПВ. Спалювання ТПВ в топках. Спалювання побутового сміття в топочних пристроях котлах-агрегатах є найпоширенішим у всіх країнах світу способом термічної переробки побутового сміття. Найбільш поширеним є шарове спалювання побутового сміття в котлах, обладнаних топками з колосниковими решітками. Даний метод спалювання має такі перевагами:

• можливість спалювання високовологих відходів без їх попередньої сушки;

• високою стабільністю процесу горіння в необхідному діапазоні температур;

• можливість рекуперації теплової енергії спалювання побутового сміття.

ТПВ (несортоване!) привозять на завод і розвантажують у великий приймальний бункер (забезпечує тридобовий запас сировини), звідси відходи подаються у піч. Температура згоряння в котлі підтримується близько до 950 °С, що, з одного боку, перешкоджає окисленню азоту повітря й збільшенню вмісту в димових газах оксидів азоту, з іншою - призводить до часткового вигоряння діоксинів (більш повне їх вигоряння відбувається при 1200 °С, але при цій температурі починає активно окислюватися азот повітря до оксиду азоту (КО)).

В технологічну лінію спалювання вбудована багатоступінчата система очищення димових газів (система глибокого очищення димових газів). Вона складається з:

1. реактора, в який подається «вапняне молоко» та тонко подрібнене активоване вугілля. При цьому в об' ємі реактора при високих температурах протікають каталітичні реакції «зв'язування» токсичних газів в тверді малорозчинні солі:

Са(ОН)₂+2НР=СаР₂(тв)+2Н₂0 (фтороводород ^ фтористий кальцій) Са(ОН)₂+2НС1=СаС1₂(тв)+2Н₂0 (хлороводород ^ хлорид кальцію) Са(ОН)₂+Н₂8О₄=Са8О₄(тв)+2Н₂0 (сірчана кислота ^ сульфат кальцію) Активоване вугілля служить в якості, як каталізатора вищенаведених реакцій, так й адсорбенту інших токсичних газів (СО, діоксинів, фуранів).

2. реактора-випарника, в який подається 40%-вий розчин карбаміду для знищення оксиду азоту: 2СО(КН)₂+4КО=4К₂+ 2С0₂+2Н₂0.

Потім димові гази очищаються від твердих часток в багатокасетному рукавному фільтрі та димососом викидаються в атмосферу через спеціальний «триствольний димар».

Оскільки ТПВ не піддаються сортуванню, при їх спалюванні утворюється до 25 % шлаку, який віддаляється з печі; до нього додається летюча зола з рукавного фільтру. Ця золошлакова суміш реалізується заводам, що виробляють будматеріали.

В сміттєспалювальну піч вбудований паровий котел, пара з якого подається на турбіну електрогенератора. Після турбіни пара віддає залишкове тепло в теплообміннику-утилізаторі.

Спалювання ТПВ в шлаковому розплаві. Останнім часом фахівці та організації ряду галузей промисловості, особливо чорної та кольорової металургії, пропонують як альтернативу шаровому спалювання несортованих відходів у високотемпературних печах (1750-1900 °С).

Основною перевагою використання спалювання в шлаковому розплаві (при високій температурі процесу) відбуватися повне розкладання шкідливих сполучень та окислення горючих компонентів (у тому числі діоксину та фурану) й незначний відсоток (1-2 %) віднесення пилу.

Проте високих температур в шлаковій ванні, або електропечі, або мінідомне недостатньо для повного виключення утворення діоксинів і фуранів. Оскільки у міру охолоджування димових відхідних газів створюються умови для відновних реакцій, у присутності хлору, що залишається в димових газах, можлива поява вторинних діоксинів та фуранів в кількостях, близьких до однієї чверті від початкового об' єму. Очевидно, що висока температура процесів переробки сміття вестиме до збільшення утворення таких токсичних сполучень, як оксиди азоту. Крім того, високі температури призводять до випаровування тугоплавких компонентів ТПВ, які при температурах звичайного сміттєспалювання знаходяться в твердому та нейтральному.

Перевагами спалювання ТПВ є:

• можливість рекуперації тепла, що утворюється. Теплотворна здатність ТПВ сягає 7500 - 8400 кДж/кг, що співставно з бурим вугіллям та іншим низькосортним паливом (торфом, сланцем). Теплова енергія, що виробляється, використовується на потреби централізованого теплопостачання або для вироблення електроенергії;

• надійне знешкодження відходів;

• зниження ризику забруднення відходами ґрунтів та ґрунтових вод;

• скорочення об'єму відходів понад 10 разів, а маси - 3 разів.

Разом з тим метод спалювання має низький рівень екологічності. Недоліками цього методу є:

• небезпека забруднення атмосфери шкідливими викидами. Димові гази, що утворюються при спалюванні ТПВ, містять в своєму складі - оксиди сірки, азоту, вуглецю, хлористий та фтористий водень, летючу золу, важкі метали. При неповному окисленні харчових відходів, жирів, масел утворюються альдегіди та органічні кислоти, канцерогенні речовини (бенз(а)пирен тощо), аміак та інші шкідливі речовини. При спалюванні побутового сміття, що містить синтетичні полімерні матеріали (ПВХ і його сополімери), утворюються діоксини і фурани. Діоксини високо токсичні речовини, відносяться до ряду ксенобіотиків, які мають канцерогенні, мутагенні, ембріотоксичні імунопригничиючи властивості, властивості, а також при високих дозах викликають поступове виснаження організму і подальшу смерть без виражених патологічних симптомів;

• високий відсоток виходу золи й шлаків при спалюванні сміття. При спалюванні ТПВ зола і шлак утворюються в кількості 30-45% від сухої маси відходів. Якщо спалювання проводиться без попереднього сортування, то золи й шлаку утворюється більше в порівнянні із спалюванням заздалегідь відсортованих відходів. В цілому шлаку утворюється близько 1 т на кожні 3­4 т спалюваного сміття. Золошлакові відходи сміттєспалювання відносяться до 3 класу небезпеки. Вони відрізняються за фізичними властивостями і хімічним складом від золошлакових відходів ТЕС і металургійних підприємств, тому для їх утилізації необхідна розробка спеціальних технологій;

• знищення цінних компонентів відходів;

• високі експлуатаційні витрати установок по спалюванню ТПВ.

Токсичні ТПВ, наприклад, шприців інфекційних відділень лікарень, використаних перев'язувальних матеріалів тощо, потребують знищення, для чого використовують високотемпературні печі; як правило, це малі плазмові (електродуги) печі, які забезпечують температуру в декілька тисяч градусів, тобто інфіковані, особливо токсичні та інші небезпечні відходи піддаються знешкодженню в плазмі. В якості плазмоутворюючого газу використовується водяна пара. При температурі 4000 °С за рахунок енергії електричної дуги в плазмотроні органічні відходи розщеплюються на атоми, радикали, електрони та позитивні іони. При охолодженні в плазмі протікають реакції з утворенням простих нетоксичних газів і пари - СО₂, Н₂О (кислі гази типу НС1 переводяться в СаС1₂). Всі неорганічні сполуки (у тому числі метали) сплавляються в засклений «корольок», тому не є токсичними та можуть бути вивезені на полігон ТПВ.

