CC BY
683
УДК 629.114
ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ: СЛОЖИВШИЕСЯ ПРОБЛЕМЫ И СПОСОБЫ ИХ РЕШЕНИЯ
М.М. Усуфов1
Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),
191015, Санкт-Петербург, ул. Кавалергардская, 7, лит. А
В статье анализируется нынешнее положение вывоза и переработки твердых бытовых отходов в Санкт-Петербурге, других городах России и СНГ. Характеризируются преимущества и недостатки полигонов по обработке твердых бытовых отходов, используемых в Санкт-Петербурге. Обнаружена тенденция непрерывного совершенствования техники и технологии переработки ТБО. Проведен сравнительный анализ способов переработки ТБО в России и во всем Мире.
Ключевые слова: бытовые отходы, экология, природопользование, компосты, мусоросжигание, брикетирование, полигоны-свалки.
PROCESSING OF SOLID HOUSEHOLD WASTE IN ST. PETERSBURG: THE DEVELOPED PROBLEMS AND WAYS OF THEIR DECISION
M. M. Usufov
St. -Petersburg state university of service and economy (SPbSUSE), 191015, St.-Petersburg, street Kavalergardsky, 7 , lit.A
In article the present provision of export and processing of solid household waste in St. Petersburg, other cities of Russia and the CIS is analyzed. Advantages and shortcomings of ranges on processing of the solid household waste used in St. Petersburg are characterized. The tendency of continuous improvement of equipment and technology of processing of solid household waste is found. The comparative analysis of ways of processing of solid household waste in Russia and around the world is carried out.
Keywords: household waste, the environment, environmental management, compost, incineration, briquetting, dump polygons
Для Санкт-Петербурга и Ленинградской области твердые бытовые отходы (ТБО) - это серьезная проблема, связанная не только с вывозом огромного его количества, что характерно для любого мегаполиса, но и с их переработкой и утилизацией. Система переработки ТБО Санкт-Петербурга сложна, она требует серьезных капиталовложений и модернизации. Каждый городской житель ежегодно производит 300-400кг ТБО, образующих городской мусор. Промедление с его удалением и ликвидацией недопустимо, так как это может привести к глобальным эпидемиям, к серьезному загрязнению городов. С другой стороны, ТБО содержат ценные компоненты (металлы, стекло, бумагу, органические вещества и т.д.), а также являются потенциальным источником энергии[1,2].
Проблема переработки ТБО является актуальной, так как, ее решение связано с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки городов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения. Отличительной особенностью Санкт-Петербурга является то, что помимо ТБО, из-за большого количество строящихся домов, реставрационных работ и обновления лица города, возникает огромное количество строительного мусора. А также, к сожалению, до сих пор злободневной является тема нелегальных свалок мусора на территории Санкт-
Петербурга и области. Кроме санкционированных свалок и полигонов на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области выявлено около 350 и 100 несанкционированных свалок соответственно. По сведениям городского Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности, количество незаконных свалок в Петербурге за последние два-три года уменьшилось почти вдвое. Из трех имеющихся полигонов в Санкт-Петербурге в наиболее удовлетворительном состоянии находится Южный. Для размещения бытовых, малоопасных промышленных и строительных отходов в Ленинградской области имеется 11 полигонов, 60 санкционированных и 70 несанкционированных свалок. Ежегодный объём принимаемых
ими отходов составляет около 5 млн. м 3 . В Ленинградской области более половины свалок не отвечают природоохранным и санитарным требованиям: отсутствуют санитарно-
защитные зоны, отсутствуют системы отвода и очистки дождевых вод и фильтрата свалок, отсутствуют водоупорные экраны [2].
Основной проблемой для Санкт-
Петербурга на ближайшие годы является поиск эффективных способов переработки ТБО - как промышленных, так и опасных отходов. Решение этой проблемы должно позволить перейти на промышленный уровень переработки твердых бытовых, промышленных, токсичных, ме-
дицинских отходов и свести к минимуму их негативное воздействие на качество окружающей среды и здоровье населения.
