Бесплатные Рефераты >>> Экология  



 

 

Экологические проблемы утилизации твердых бытовых отходов

 

Экологические проблемы утилизации твердых бытовых отходов

Реферат выполнила Плетнёва Елена Алексеевна, группа Т 13

Московский государственный университет инженерной экологии

Москва

2003 г

Как удалить мусор! Пневмотранспорт мусора

Ствол мусоропровода при этом заканчивается в специальной вентиляционной камере и через шиберный клапан соединяется с патрубком.

Поэтому в больших городах целесообразней использовать пневмотранспортные системы.

Компостирование

Для компостирования, то есть биотермической переработки легкогниющих веществ в органическое гумусообразное удобрение, необходимо три момента: сырьё, аэробные микробы и время.

Ещё один способ

Этот способ обезвреживания состоит в складировании мусора в специально отведенных местах. Если обычная свалка – потенциальный источник пожаров, очаг заразы, обиталище крыс и мух, то полигон – надежное в санитарном отношении место, обеспечивающее обеззараживание и захоронение бытовых отходов.

Основанием полигона служит достаточно большая площадка, обязательно с водонепроницаемым основанием.

Мусор в печь

Есть мнение, что наиболее гигиеничный способ уничтожения мусора состоит в его сжигании. Но при этом необходимо очищать выделяющиеся при сгорании газы и утилизировать выделяющееся тепло.

Немного из истории

Первые работы по утилизации тепла, возникшего при сжигании мусора, были проведены в Англии, в городе Ольдгейме. К “мусоросжигательному заведению” была пристроена электростанция. Вся полученная энергия использовалась для обслуживания самого заведения. Внимание работам по гигиене городов уделяли многие видные ученые. Л. Пастер и Э. Кох помогли оценить опасность разложения отбросов. Д.И. Менделеев интересовался утилизацией промышленных отходов и написал статью “Отбросы” в энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона.

Первый в России специализированный завод по сжиганию мусора был построен в Москве. Первую продукцию завод выпустил в 1975 году.

Таблица 1

Содержание химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов

Элемент

Выбросы в воздух

Летучая зона

Содержание,

%

Коэф. концентрации

Содержание,

%

Коэф. Концентрации

Висмут

0,0003 – 0,0013

300 – 1300

0,01

10000

Серебро

0,0006 – 0,0021

86 – 300

0,003 – 0,01

430 – 1430

Олово

0,02 – 0,18

80 – 720

0,22 – 0,3

880 – 1200

Свинец

0,155 – 0,186

97 – 116

0,45 – 1

281 – 625

Кадмий

0,0005 – 0,0012

38 – 923

0,005 – 0,01

380 – 770

Сурьма

0,003 – 0,009

60 – 180

0,01 – 0,02

200 – 400

Медь

0,15 – 0,4

32 – 85

0,07 – 0,3

15 – 64

Цинк

0,18 – 0,56

22 – 68

1 – 3

120 – 360

Хром

0.06 – 0,16

7 – 20

0,08 – 0,6

10 – 200

Ртуть

0,0000 – 0,00009

5 – 10

-

-

Токсические металлы выбрасываются в виде солей или оксидов, то есть в устойчивом виде, и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно, с пылью поступают в организм человека. Поэтому нормы ПДК могут оказаться неприменимыми к таким выбросам.

Другим источником загрязнения являются продукты неполного сгорания. Их список насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них и углеводороды (в том числе и ароматические), их хлорированные производные, токсичные фенолы и хлорфенолы, бром- и азотзамещенные вещества и полихлорированные дибензодиоксины. В число микрозагрязнений входят вещества крайне токсичные и крайне опасные для здоровья. К примеру, полиароматические углеводороды проявляют свои токсические свойства уже при столь малых концентрациях, что микроколичества их в газах МСЗ являются крайне опасными. Для отравления достаточно долей нанограмма в кубометре