Ще один спосіб термічної утилізації ТПВ - піроліз. На відміну від спалювання ТПВ, де основний продукт - це фактично теплова енергія, піроліз - це процес «зрідження» та газифікації ТПВ.

Метод високотемпературного піролізу ТПВ Торакс характеризується процесами розпаду та часткового окислення горючих компонентів, а також плавленням інертних матеріалів при температурах понад 1500 °С.

Відходи, як побутові так і промислові, можуть бути завантажені в установку безпосередньо в тому виді, в якому вони були доставлені з місць збору, без попередньої обробки, за винятком дроблення громіздких предметів.

Найважливішою частиною системи є реактор, який працює як вертикальна шахтна піч і забезпечує процес піролізу відходів і шлакоутворення компонентів, що не згоряють. Відходи періодично завантажуються у верхню частину реактора. Під дією власної маси вони проходять зверху вниз через три зони: сушки, піролізу, первинного згоряння та плавлення.

Горючі гази із зони згоряння проходять вгору крізь шар відходів і віддають тепло в зонах сушки й піролізу. У зоні сушки волога, яка міститься у відходах, випаровується. Відходи, що поступають згори, створюють пробку, яка запобігає підсосу повітря через відкритий завантажувальний отвір. Під зоною сушки розташована зона піролізу, де висушені відходи ендотермічно (практично без доступу повітря) розкладаються на горючий газ, вуглець та інертні матеріали. Горючі гази піднімаються вгору по шахті й потрапляють в кільцеподібний канал, звідки вони в суміші з парою відсмоктуються вентилятором. Найважливішими компонентами горючого газу є водень, оксид вуглецю та метан. Склад і теплота згоряння горючого газу залежать від складу відходів і характеру процесу піролізу.

Тверді продукти піролізу (вуглець та інертні матеріали) осідають, а потім поступають в зону первинного згоряння та плавлення в нижній частині реактора, де високі температури підтримуються за рахунок подачі підігрітого до 300-500 °С повітря та тепла, що виділяється при згорянні вуглецю.

Коксовий залишок, який утворився при піролізі, окислюється в оксид вуглецю, а інертні матеріали оплавляються. У нижній частині газогенератора знаходиться зона плавлення з максимальними температурами. Розплавлений рідкий шлак, що має в основному силікатні компоненти, виводиться через шлакову ванну, гранулюється та використовується в промисловості будівельних матеріалів.

Частина енергії газу, який утворюється, використовують в самій системі для нагріву повітря, що подається в зону спалювання реактора. Інша енергія може бути передана споживачеві безпосередньо у вигляді газоподібного палива або пари.

До переваг піролізу ТПВ в порівнянні із звичайним спалюванням відносяться:

• кількість відходячих газів, що виділяються при піролізі та що піддаються очищенню, набагато менша ніж при спалюванні відходів;

• димові гази забруднені летючою золою і сажею менше, що дозволяє спростити схему очищення;

• важкі метали, які містяться у відходах, фіксуються в коксовому залишку;

• відходи можна переробляти без попередньої підготовки, сортування, сушки;

• процес вимагає менших капітальних вкладень;

• у такий спосіб можна ліквідовувати частину ТПВ, що некомпостується, та багато промислових відходів (пластмасу, гуму, шкіру, відпрацьовані автомобільні покришки, кабелі, в' язкі, пастоподібні відходи, відпрацьовані масла, вологі осідання, шлами, землю, забруднену мазутом, маслами тощо).

Газифікація - процес, близький до піролізу. Це термохімічний високотемпературний процес взаємодії органічної маси відходів з газофікуючими агентами - повітрям, киснем, водяною парою, діоксидом вуглецю або їх сумішами. В результаті переробки виходить горючий газ, смола та шлак. Процес піролізу ТПВ отримав більше розповсюдження, ніж газифікація.

Контрольні питання:

1. Які існують методи переробки ТПВ?

2. Що таке компостування? В чому полягають переваги цього метода утилізації ТПВ?

3. Які методи утилізації ТПВ відносяться до «гарячих»?

4. У чому полягають переваги та недоліки спалювання ТПВ?

5. Які методи використовують для знешкодження токсичних ТПВ?

Полігони твердих побутових відходів

• Сучасні полігони ТПВ.

• Способи складування ТПВ.

• Система збирання та утилізації фільтрату.

• Система збирання та утилізації біогазу.

• Рекультивація земель після закриття полігону.

Основні поняття: полігони твердих побутових відходів, методи складування відходів, біогаз, фільтрат, рекультивація.

Полігони для захоронення твердих побутових відходів є інженерними спеціалізованими спорудами, призначеними для регулярного централізованого збору, видалення, знешкодження та зберігання неутилізованих відходів. Полігони ТПВ повинні забезпечувати санітарне та епідемічне благополуччя населення, екологічну безпеку навколишнього природного середовища, запобігати розвитку небезпечних геологічних процесів і явищ. Розміри і потужність полігона ТПВ повинні визначатись потребами у їх складуванні із урахуванням екологічних вимог і санітарних норм, кількості населення, розрахункового терміну експлуатації, річної норми накопичення ТПВ.

У країнах ЄЕС полігони для захоронення відходів розподіляються на полігони для небезпечних, побутових та інертних відходів. Ця класифікація є значною мірою умовною, оскільки не завжди можна провести чітку грань між небезпечними, безпечними та інертними відходами, оскільки ця грань може змінюватися в часі під впливом різних чинників.

Проектування та експлуатація полігонів здійснюються відповідно до вимог чинного законодавства, а зокрема:

• ЗУ «Про відходи»

• ДБН В.2.4.-2-2005 Полігони твердих побутових відходів. Основні положення проектування;

• ДСанПіН 2.2.7.029-99 Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення;

• Правил експлуатації полігонів побутових відходів;

• Рекомендацій з удосконалення експлуатації діючих полігонів та звалищ твердих побутових відходів.

На полігони ТПВ приймають тверді побутові відходи з житлових і громадських будинків, установ, підприємств торгівлі та громадського харчування, а також вуличне, садово-паркове, будівельне сміття та деякі види твердих інертних відходів за відповідним обґрунтуванням, а також промислові відходи III - IV класів небезпеки з дозволу місцевих органів санітарно- епідеміологічної та екологічної служб і пожежної інспекції. Промислові відходи IV класу небезпеки можуть використовуватись на полігоні твердих побутових відходів як ізолюючий матеріал.

Прийняттю на полігони ТПВ не підлягають відходи, які можуть бути вторинною сировиною (за можливості їх утилізації); відходи, що містять токсичні, отруйні та агресивні щодо споруд полігона речовини.