Как показывает мировой опыт, довольно многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты. Приведем пример: стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки, а стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов. Во многих российских городах существуют предприятия по очистке и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании. Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов переработки [3,6]. Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы - сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из отходов. Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве - вместо соломы на фермах. Что касается пластика, то переработка пластика в целом более дорогой и сложный процесс, но после переработки он может быть использован как строительный материал и сырье для изготовления мебели. Также можно полезно перерабатывать огромное количество различных металлов и сплавов.
Как обстоят дела с переработкой и утилизацией ТБО в России? К сожалению, на сегодняшний день захоронение ТБО пока еще остается основным способом его утилизации. Многие предприятия построены десятки лет назад и используют устаревшие технологии, следовательно, в городе накапливаются отходы, по количеству и вредности представляющие значительную опасность для населения как близлежащих районов, так и города в целом. Накопление отходов в больших количествах и невозможность удаления их для захоронения или использования приводит к тому, что предприятия зачастую прибегают к их несанкционированному удалению.
Для переработки ТБО широко применяется метод компостирования - это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло. В результате самора-зогрева до 60^650 С происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Продуктом
компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо. Компостирование наиболее широко применяется для переработки отходов органического, прежде всего, растительного происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а также неразделенного потока ТБО. В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места, и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования. Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве. Компостирование, применяемое в механизированном мусороперерабатывающем заводе в Санкт-Петербурге, представляет собой процесс сбраживания в биореакторах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение [4].
В мировой практике компостирование ТБО развивалось как альтернатива сжиганию. Первый завод в Европе по компостированию ТБО был построен в 1932 г. в Нидерландах, но большого распространения этот метод не получил. По аналогии с прямым мусоросжиганием технология прямого компостирования ТБО имеет тот же принципиальный недостаток — низкий уровень учета состава и свойств исходного сырья, чем и объясняется неудовлетворительная работа заводов и низкое качество готовой продукции.
В России, как и во всем мире, широко используется такой метод утилизации ТБО, как мусоросжигание (мусоросжигающие заводы-МСЗ) - это наиболее сложный и высокотехнологичный вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО. В этом процессе из ТБО необходимо удалить крупные объекты, металлы и требуется дополнительно его измельчить. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации. Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить количество отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также добыть дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления. Экологические воздействия МСЗ, в основном, связаны с загрязнением воздуха, в первую очередь - мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота, фуранами и диок-
синами. Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках [4]. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.
Техника и технологии сжигания ТБО непрерывно совершенствовались.
В 30-е годы были разработаны печи для непрерывного слоевого сжигания ТБО, осуществляемого на колосниковой решетке, установленной в нижней части печи. В мировой практике до настоящего времени наиболее часто применяется слоевое сжигание ТБО при температуре 850-1000 С . В начале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты, с топками и псевдо-ожиженным слоем, в большей степени отвечающие экологическим требованиям.
Более чем вековая практика позволяет достаточно четко сформулировать преимущества и недостатки мусоросжигания. Преимущества этого метода:
• уменьшение объема отходов в 10 раз;
• снижение риска загрязнения почвы и воды отходами;
• возможность рекуперации образующегося тепла.
Недостатки мусоросжигания исходных ТБО:
• опасность загрязнения атмосферы; уничтожение ценных компонентов;
• высокий выход золы и шлаков (около 30% по массе);
• низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков;
• сложность стабилизации процесса сжигания.