Самыми опасными из продуктов неполного сгорания являются “диоксины”: смесь полихлордибензо-пара-диоксинов и полихлордибензофуранов. Т.к. диоксины очень хорошо адсорбируются, они почти полностью связаны с частицами пыли. Исследования, волос и крови сотрудников МСЗ показали, что их токсичность в 3,7 раза выше контроля. В Японии, неподалеку от МСЗ, была выявлена зона с высокими показателями смертности от рака: в зоне до 1.1 км к югу от завода из 57 умерших в течение1985 – 1995 годов 24 умерли от рака (42%), в зоне от 1,1 до 2 км из 167 умерших только 34 умерли от рака (20%). Последняя цифра близка к среднему показателю региона (25 – 28%). Тяжелые частицы, несущие диоксины выпадают в зоне, прилегающей к трубе, но даже на расстоянии 24 км хорошо прослеживается диоксиновое загрязнение.

В нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболевания. У высокочувствительных особей первоначально появляется заболевание кожи - хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дерматитами и образованием долго незаживающих язв), причем у людей хлоракне может проявляться снова и снова даже через многие годы после излечения. Более сильное поражение диоксином приводит к нарушению обмена порфиринов - важных предшественников гемоглобина и простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Порфирия - так называется это заболевание - проявляется в повышенной фоточувствительности кожи: она становится хрупкой, покрывается многочисленными микропузырьками.

“Летучая зола”

Диоксины образуются в зоне охлаждения, часть из них попадают в летучую золу (“золу уноса”) – ту пыль, которая осаждается на фильтрах. В ней содержатся не только диоксины, но и еще множество опасных веществ.

Загрязнение твердых отходов

К таким отходам относятся шлаки, летучая зола и отходы с фильтров очистки воздуха.

Шлаков образуется около тонны на 3 – 4 тонны мусора. Стоимость захоронения обычного мусора 23 доллара, тонны опасных отходов – 210 долларов. Так как диоксины весьма устойчивы, все бордюрные камни и плиты из шлаков будут токсичны многие десятилетия.

Таблица 2

Содержание семи токсичных металлов в блоках из цемента, в смешанных блоках (с добавлением летучей золы, с добавлением смеси летучей золы и шлаков МСЗ)

Токсичный

металл

Блоки с добавками летучей золы

Блоки со шлаком и летучей золой

Обычные цементные блоки

Портланд-цемент

Цинк

18618

4482

53

29

Свинец

7278

5137

4

1

Медь

606

4668

13

9

Никель

78

109

47

18

Хром

190

146

31

38

Кадмий

731

44

0,26

0,04

Мышьяк

73

5

33

2

Загрязнение воды

Таблица 3

Исследования воды реки Doe Lea, на берегу которой расположен сжигатель опасных отходов.

Англия март 1992г

Расстояние от выпуска сточных вод в Doe Lea

Диоксины

Фураны

1 км выше выпуска

0,02

0,003

40 м выше выпуска

0,03

0,004

40 м ниже выпуска

13,0

12,0

1,2 км ниже выпуска

79,0

5,7

1,5 км ниже выпуска

97,0

9,4

Сточных вод в среднем образуется 2,5 м3 но тону сжигаемых отходов. Эта вода сильно загрязнена солями и токсичными металлами. Она всегда или сильнощелочная или сильно кислая. В том и другом случаи требует специальной обработки.

Таблица 4

Содержание загрязнений в сточных водах МСЗ

Загрязнение

Вода из скруббера отходящих газов

Вода охлаждения шлаков

PH

0.95

8.8

Cl

12900

1540

SO2

502

590

F

52

1.7

Cr

0.69

0.10

Cu

1.28

0.26

Ni

3.7

0.25

Zn

14.1

1.8

Cd

0.46

0.15

Pb

6.8

0.80

Hg

6.6

0.038

Следует заметить, что один анализ на диоксины в 1993 году в России стоил 5 тысяч долларов. Сейчас эта цена незначительно снизилась. Но, так как у большинства государств нет денег на регулярное проведение подобных анализов на мусороперерабатывающих заводах, о составе выбросов, ежедневно поступающих в атмосферу и гидросферу из труб реальных предприятий, можно только догадываться.