Як правило, складуванню на полігонах ТПВ підлягає тільки та частина твердих побутових відходів, що не може бути утилізована.

При проектуванні полігонів ТПВ повинні бути передбачені:

• рішення, що забезпечують експлуатаційну надійність, економічність, мінімальне відчуження земельних та інших природних ресурсів і обов'язкове повернення тимчасово відчужуваних земель для подальшого господарського використання;

• розроблення матеріалів оцінки впливу на навколишнє середовище згідно з ДБН А.2.2-1-2003 Склад і зміст матеріалів оцінки впливів на навколишнє середовище (ОВНС) при проектуванні, будівництві підприємств, будинків, споруд;

• інженерні заходи, що забезпечують стійкість полігона як споруди, його довговічність і безпеку навколишнього середовища;

• передбачена рекультивація земель після закриття полігону;

• вимоги щодо безпеки життя і здоров' я людини.

При організації полігонів для поховання відходів важливе значення мають:

• правильний вибір майданчика;

• створення необхідних інженерних споруд;

• порядок заповнення полігону відходами;

• глибина попередньої обробки відходів;

• проведення моніторингу довкілля;

• контроль за утворенням, збором і транспортуванням біогазу;

• контроль за утворенням, збором і видаленням фільтрату.

Ділянка для розміщення полігонів ТПВ повинна обиратися за територіальним принципом відповідно до схеми санітарного очищення міста чи регіону і проекту районного планування або генерального плану населеного місця.

Полігони ТПВ розміщують:

• на землях несільськогосподарського призначення, непридатних для сільського господарства, погіршеної якості, не зайнятих зеленими насадженнями (особливо лісами 1-ї групи);

• на ділянках, де є можливість вжиття заходів і впровадження інженерних рішень, що виключають забруднення навколишнього природного середовища, розвиток небезпечних геологічних процесів чи інших негативних процесів і явищ;

• на ділянках, прилеглих до міських територій, якщо вони не включені в житлову забудову відповідно до генерального плану розвитку міста на найближчі 25 років, а також під перспективну забудову;

• на ділянках, що характеризуються природною захищеністю підземних вод від забруднення;

• за межами зон можливого впливу на водозабори, поверхневі води, території та об'єкти природно-заповідного фонду, курорти тощо;

• з урахуванням рози вітрів відносно житлової забудови, зон відпочинку та інших місць масового перебування населення за межами санітарно-захисної зони;

• за межами міст;

• на відстані, не менше:

• 15 км від аеропортів;

• 3 км від межі курортного міста, відкритих водоймищ господарського призначення, об'єктів, які використовуються з культурно-оздоровчою метою, заповідників, місць відпочинку перелітних птахів, морського узбережжя;

• 1 км від межі міст;

• 500 м від житлової та громадської забудови (санітарно-захисна зона);

• 200 м від сільськогосподарських угідь і від автомобільних та залізничних шляхів загальної мережі.

• 50 м від межі лісу та лісопосадок, не призначених для використання з метою рекреації.

Ґрунтові води на ділянці розміщення полігонів ТПВ повинні знаходитися на глибині не менше 2 м від його основи.

Полігони ТПВ за особливостями розташування в рельєфі поділяються на:

• рівнинні (розташовані на відносно рівній поверхні з ухилом рельєфу до 5 %);

• схилові (розташовані на схилах рельєфу з ухилом місцевості більше 5 %);

• вододільні (розташовані на вододільних просторах);

• ярово-балкові (розташовані в природних зниженнях рельєфу, балках і ярах);

• котловинні чи кар'єрні (розташовані в штучних виїмках або кар'єрах після видобутку будівельних матеріалів або корисних копалин);

• гірські (розташовані в гірській місцевості);

• змішані (наприклад, кар'єрно-схилові та ін.).

Основними елементами полігона є: під'їзна дорога, ділянка складування ТПВ, господарська зона, інженерні споруди та комунікації.

Під'їзна дорога з'єднує автомобільну дорогу загального користування з ділянкою складування ТПВ.

Основна споруда полігона - ділянка складування ТПВ. Вона займає, як правило, до 85-95 % загальної площі полігону. Ділянку складування розбивають на черги експлуатації з урахуванням забезпечення приймання відходів на кожній черзі протягом 3-5 років. Складування відходів на першій, другій і, якщо дозволяє площа ділянки, на третій черзі ведеться на висоту у 2-3 яруси (висота ярусу дорівнює 2,0-2,5 м).

Відходи на будь-якому полігоні складують на обмеженій ділянці, яку називають робочої картою, площею не більше 0,1 га.

Після заповнення зони розвантаження відходи мають бути розрівняні та ущільнені шаром від 0,5 до 1,0 м залежно від механізмів, що застосовуються (для бульдозерів - до 0,5 м, для котків-ущільнювачів - до 1,0 м). Ступень ущільнення відходів контролюють реперами, встановлених по кутах робочої карти.

Ущільнення відходів при захороненні потрібне не лише для максимального використання вільного простору, але і для зменшення наступного осідання тіла полігону. Крім того, рихле тіло полігону, що має щільність нижче за 0,6 т/м , ускладнює контроль за фільтратом, оскільки в тілі неминуче виникає безліч каналів, що утрудняють його збір і видалення.

Заповнення робочої карти триває доти, доки ущільнений шар відходів не досягне 2,0-2,5 м. Після цього не пізніше ніж через 3 дні його слід укрити ізолювальним шаром (ґрунту, глини, подрібнених будівельних відходів тощо) завтовшки не менше 20 см.

Що стосується методів заповнення робочої карти полігону, то принципово їх два: метод «зштовхування» (зверху вниз) і метод «насуву» (від низу до верху).

Достатньо часто відходи на добовій карті укладають методом «зштовхування» (зверху вниз). При цьому методі на відміну від методу «насуву», сміттєвозний транспорт розвантажують на верхній ізольованій поверхні добових карт, утворених в попередні дні. Сміттєвозам рухатися дещо складніше, оскільки підстава менш щільна, але колесами вони додатково ущільнюють ізолюючий шар, що дуже корисно з санітарно-гігієнічної точки зору (чим щільніше ізолюючий шар, тим надійніше він виконує свої функції).

Територія полігона ТПВ, у тому числі ділянка складування і господарська зона, має бути захищеною від затоплення зливовими та талими водами з вище розташованих земельних масивів. Для забезпечення запобігання попаданню стоку зливових і талих вод, а також фільтрату з території полігона у зовнішні водовідвідні споруди проектується комплекс гідротехнічних споруд. Господарська зона, обвалування, зелені насадження, інженерні комунікації займають, як правило, 5-15 % загальної площі полігону.