В России мусоросжигательные заводы серийно не строятся. Говоря о социальноэкономических аспектах мусоросжигания, следует отметить, что обычно строительство и эксплуатация МСЗ обходиться в около 100-120 млн.долларов США, что не каждому городскому бюджету «по карману». В России эксплуатируется два типа мусороперерабатывающих заводов: одни производят компост из мусора (Санкт-Петербургская схема), а другие его сжигают (Московская схема). Первые производят компост, который сильно загрязнен тяжелыми металлами, а очистка от них - чрезвычайно дорогое удовольствие. Поэтому использовать этот компост на полях нельзя. Его надо депонировать, а это - новая проблема. В результате компостирующие заводы либо остановлены из-за отсутствия сбыта продукции, либо работают не на полную мощность. Что касается мусоросжигательных заводов, то они небезопасны в экологическом плане: имеют высокотоксичные
газообразные выбросы и зольный остаток. А качество пара столь низко, что использование его для городских нужд проблематично. Эти заводы комплектуются дорогим импортным оборудованием. Кроме того, стоимость сжигания одной тонны отходов чрезвычайно высока: 50 ^70 долларов США. Так образом, анализ
показывает, что обе технологии имеют серьезные экологические и экономические изъяны.
Сравнительно новый метод переработки - брикетирование ТБО - еще один метод решения проблем. Брикеты, широко применяющиеся уже в течение многих лет в промышленности и сельском хозяйстве, представляют собой одну из простейших и наиболее экономичных форм упаковки. Уплотнение, присущее этому процессу, способствует уменьшению занимаемого объема, и, как следствие, приводит к экономии при хранении и транспортировке. Брикетирование используют для прессования и упаковки гомогенных материалов, например: хлопка, сена, бумажного сырья и тряпья. При работе с такими материалами технология довольно стандартна и проста, так как эти материалы однородны по составу, размеру и форме. Существенным плюсом метода брикетирования является способ уменьшения количества мусора, подлежащего брикетированию, путем предварительной отсортировки твердых бытовых отходов (до 50%). Отсортировываются полезные фракции, вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, стеклобоя, металл черный и цветной). Тем самым в народное хозяйство поступают дополнительные ресурсы. Основные затруднения возникают в процессе брикетирования коммунальных отходов, так как эти отходы не гомогенны, и их состав нельзя предугадать. Усредненные характеристики и свойства этих отходов могут быть неодинаковы не только в различных районах страны, но и в различных частях одного и того же города. Состав отходов меняется также в зависимости от сезона года. Дополнительные осложнения в работу механизмов брикетирования ТБО вносят высокая абразивность составляющих компонентов (песок, камень, стекло), а также высокая агрессивность среды вследствие наличия органики, кислот, растворителей, лаков и т.п.
С середины 60-х годов находит практическое применение ещё один метод переработки ТБО - механизированная сортировка. В настоящее время в различных странах действует несколько десятков заводов, применяющих сортировку ТБО (извлечение металлов, легкой фракции, стеклобой и др.). Как показывает мировая практика, сортировка сама по себе, как самостоятельная операция, не решает задачу санитарной очистки города и оптимальной переработки ТБО. Выявляемые компоненты (за исключением металлов) сбываются с трудом либо требуют создания специальных производств для их переработки (например, для вторичной переработки макулатуросодержащих компонентов), значительная часть отходов не утилизируется и подлежит удалению на полигоны. Вместе с тем, важным преимуществом обогащения ТБО является возможность выделения из них тех компонентов, которые в процессе дальнейшей переработки (например, методом сжигания или компостирования) могут угрожать здоровью людей.
Критерии выбора оптимальных технологий, работоспособность которых мало зависит от морфологического состава исходных
ТБО, определяются комплексным характером проблемы ТБО и базируются на экологических, ресурсных и экономических требованиях.
В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще
Недостатки складирования ТБО на свалках: большая потребная площадь земли; сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков; значительные затраты на транспортировку ТБО; потеря ценных компонентов ТБО; экологическая опасность (загрязнение грунтовых вод и атмосферы, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций и пр.).