Способ переработки горючих отходов, основанный на газификации в сверхадиабатическом режиме

В Институте проблем химической физики РАН разработан эффективный метод термической переработки горючих отходов, основанный на использовании нового физического явления ? фильтрационного горения в сверхадиабатических режимах, при которых температура в зоне реакции существенно превышает адиабатическую температуру горения. Целенаправленное использование сверхадиабатических режимов для проведения процессов газификации открывает широкие возможности для утилизации разного рода горючих отходов с высокой энергетической эффективностью, экологической чистотой и относительно невысокими затратами.

Предлагаемые технологии термической переработки основаны на двухстадийной схеме. На первой стадии перерабатываемый материал подвергается паровоздушной газификации в сверхадиабатическом режиме горения.

Схема процесса термической переработки горючих отходов с получением тепловой и электрической энергии

Газификацию осуществляют в реакторе-газификаторе шахтного типа при реализации сверхадиабатического режима горения в “плотном” слое.

Преимущества по сравнению с методами прямого сжигания

Процесс термической переработки горючих отходов с получением тепловой и электрической энергии перед прямым сжиганием имеет следующие преимущества:

процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);

низкие линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;

в некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2;

при газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;

сжигание газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно мало окиси углерода и остаточных углеводородов;

сжигание в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);

зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит недогоревшего углерода;

при утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и др.);

выбор оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива;

процесс газификации имеет высокий энергетический КПД (до 95%), позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 90%) или с высокой влажностью (до 60%);

низкие линейные скорости газового потока в реакторе и его фильтрация через слой исходного перерабатываемого материала обеспечивают крайне низкий вынос пылевых частиц с продукт-газом, что дает возможность сильно сократить капитальные затраты на газоочистное и энергетическое оборудование;

в некоторых случаях, когда необходимо проводить очистку газовых выбросов от соединений серы, хлора или фтора, пыли, паров ртути, очищать продукт-газ оказывается проще, чем дымовые газы, благодаря низкой температуре, меньшему объему и более высокой концентрации загрязнителей; кроме того, сера присутствует в продукт-газе в восстановленных формах (H2S, COS), которые много проще поглотить, чем SO2;

при газификации происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в бескислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;

сжигание газа в современных газовых горелках – наиболее чистый способ сжигания из всех известных; за счет высокой полноты сгорания дымовые газы содержат чрезвычайно мало окиси углерода и остаточных углеводородов;

сжигание в две стадии позволяет резко уменьшить образование диоксинов (полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов), поскольку даже при наличии хлора подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание пылевых частиц (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах);

зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру и практически не содержит недогоревшего углерода;

при утилизации некоторых видов отходов имеется возможность извлечения из продукт-газа товарных материалов для последующей переработки (например, нефти и др.);

выбор оборудования для утилизации тепла при сжигании продукт-газа не ограничивается паровым или водяным котлом, также возможно применение газовых турбин и энергетических дизелей; предлагаемая схема переработки легче вписывается в имеющуюся промышленную инфраструктуру, например, продукт-газ может подаваться в имеющуюся топку для замены части кондиционного топлива.

Технологии, использующие процесс газификации, разработанные в институте химической физики РАН и запатентованные в России и за рубежом.

Газификации низкосортных углей и угольных отходов с получением энергетического газа.

Переработки изношенных шин и резинотехнических изделий с получением металлокорда, порошка окиси цинка, нефтеподобного пиролизного масла и горючего газа.

Переработки древесных отходов и отходов целлюлозно-бумажной промышленности (в т.ч. лигнина) с получением энергетического газа и пиролизных смол.

Утилизации нефтеотходов и нефтешламов.