Головними конструктивними елементами ділянки захоронення відходів є герметизуюче облицювання, захисний облицювальний шар, дренажний шар для фільтрату та верхнє покриття. Для забезпечення герметичності застосовують мінеральні (глиняні) покриття, полімерні плівкові матеріали (наприклад, поліетилен високого тиску), покриття з асфальтобетону, а також зміцнення ґрунту бентонітом.

Сучасні полігони оснащені надійною системою збирання та видалення фільтрату, а також передбачені заходи, спрямовані на зменшення його кількості (тимчасові протифільтраційні завіси, дамби, схеми складування ТПВ, при яких забезпечується мінімальне надходження води з незаповненої площі карт).

Для збирання та відведення фільтрату з майданчиків складування ТПВ облаштовують дренажну систему, яка складається з шарового дренажу (галька або щебінь) та дренажних труб. Матеріали, які використовують для улаштування шарового дренажу і дренажних труб, повинні бути хімічно та біологічно стійкими й підбиратися так, щоб хімічно-фізичні властивості фільтрату та механічна дія ТПВ не приводили б до відмови в роботі системи.

Для улаштування водовідвідного шару повинні застосовуватися промиті матеріали. Перевагу віддають матеріалам округленої форми з розміром часток 16-32 мм. Вміст карбонату кальцію у матеріалі водовідвідного шару не повинен перевищувати 20 % від загальної ваги матеріалу.

Для відведення фільтрату використовують труби, поверхня яких на 2/3 має бути перфорованою або мати прорізи. Діаметр труб має бути не менше 300 мм. Труби укладають на поверхні гідроізолюючого шару так, щоб фільтрат відводився зі всієї основи полігону.

Дренажна система влаштовується так, щоб забезпечити можливість контролю й промивання її під час експлуатації.

Кількість фільтрату, яке може утворитися в робочому тілі полігону, залежить від суми річних атмосферних опадів даного регіону, їх випаровування, поглинання води робочим тілом полігону.

Фільтрат, що утворюється на полігоні, збирається в контрольні ставки, а потім направляється на очистку. До стадії очистки фільтрату має бути передбачена його груба сепарація, седиментація, розподіл фаз.

Метод чи спосіб очистки та знешкодження фільтрату визначається на основі проведення попереднього аналізу його властивостей за такими параметрами:

• кількість фільтрату;

• кислотність (рН);

• електропровідність;

• ХПК, БПК₅;

• концентрація аміаку, нітратів, нітритів, фенолу, хлоридів, сульфатів, ціанідів, у т.ч. що легко вивільнюються;

• вміст загального азоту, фосфатів;

• концентрація важких металів;

• вміст вуглеводнів, особливо тих, що вміщують хлор тощо.

Слід перевіряти токсичність осадів, що утворюються в процесі очищення фільтрату. Якщо клас токсичності не вище III, осади можна захоронювати на полігоні, при вищому класі токсичності осади слід вивозити та захоронювати на полігоні токсичних відходів.

Скидання фільтрату в міську водовідвідну мережу допускається тільки у випадку, коли об'єм і склад фільтрату відповідають вимогам діючих санітарних норм за погодженням з місцевими установами санітарно-епідеміологічної служби.

Система збирання та видалення фільтрату повинна функціонувати від початку роботи полігона ТПВ, а також після його закриття.

На сучасних полігонах передбачена система утилізації біогазу, що утворюється при анаеробному розкладанні органічної складової ТПВ. Основним компонентом біогазу є метан (40-60 %), але до його складу також входять діоксид вуглецю (30-45 %), азот, сірководень, кисень, водень та інші гази (5-10 %). Теплотворна здатність біогазу - 18-25 МДж/м . Межі вибухонебезпечності суміші біогазу з повітрям складають 5-15 %.

Біогаз може використовуватись як паливо для енергетичних установок (котлоагрегати, промислові печі, стаціонарні двигуни-генератори) або для заправки в балони. Метод утилізації біогазу визначається під час розроблення технічного завдання на проектування системи збирання й утилізації біогазу для конкретного полігона ТПВ.

Прогнозування кількості біогазу, що виділяється, роблять з урахуванням складу та властивостей ТПВ, місткості та терміну експлуатації полігону, схеми та максимальної висоти складування ТПВ, гідрогеологічних умов ділянки складування, рН водної витяжки з ТПВ.

Біогаз необхідно відводити для того, щоб запобігти його міграції з полігону, оскільки він токсичний та вибухонебезпечний.

Методи контролю та відведення біогазу нині досить розроблені. Газ зазвичай відсмоктується та прямує на спалювання у відкритому факелі або при значних кількостях і відповідній якості утилізується. Збір біогазу здійснюється з вертикальних свердловин, пробурених на місці вже заповнених сховищ, або горизонтальних свердловин-колекторів, споруджених в процесі складування відходів.

У пробурений ствол свердловини на глибину не менше 10 м (краще 20­30 м) поміщається перфорована в нижній частині сталева труба. Затрубний простір сховища заповнюється гранульованим матеріалом. Верхня частина затрубного простору бетонується для запобігання потрапляння у свердловину повітря. Типове устаткування для збору біогазу складається зі всмоктуючого трубопроводу, діафрагмового витратоміру та засувки для регулювання потоку.

На кількість біогазу, що утворюється, впливають:

• склад, вік, щільність, температура та вологість відходів;

• площа, глибина, способи експлуатації та рекультивації захоронення відходів;

• водний баланс захоронення.

У найбільш простому випадку гази можуть збиратися та прямувати по трубопроводах споживачеві як паливо.

Іншим простим варіантом використання біогазу є спалювання його в спеціальних установках для отримання електроенергії. Це можуть бути газові двигуни з іскровим запаленням, газові турбіни. Газові двигуни дозволяють створювати малопотужні установки.

Газові турбіни ефективні при потужності більше 2 МВт; коефіцієнт корисної дії їх складає 32 %. Дорожчим є отримання високоякісного газу. Це вимагає видалення неметанових компонентів, що досягається хімічними або фізичними методами сепарації.

Висока щільність сміття дозволяє витягати газ з великою швидкістю. Звичайне звалище може видавати газ протягом 10-12 років. Максимум продуктивності доводиться на четвертий рік, потім відбувається повільне її зниження.

Після закінчення експлуатації свердловини, тобто коли збір біогазу, що утворився, стає економічно неефективним (оскільки концентрація метану стає занадто низькою), потрібен контроль за його утворенням та знешкодженням.

Один із способів знешкодження полягає в окисленні метану повітрям в поверхневих шарах ґрунту у присутності бактерій. В результаті утворюється вуглекислий газ, який дифундує з ґрунту в атмосферу.

Обов' язковою складовою проекту сучасного полігону ТПВ є спеціальний розділ із системи моніторингу, що містить:

• контроль стану підземних і поверхневих водних об'єктів, атмосферного повітря, ґрунтів і рослин, шумового навантаження в зоні можливого негативного впливу полігона ТПВ;

• систему управління технологічними процесами на полігоні ТПВ, що забезпечує запобігання забрудненню підземних і поверхневих водних об'єктів, атмосферного повітря, ґрунтів і рослин, шумовому навантаженню понад припустимі межі.