Удаление ТБО на свалки (полигоны), имеющие глубокие исторические корни, следует рассматривать как вынужденное, сиюминутное решение проблемы, в принципе, противоречащее экологическим и ресурсным требованиям. Поскольку свалки все дальше удаляются от городов, а бесконечно плечо вывоза ТБО увеличиваться не может, для всех стран актуальна проблема промышленной переработки ТБО. Судя по зарубежным данным, технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов [5].
Выбор рациональной технологии переработки ТБО применительно к тому или иному городу можно осуществить исходя из пяти основных условий:
1. потребной производительности;
2. морфологического состава ТБ;
3. числа компонентов, входящих в состав ТБО, которые в данных техникоэкономических условиях представляют практическую ценность и должны извлекаться в самостоятельней продукт (очевидно, это, в первую очередь, металлы трех видов - черный металлолом, оловосодержащий лом, лом алюминии);
4. кондиций, предъявляемых к продуктам обогащения;
5. числа компонентов, которые являются опасными и должны быть удалены из ТБО по экологическим соображениям либо по требованиям процессов дальнейшей обработки. К опасным компонентам относятся отработанные люминесцентные лампы и сухие гальваноэле-
менты (батарейки), к балластным — стеклобой, текстильная фракция.
В России забыта перерабатывающая промышленность, не организована система сбора вторичных ресурсов, не оборудованы в населенных пунктах места для сбора вторичных ресурсов (металл), не везде налажена система вывоза образующихся отходов, ослаблен контроль над их образованием. Это влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды, негативное воздействие на здоровье человека.
Полигоны еще длительное время останутся в России основным способом переработки ТБО. Основная задача - обустройство существующих полигонов, продление их жизни, уменьшение их вредного воздействия. Только в крупных городах эффективно строительство МСЗ или мусороперерабатывающих заводов с предварительной сортировкой ТБО. Целесообразна эксплуатация небольших МСЗ для сжигания специфических отходов, например больничных, лабораторных и т.д. Это предполагает диверсификацию как технологий переработки отходов, так и их сбора и транспортировки. В разных частях города могут и должны применяться свои способы удаления ТБО. Это связано с типом застройки, уровнем доходов населения, другими социально-экономическими факторами [6].
Очевидно, что ни одна технология сама по себе проблемы ТБО не решит. И МСЗ, и полигоны являются источниками выбросов поли-ароматических углеводородов, диоксинов и других опасных веществ. Эффективность технологий можно рассматривать лишь в общей цепочке жизненного цикла предметов потребления - отходов. Проекты МСЗ, на борьбу с которыми общественные экологические организации потратили много сил, в нынешней экономической ситуации еще долго могут так и оставаться проектами.
Остается надеяться, что в ближайшие годы решение проблемы вывоза и переработки ТБО в Санкт-Петербурге станет одной
из штатных задач городского хозяйства, а город будет сиять чистотой.
Литература
1. Бобович Б.Б. и Девяткин В.В., «Переработка отходов производства и потребления», М2000г.
2. «Утилизация твердых отходов», под ред. А.П. Цыганкова. - М.: Стройиздат, 1982г.
3. Петров В.В. Экологическое право России. - М.: Изд-во «БЕК», 2007.
4. Региональная целевая программа по обращению с ТБО в Санкт-Петербурге на период 2012-2020 годов. 29.05.2012г.
5. Иванов О.П. Основные направления реформирования современной природно-ресурсной политики России // Использование и охрана природных ресурсов в России, №3, 2006г.
продолжают вывозить на свалки (полигоны):
СНГ США 1 а g W NH ^ К н й s U о, И ю Герма- ния Япония Швейца- рия
Общее количество вывозимых ТБО на свалки, % 97 73 90 70 30 25
Сжиганием ТБО, % 2 15 - 20 65 20
1 Усуфов Муса Махмуд оглы — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Экономика природопользования и сервиса экосистем», СПбГУСЭ, тел.: (812) 706-12-35, e-mail: epse20l [email protected];