Сжигания твердых бытовых отходов.

Сжигания ила биологической очистки канализационных стоков.

Обезвреживания ряда промышленных отходов, в том числе лакокрасочных отходов, отходов полимеров, отработанных фильтров, промасленных опилок и ветоши, отходов химического производства.

Экологически чистого сжигания больничных отходов непосредственно в больницах.

Сжигание биомассы для получения энергии.

Список литературы

И. Коган. - “Мусор – проблема физико-химическая”, “Наука и жизнь”, 1990 г, № 7, с33 - 38.

В.В.Разнощик. –“Огнем и микробами” 1976 г, Москва – Стройиздат . 94стр

С.С.Юфит.- “Яды вокруг нас” 2002 г Классикс Стиль.

С.Дивилов – “Куда девать отходы”, “Наука и жизнь” 1978г №7 стр78 – 81

“Свалка на подстилке”, “Асфальт служит дважды”, “Облицовка из отходов”, “Цветные металлы из мусора” БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1978 г №7 стр82 – 83

“Бионер” БИНИТИ, “Наука и жизнь” 1987 г № 11.

“О переработке автомобильных шин во Франции” www:///C:/rus/map.htm БИКИ 27.03.2003

Беляков В.И., Дегтерев С.Н. “Способ переработки твердых бытовых отходов в компост” Дата публикации: www:///C:/rus/map.htm 23 сентября 2003 Номер патента: 2210437 www:///C:/rus/map.htm

Г.Б. Манелис - “Способ переработки горючих отходов, основанный на газификации в сверхадиабатическом режиме” ,- доклад на "Всероссийском симпозиуме по горению и взрыву" , Черноголовка, 2000г.


 


 

Среды жизни
Среды жизни Ключевые понятия: среда - среда жизни - водная среда - наземно-воздушная среда - почвенная среда - организм как среда жизни В предыдущих уроках мы часто говорили о "среде обитания", "среде жизни" и не...

Экосистемы мирового океана
15 Содержание Введение_________________________________________________ 3 1. Техника сбора информации....

Кислотные осадки
Кислотные осадки Дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и...

Об историческом предназначении России
Об историческом предназначении России Лукьянчиков Н.Н. Россия сейчас вступила в критический период своей истории. От наших действий сегодня зависит ее будущее и то место, которое она займет в современном мире. ...

Экология Туймазинского района Республики Башкортостан
Содержание: 1. Введение. 2. Из истории Туймазинского района. 3. Агрономические руды Туймазинского района. 4. Перспективы сохранения и использования природных ресурсов. 5. Общая характеристика Территории города...

Биосфера и ноосфера
В в е д е н и е Учение о биосфере и ноосфере сложилось в результате проведенного В.И. Вернадским глубочайшего анализа всех явлений жизни в их взаимной связи между собою и с косным веществом планеты на всем пути их исторического...

Мировой кризис ресурсов, загрязнение окружающей среды и проблема катализа
Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет Факультет Экономики и Управления Реферат Мировой кризис ресурсов, загрязнение...

Влияние состава природных вод на здоровье
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ [pic] Исполнитель: Засекина Д.Г., ООС-95-I Проверила: Ковяткина...

Взаимодействие человека и природы
Взаимодействие человека и природы Контрольную работу по культурологии выполнила Рыбакова Ольга БГТИ (филиал) ОГУ 2001 1. Определение культуры Слово “культура” происходит от латинского...

Экологическое содержание курса "География Ярославской области"
Экологическое содержание курса "География Ярославской области" В. А. Щенев Происходящий в настоящее время период активного развития и становления системы экологического образования почти не коснулся географии своей...

Моніторинг навколишнього середовища
Інститут Муніципального Менеджменту і Бізнесу “Моніторинг навколишнього середовища” КИЇВ-2001 ПланВступ 1. Поняття екологічного моніторингу. 2. Подальший розвиток системи моніторингу довкілля в...