Основою розроблення системи моніторингу повинні бути матеріали оцінки впливу на навколишнє природне середовище (ОВНС).

У проекті організації системи моніторингу повинні бути визначені види необхідного контролю, кількість і місця розташування пунктів нагляду і режим нагляду.

Для контролю за станом підземних вод проектуються контрольні свердловини, місця розташування яких погоджується із гідрогеологічною службою та санітарно-епідеміологічними станціями. Одна контрольна свердловина закладається вище полігона за потоком ґрунтових вод, а одна-дві - нижче. Свердловини проектуються на всю зону активного водообміну. За необхідністю нагляду за кількома водоносними горизонтами слід створювати декілька свердловин.

Конструкція свердловин повинна забезпечувати захист підземних вод від випадкових забруднень, можливість водовідливу і відкачування, а також зручність відбирання проб води. Перелік показників, за якими проводяться аналізи, і періодичність відбирання проб обґрунтовують у проекті моніторингу полігонів ТПВ.

Вище місця розташування полігона ТПВ на поверхневих водоймищах і нижче, на водовідвідних канавах, проектуються місця відбирання проб поверхневих вод.

У проекті організація системи моніторингу повинна включати постійне спостереження за станом повітряного середовища.

Після завершення стабілізації закритого полігона ТПВ (процесу зміцнення звалищного ґрунту, досягнення ним постійного стійкого стану) проводиться рекультивація земель

Проектом рекультивації земель після закриття полігона ТПВ має бути передбачений один із наступних напрямків: сільськогосподарський, лісогосподарський, будівельний.

Будівельний напрямок здійснюється тільки після вивезення всього звалищного ґрунту і проведення відповідних санітарно-епідемічних досліджень.

Рекультивація земель після закриття полігона ТПВ провадиться в два етапи: технічний та біологічний.

До процесів технічного етапу рекультивації відноситься стабілізація, виположування і терасування, спорудження системи дегазації, створення рекультиваційного багатофункціонального покриття.

Щоб уникнути шкідливого впливу біогазу полігонів ТПВ на довкілля, вихід газу з поверхні полігона та розповсюдження його на прилеглій до нього території необхідно блокувати або зменшити до мінімуму.

Для збирання біогазу за системою пасивної дегазації проектується газовий дренаж, який складається з піщаної постелі, перфорованих дренажних труб діаметром 125-150 мм у обсипці з гравію або щебеню. Дренажний шар зверху перекривається слабопроникним покриттям товщиною 0,5 м із зв'язаних ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації не більше 10^-9 м/с.

Для збирання і відведення поверхневої (чистої) води та зменшення кількості фільтрату, збирання й утилізації біогазу влаштовується захисний (постійний) екран поверхні полігону ТПВ. Влаштовується він після закриття полігону та закінчення осідання тіла, тобто досягнення ним стабільного стану.

Захисний екран влаштовується зверху технологічного екрана, і складається, як правило, з таких шарів:

• рекультиваційний шар завтовшки не менше 1 м, що має шар родючого ґрунту завтовшки 30-50 см;

• дренажний шар завтовшки не менше 30 см;

• захисний дрібнопіщаний шар завтовшки не менше 20 см;

• шар синтетичної гідроізоляції завтовшки не менше 3 мм, стійкий до хімічної та біологічної агресії та до ушкодження гризунами;

• мінеральний гідроізоляційний шар, що складається не менше ніж з двох шарів ущільненої глини завтовшки 1 м. Загальний коефіцієнт фільтрації гідроізоляційних шарів (синтетичного та мінерального) повинен бути не більше 10^-9 м/с;

• вирівнювальний шар і газовий дренаж загальною товщиною не менше 0,5 м.

Для збирання і відведення біогазу по вирівнювальному шару передбачають шар, який здійснює спеціальну функцію газового дренажу. Мінімальна товщина газового дренажу з природних мінеральних матеріалів, має бути не менше 30 см. Вміст карбонату кальцію у матеріалі газового дренажу повинен бути не більше 10 % (за масою).

Родючі землі завозяться автотранспортом на закриті полігони ТПВ з місць тимчасового складування ґрунту або інших можливих місць їхнього утворення. Планування поверхні до нормативного ухилу провадиться бульдозером.

Після закінчення технічного етапу рекультивації ділянка передається для проведення біологічного етапу рекультивації земель, зайнятих під полігон ТПВ. Цей етап триває 4 роки і включає такі роботи: добір асортименту багаторічних трав, підготування ґрунту, сівбу і догляд за посівами.

Через 4 роки після сівби трав територія рекультивованих земель полігона ТПВ передається відповідному відомству для наступного цільового використання у сільськогосподарському, лісогосподарському або інших напрямах.

Контрольні питання:

1. Надайте характеристику сучасному полігону ТПВ.

2. Які відходи приймаються до захоронення на полігонах ТПВ?

3. Які заходи необхідно передбачити під час проектування полігону ТПВ?

4. Які методи заповнення робочої карти полігону існують?

5. За якими параметрами визначають спосіб очистки та знешкодження фільтрату?

6. Що повинен містити розділ з системи моніторингу в проекті полігону ТПВ?

7. Які системи використовують для збирання та відведення фільтрату?

8. Які системи використовують для збирання та утилізації біогазу?

9. Дайте характеристику напрямам використання біогазу?

10. Як проводиться рекультивація земель після закриття полігону ТПВ?

ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

суміш газів, що утворюється при анаеробному розкладанні органічної складової твердих побутових відходів.

форма ресурсозберігаючої організації виробництва продукції, що характеризується відсутністю відходів в основному виробничому циклі або їх повною утилізацією в додаткових технологічних процесах, не пов'язаних з отриманням основної продукції на цьому ж виробництві (Частіше всього виробництво вважають безвідходним, коли його відходи стають сировиною для іншої).

- сукупність відходів, які мають загальні ознаки відповідно до їх походження, властивостей і технології обігу.

Біогаз

Безвідходне виробництво

газопилові речовини, що підлягають виведенню (викиду в атмосферу) за межі виробництва, включаючи що входять в них небезпечні та (або) цінні компоненти, які уловлюють при очищенні технологічних газів, що відходять, і ліквідовують відповідно до вимог національного законодавства та (або) нормативних документів.

• фізична або юридична особа, діяльність якої призводить до утворення відходів.

• невживані промислові, сільськогосподарські, побутові, торгівельні, продовольчі та інші залишки, для яких в даний час відсутні умови утилізації.

штучний насип з відвальних ґрунтів або некондиційних корисних викопних, промислових, побутових відходів.

басейн або резервуар, призначений для очищення рідин при поступовому відділенні домішок, що випадають в осад.

• будь-які речовини, матеріали і предмети, що утворюються у процесі людської діяльності і не мають подальшого використання за місцем утворення чи виявлення та від яких їх власник позбувається, має намір або повинен позбутися шляхом утилізації чи видалення.

• відходи виробництва, які неможливо, недоцільно (неефективно) або неприпустимо використовувати повторно.

• відходи, існування яких і (або) поводження з якими в певних умовах і в певний час визнані безпечними для життя, здоров'я людини і навколишнього природного середовища.

Викиди

Відходи

вибухонебезпечні

Відходи виробництва

Відходи інертні

Відходи лікувально- -

профілактичних

установ

Відходи небезпечні -

Відходи невживані - (які неутилізуються)

Відходи побутові

Відходи споживання

Відходи токсичні

Відходи харчові

Відходи хімічні

Відходи, які утилізуються

Вторинна сировина - (вторсировина)

відходи, суміші відходів, що містять хімічні речовини, здібні до хімічної реакції з виділенням газів такої температури і тиску і з такою швидкістю, що це спричиняє вибух.

залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворилися при виробництві продукції або виконанні робіт і що втратили повністю або частково свої споживацькі властивості.

відходи, існування яких не надає негативної дії на людей і навколишнє середовище.

матеріали, речовини, вироби, що втратили частково або повністю свої первинні споживацькі властивості в ході здійснення медичних маніпуляцій, що проводяться при лікуванні або обстеженні людей в медичних установах.

відходи, що мають такі фізичні, хімічні, біологічні чи інші небезпечні властивості, які створюють або можуть створити значну небезпеку для навколишнього природного середовища і здоров' я людини, та які потребують спеціальних методів і засобів поводження з ними.

відходи, які в даний час не можуть бути використані в народному господарстві, або їх використовування економічно, екологічно і соціально недоцільно.

відходи споживання, що утворюються в побутових умовах в результаті життєдіяльності населення.

залишки речовин, матеріалів, предметів, виробів, товарів (продукції або виробів), що частково або повністю втратили свої первинні споживацькі властивості для використання по прямому або непрямому призначенню в результаті фізичного або морального зносу в процесах суспільного або особистого споживання (життєдіяльності), використання або експлуатації.

відходи, що містять речовини, які у разі попадання в оточуюче середовище представляють або можуть представити загрозу для людини в результаті біоакумуляції і (або) токсичної дії на біотичні системи.

продукти харчування, що втратили повністю або частково свої первинні споживацькі властивості в процесах їх виробництва, переробки, вживання або зберігання.

відходи хімічних виробництв або їх продукція, сировина у вигляді хімічних речовин або їх сумішей, інертна або небезпечна для здоров' я людини і навколишнього середовища.

відходи, які використовують в народному господарстві як сировина (напівфабрикату) або добавка до них для вироблення вторинної продукції або палива як на самому підприємстві, де утворюються відходи, так і за його межами.

вторинні матеріальні ресурси, які в даний час можуть використовуватися в народному господарстві.

• захоронення відходів в океанах і морях з дотриманням екологічних вимог.

• систематизований перелік кодів та назв відходів, призначений для використання в державній статистиці з метою надання різнобічної та обґрунтованої інформації про утворення, накопичення, оброблення (перероблення), знешкодження та видалення відходів.

• єдина державна система збирання, узагальнення, всебічного аналізу та зберігання відомостей про відходи під час їх утворення та здійснення операцій поводження з ними.

остаточне розміщення відходів при їх видаленні у спеціально відведених місцях чи на об'єктах таким чином, щоб довгостроковий шкідливий вплив відходів на навколишнє природне середовище та здоров'я людей не перевищував установлених нормативів.

обробка відходів з метою підвищення відносного вмісту в них необхідних складових шляхом виключення або перетворення тих складових, які в даній ситуації відносять до непотрібних або шкідливих.

тимчасове розміщення відходів у спеціально відведених місцях чи на об'єктах (до їх утилізації чи видалення).

діяльність, що пов'язана з вилученням, накопиченням і розміщенням відходів у спеціально відведених місцях чи на об'єктах та включає сортування відходів з метою подальшої утилізації чи видалення.

Дампінг

Державний

класифікатор

відходів

Державний облік відходів

Захоронення відходів

Збагачення відходів

Зберігання відходів

Збирання відходів

Збирання твердих побутових відходів

місцезнаходження відходів, використання осяжного строку не передбачається.

зменшення чи усунення небезпечності відходів шляхом механічного, фізико-хімічного чи біологічного оброблення.

обробка відходів, що має на меті практично повне припинення їх існування.

незгорілий залишок, що утворився в результаті того, що згоряє органічної речовини.

віднесення відходів до певних категорій та класифікаційних груп, виходячи з їх походження, складу, стану, небезпеки для довкілля, здоров'я людини, технологічних можливостей утилізації, знешкодження.

Звалище

Знешкодження відходів

Знищення відходів Зола

Ідентифікація відходів

Клас небезпеки

(токсичності)

відходів

Класифікатор відходів

Кодування відходів

Ліміт на розміщення - відходів

Ліміт на утворення відходів

Маловідходна технологія

Мінімізація відходів

числова характеристика відходів, що визначає вид і ступінь його небезпеки (токсичності).

інформаційно-довідковий документ прикладного характеру, в якому для зручності сприйняття і зберігання дані розподілені і закодовані по певних ознаках у вигляді таблиць, графіків, описів відповідно до результатів класифікації відходів.

технічний прийом, що дозволяє якнайповніші, стисло і достовірно представити відходи, що класифікуються, у вигляді груп знаків (букв, цифр і т.п.) за правилами, встановленими системою класифікації.

обсяг відходів (окремо для кожного класу небезпеки), на який у власника відходів є дозвіл на їх розміщення, виданий органами Міністерства екології та природних ресурсі України на місцях.

максимальний обсяг відходів, на який у суб'єкта права власності на відходи (далі - власник відходів) є документально підтверджений дозвіл на передачу їх іншому власнику (на розміщення, утилізацію, знешкодження тощо) або на утилізацію чи розміщення на своїй території.

процес виробництва, при реалізації якого для отримання одиниці продукції утворюється менша кількість відходів в порівнянні з існуючими способами отримання цієї ж продукції.

скорочення або повне припинення утворення відходів в джерелі або технологічному процесі. Примітка: Мінімізація відходів може відбуватися за рахунок упровадження безвідходних технологій.

• споруда для безстрокового захоронення відходів, що передбачає систему захисту навколишнього середовища.

• Могильник відходів Мул

  відкладення тонких мінеральних і органічних частинок, що утворюються на дні спокійних водоймищ. Примітка: Розрізняють активованого мула, одержуваного при обробці опадів осадкових басейнів, що використовуються для прискорення очищення стічних вод.

відходи, що мають такі фізичні, хімічні, біологічні чи інші небезпечні властивості, які створюють або можуть створити значну небезпеку для навколишнього природного середовища і здоров' я людини, та які потребують спеціальних методів і засобів поводження з ними.

фізична, хімічна або біологічна обробка відходів з метою зниження або повного усунення їх шкідливої дії на оточуючу середовище.

Небезпечні відходи

Нейтралізація відходів

Несанкціоновані звалища відходів

Норматив збирання - відходів економічний або технічний показник, значення якого обмежує знизу плановану кількість конкретних відходів, що підлягають збиранню у визначеному місці за певних умов протягом встановленого інтервалу часу.

Норматив

розміщення відходів

Норматив утворення відходів

Нормативно допустимі обсяги утворення відходів

Об'єкти поводження з відходами

Оброблення

(перероблення)

відходів

Операції поводження з відходами

Осклування відходів

Паспортизація відходів

Первинний облік відходів

Перевезення відходів

Переробка відходів -

Перероблення (оброблення) твердих побутових

відходів

кількісні і якісні обмеження по розміщенню відходів з урахуванням їх дії на оточуюче середовище.

економічний або технічний показник, значення якого обмежує кількість відходів конкретного виду, що утворюються у визначеному місці за певних умов протягом встановленого інтервалу часу.

максимальний обсяг відходів, що може утворитися в результаті технологічного процесу за умови дотримання встановленого технологічного регламенту.

місця чи об'єкти, що використовуються для збирання, зберігання, оброблення, утилізації, видалення, знешкодження та захоронення відходів.

здійснення будь-яких технологічних операцій, пов'язаних із зміною фізичних, хімічних чи біологічних властивостей відходів з метою підготовки їх до екологічно безпечного зберігання, перевезення, утилізації чи видалення.

збирання, перевезення, зберігання, оброблення (перероблення), утилізація, видалення, знешкодження і захоронення відходів.

обробка відходів, в результаті якої відбувається їх перетворення в склоподібні матеріали.

процес послідовного збирання, узагальнення та зберігання відомостей про кожний конкретний вид відходів, їх походження, технічні, фізико-хімічні, технологічні, екологічні, санітарні, економічні та інші показники, методи їх вимірювання і контролю, а також про технології їх збирання, перевезення, зберігання, оброблення, утилізації, видалення, знешкодження та захоронення.

реєстрація у формах первинних облікових документів (картки, журнали, анкети) відомостей про відходи під час їх утворення на підприємстві та здійснення операцій поводження з ними.

транспортування відходів від місць їх утворення або зберігання до місць чи об'єктів оброблення, утилізації чи видалення.

діяльність, пов' язана з виконанням технологічних процесів по поводженню з відходами для забезпечення повторного використання в народному господарстві отриманих сировини, енергії, виробів і матеріалів.

здійснення будь-яких технологічних операцій, пов'язаних із зміною фізичних, хімічних чи біологічних властивостей ТПВ, з метою підготовки їх до екологічно безпечного транспортування, утилізації чи видалення.

обсяг відходів конкретного виду, який утворюється при виробництві одиниці продукції, переробленні одиниці сировини, наданні одиниці послуги тощо. Для ТПВ, що утворюються на території даного району, питомим показником утворення є обсяг відходів, який утворюється на одну людину, що проживає в даному районі, працює на підприємстві, в установі, організації даного району.

процес окислення органічних сполук під дією високих температур при відсутності або нестачі кисню.

дії, спрямовані на запобігання утворенню відходів, їх збирання, перевезення, зберігання, оброблення, утилізацію, видалення, знешкодження і захоронення, включаючи контроль за цими операціями та нагляд за місцями видалення.

обмежена територія, призначена і при необхідності спеціально обладнана для захоронення відходів, виключаючи дію похованих відходів на незахищених людей і довкілля.

інженерна споруда, яка призначена для захоронення побутових відходів і повинна запобігати негативному впливу на навколишнє природне середовище і відповідати санітарно- епідеміологічним і екологічним нормам.

виявлений у власника обсяг відходів, на які у нього немає дозволу на розміщення і які підлягають обов' язковому розміщенню за окремим дозволом органів Міністерства екології та природних ресурсів України на місцях.

кількість відходів, яка може бути прийнятий на полігон протягом року відповідно до проектних даних.

продукція, передача якої споживачу не допускається через наявність дефектів.

продукція яка в процесі експлуатації (споживання) втратила свої функціональні і інші властивості, встановлені нормативними вимогами, після закінчення терміну служби (придатності); яка в процесі експлуатації (споживання) стала не придатною до ремонту відносно відновлення основних функціональних властивостей відповідно до нормативних вимог; подальше вживання якої по її прямому призначенню може привести до непередбачуваних наслідків.

продукція яка втратила свої функціональні і інші властивості, встановлені нормативними вимогами, до закінчення терміну служби (придатності); подальше вживання якої по її прямому призначенню може привести до непередбачуваних наслідків.

Питомий показник утворення відходів

продукція, яка не відповідає нормативним вимогам або непридатна для вживання за призначенням внаслідок забруднення; не може бути регенерований, відновлений або використаний іншим способом по місцю її виробництва (утворення); підлягає обробці (переробці) на спеціалізованих підприємствах або продажу як вторинний матеріальний ресурс.

дія, що приводить до відновлення відходів до рівня вторинної сировини або матеріалу для вторинного використання по прямому або іншому призначенню, відповідно до діючої документації і існуючих потреб.

роботи із зняття, складування, збереження та нанесення родючого шару ґрунту на порушені землі після закриття або ліквідації об'єктів поводження з ТПВ.

діяльність по технологічній обробці відходів, що включає вилучення і відновлення цінних компонентів відходів, з поверненням їх для повторного використовування.

вертикальний металевий стояк заввишки до 3 м з позначками через 0,25 м, встановлюваний по кутах технологічних зон робочої карти для контролю за товщиною шару відходів та інертних матеріалів.

процес повернення відходів, скидів і викидів в процеси техногенезу. Примітки: Можливі два варіанти рециклінгу: повторне використання відходів по тому ж призначенню, наприклад скляних пляшок після їх відповідної безпечної обробки і маркуванні (етикетування); повернення відходів після відповідної обробки у виробничий цикл, наприклад жерстяних банок у виробництво сталі, макулатури у виробництво паперу і картону. Для сукупності відходів і скидів операцію рециклінгу називають рекуперацією, для скидів і порошкоподібних, пастоподібних відходів регенерацією, для скидів і викидів рециркуляцій.

частина території полігона побутових відходів, відведена для виконання робіт із захоронення відходів.

зберігання та захоронення відходів у спеціально відведених для цього місцях чи об'єктах.

механізована обробка неоднорідних відходів, що має на меті їх розділення на однорідні складові.

рідкі речовини, що підлягають виведенню (скиданню в ґрунт або водоймище) за межі виробництва, включаючи що входять в них небезпечні та (або) цінні компоненти, які уловлюють при очищенні цих рідких речовин і ліквідовують відповідно до вимог національного законодавства та (або) нормативних документів.

Продукція некондиційна

Регенерація відходів -

Рекультивація

Рекуперація відходів

Репер

Рециклінг

одна з операцій захоронення, яка регламентує технологію пошарового розміщення відходів та їх ізоляцію інертними матеріалами.

розділення та (або) змішення відходів згідно певним критеріям на складові, що якісно розрізняються.

термічний процес окислення з метою зменшення об'єму відходів, витягання з них цінних матеріалів, золи або отримання енергії.

місця чи об' єкти (місця розміщення відходів, сховища, полігони, комплекси, споруди, ділянки надр тощо), на використання яких отримано дозвіл спеціально уповноважених органів на видалення відходів чи здійснення інших операцій з відходами.

рідкі скиди населених пунктів з домішкою атмосферних і виробничих вод.

термічна обробка відходів, що приводить до видалення вологи та (або) утворення твердого залишку.

тверді відходи сфер споживання, які утворюються в процесі життєдіяльності людини у житлових будинках, закладах соцкультпобуту, громадських, навчальних, лікувальних, торговельних та інших закладах (харчові відходи, макулатура, скло, метали, пластмаси, полімерні матеріали тощо).

транспортування відходів з території, на/або через територію України, на територію або через територію іншої держави.

діяльність, пов' язана з переміщенням відходів між місцями або об'єктами їх утворення, накопичення, зберігання, утилізації, Захоронення та (або) знищення.

використання відходів як вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів.

рідка фаза, що утворюється на полігоні при захороненні ТПВ з вологістю більше 55 % та внаслідок атмосферних опадів, обсяг яких перевищує кількість вологи, що випаровується з поверхні полігона.

Складування побутових відходів

Сортування відходів

Спалювання відходів

Спеціально відведені місця чи об' єкти

Стічні води

Сушка відходів

Тверді побутові відходи (ТПВ)

Транскордонне

перевезення

відходів

Транспортування відходів

Утилізація відходів -

Фільтрат

Шлак

Шлам

ЛІТЕРАТУРА

Основна:

1. Апостолюк С.О., Джиги рей В.С., Апостолюк А.С. Промислова екологія. - К.: Знання, 2005. - 474 с.

2. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления: Справочное издание / Под ред. док. техн. наук, проф. Б.Б. Бобовича. - М.: Интермет Инжиниринг, 2000. - 496 с.

3. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промьішленньїе и бьгговьіе отходьі: Хранение, утилизация, переработка. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 336 с.

4. Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов. Учебное пособие. - К.: Вьісш. шк. - 2007. - 288 с.

5. Кузнецов В.А., Крапильская Н.М., Юдина Л.Ф. Зкологические проблеми твердих бьітовьіх отходов. Сбор. Ликвидация. Утилизация. Учебное пособие. - М.: МИКХиС, 2005.

6. Лотош В.Е. Переработка отходов природопользования. - Екатеринбург: Изд.-во УРГУПС, 2002. - 463 с.

7. Сметанин В.И. Защита окружающей средьі от отходов производства и потребления. - М.: КолосС, 2003. - 230 с.

8. Улицкий, В.А.; Васильвицкий, А.Е.; Плущевский, М.Б. Промншленнне отходьі и ресурсосбережение. - М.: Сашко, 2006.

9. Чабан А.Ф. Утилізація та рекуперація відходів. Метод. посібник. - Чернівці: Рута, 2008. - 98 с.

10. Зкология города: Учебник / Под ред. Ф.В. Стольберга. - К.: Либра, 2000.

Додаткова:

1. Зубик С.В. Техноекологія. Джерела забрудненняі захист навколишнього середовища. - Львів: Оріяна-Нова, 2007. - 400 с.

2. Корниенко П.П. Отходьі областного города. Способ и утилизация. - Смоленск, 2000. - 520 с.

3. Лотош В.Е. Зкология природопользования. - Екатеринбург: Полиграфист, 2001. - 540 с.

4. Матросов А.М. Управление отходами. - М.: Гардарики, 1999. - 480 с.

5. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промьішленньїх отходов. - М.: Стройиздат, 1990. - 349 с.

6. Переработка отходов полимерньїх материалов методом созкструзии [Текст] : монография / В.В. Дядичев ; Восточноукр. нац. ун-т им. В. Даля. - Луганск:, 2003. - 215 с.

7. Поташников Ю.М. Утилизация отходов производства и потребления Учебное пособие. - Тверь.: Издательство ТГТУ, 2004.- 107 с.

8. Проблемьі сбора, переработки и утилизации отходов [Текст]: сб. науч. статей / Минзколприрод ресурсов Украиньї. Гос. упр. зкологии и природ. ресурсов Одесск. обл. Упр. зкологич. безопасности Одесск. Горисполкома. Межвед. зкологич. центр НАН и Минзкоресурсов Украиньї. Одесск. гос. центр науч.-техн. и зкон. информ. - Одесса, ОЦНТЗИ, 2002. - 243 с.

9. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессьі зкологической безопасности. Учеб. для вузов по спец. «Охрана окружающей средьі». - 3-е изд. - Калуга, 2000. - 799 с.

10. Утилизация твердьіх отходов / Под ред. Д. Вилсона - М.: Стройиздат, 1982. - 348 с.

11. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод / під ред. А.К. Запольського. - Київ.: Лібра. - 2000. - 552 с.

12. Шубов Л.Я., Ставровский М.Е., Шехирев Д.В. Технология отходов мегаполиса: Учебное пособие. - М.: Наука, 2005.

ЗМІСТ

Державний вищий навчальний заклад «Запорізький національний університет» Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України 1

Н.І. Лебедєва 1

Утилізація та рекуперація відходів 1

Запоріжжя 2013 1

ВСТУП 3

МОДУЛЬ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ЩОДО ПОВОДЖЕННЯ З ВІДХОДАМИ 4

Екологізація використання сировини та утилізації відходів 4

Поняття про відходи та їх класифікація 13

МОДУЛЬ 2. ПОВОДЖЕННЯ З ПРОМИСЛОВИМИ ВІДХОДАМИ 20

Промислові відходи та їх класифікація 20

3) Гідродинамічні методи: 29

МЕТОДИ ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТА УТИЛІЗАЦІЇ ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ 30

МОДУЛЬ 3. ПОВОДЖЕННЯ З ПОБУТОВИМИ ВІДХОДАМИ 45

Поводження з твердими побутовими відходами 45

Методи знешкодження та утилізації твердих побутових відходів 52

Полігони твердих побутових відходів 62

ЗМІСТ 86

Утилізація та рекуперація відходів 87

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ (українською мовою)

Лебедєва Наталія Іванівна

Утилізація та рекуперація відходів

Конспект лекцій для студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»

Рецензент К.О. Домбровський Відповідальний за випуск В.І. Домніч Коректор Н.І. Лебедєва