Мусороперерабатывающие заводы в россии реферат
Обновлено: 08.07.2024
Началась новая геологическая эпоха — антропоцен. Это означает, в частности, что основной формой экономической деятельности для жителей Земли станет переработка отходов.
Мусороперерабатывающая промышленность, одна из самых новых и быстро развивающихся промышленностей в России да и в мире в целом, одним из глобальных толчков к ее развитию послужил мусорный кризис.
На городских свалках даже среднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Вот почему последнее время максимальныю распростроненность получают эффективные, безотходные, а главное - экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. К их числу принадлежат современные мусоросжигательные заводы, способные обезвредить и утилизировать бытовые отходы и попутно произвести тепловую и электрическую энергию, компенсируя тем самым немалые затраты на саму переработку .
Мусорная ситуация в мире
Со схожими проблемами сталкиваются во многих странах. Мусором завалены улицы большинства городов Индии. В начале этого года власти небольшого городка Бхаванипатна фактически объявили о начале экологической катастрофы: их населенный пункт превратился в большую помойную яму. Улицы усеяны мусором, кругом стоят смердящие мусорные бочки. По оценкам экспертов, город производит 35 тонн отходов ежедневно и лишь 40% из них вывозится — в Бхаванипатне не хватает мусорщиков. В 1974 году, когда в городе проживали 24 тысячи человек, на 84 км муниципальных дорог было 92 уборщика. С тех пор многие из них ушли на пенсию, а замены им не нашли. На 100-тысячный город, протяженность улиц которого выросла до 234 км, приходится 58 постоянных и 18 временных уборщиков при норме 468 человек.
Следы изменений, происходящих на планете буквально на наших глазах, можно будет найти и миллионы лет спустя. И если смену предыдущих геологических эр и эпох связывают с катаклизмами и катастрофами (наподобие столкновения Земли с гигантским астероидом или глубинных изменений внутри планеты), то наступление новой эпохи ученые связывают с деятельностью человека. Здесь и глобальное потепление, вызванное увеличением выбросов углекислого газа, и повышение кислотности Мирового океана, и изменение рельефа планеты, и исчезновение многих видов флоры и фауны.
Относительно момента начала новой эпохи у стратиграфов единства нет. По мнению одних специалистов, антропоцен начался всего 200 лет назад с индустриальной революцией, другие говорят, что ему уже 5 000 лет — именно тогда в породах стали скапливаться первые результаты металлообработки. Так или иначе, индустриализация настолько изменила Землю, что имеется все больше оснований для того, чтобы говорить о начале новой геологической эры, считают британцы.
Технология
Новые технологии представляют идею взвешенного взаимодействия с природой при утилизации отходов и разработке полезных ископаемых, а также способ объединения нескольких производств в высокоэффективную технологическую линию в полностью безотходном цикле, в соответствии с самыми строгими требованиями природоохранного законодательства – Локальный энергетический комплекс (ЛЭК).
Применяемые уникальные технические решения позволили создать технологическую линию с нулевым выбросом, перерабатывающую широкий перечень материалов.
Конструкторские решения позволили существенно уменьшить габариты, массу, и, соответственно понизить стоимость.
Конструкция ЛЭК предусматривает трехкратную гарантию бесперебойности работы Комплекса: суточным запасом топлива, дублированием основных агрегатов с возможностью попеременного отключения для профилактики и оборудованием газгольдера или расходным ресивером для хранения резервного топлива опционально.
Описание технологического процесса
На рисунках приведены схемы компоновки Базового модуля ЛЭК-3000 мощностью 3,0 МВтэ и 5,0 МВтт, в габаритах девяти 12-ти метровых контейнеров, перерабатывающий 3,7 тонны несортированных отходов в час или 30 000 тонн в год. Узел измельчения, бункер подготовленного сырья и узел газификации являются двухъярусными (на рисунке второй ярус не показан). При работе Мусороперерабатывающего оборудования на предварительно сортированных ТБО, линия сортировки не предусматривается и комплекс размещается в восьми контейнерах. По желанию Заказчика, дополнительно предусматривается модуль приема и переработки крупно-габаритного мусора, автомобильных покрышек или медицинских отходов.
Самосвал-мусоровоз заезжает на весовую платформу (1), расположенную перед приемным люком. Система автоматически производит взвешивание. Муниципальные отходы с самосвала-мусоровоза выгружаются в приемный бункер отходов (2). Вид приемного бункера приведен на разрезе А-А. Высота приемного бункера регулируется оператором Комплекса в зависимости от марки автомашины. После загрузки сырья бункер закрывается герметично, подавая сырье на пластинчатый конвейер (3). Конвейер оборудован системами разрывания пакетов и ворошения мусора. Из приемного бункера сырье через герметичную перегородку поступает на полуавтоматическую линию сортировки (4). Линия сортировки оборудована пятью постами ручной сортировки и магнитным сепаратором (5). При сортировке отбираются негорючие материалы: камень, керамика, стекло, цветные черные металлы. Согласно усредненному морфологическому и гранулометрическому составу твердых бытовых отходов содержание негорючих компонентов в исходных ТБО составляет порядка 13 %, из них: черные металлы – 4%; цветные металлы – 0,7%; стекло – 7%; камни, керамика – 1,5%.
Усредненный морфологический и гранулометрический состав твердых бытовых отходов
Мусороперерабатывающие комплексы. Новые технологии.
Александра Исаева, Владимир Сысолятин, Аника Чебан
Развитие экологичных и энергоэффективных технологий утилизации отходов является одной из самых актуальных на сегодняшний день проблем. Рассмотрим последние разработки в данной области и возможности их применения на примере последних проектов и оценим также перспективы развития мусороперерабатывающей отрасли.
Переработка отходов как часть программы устойчивого развития
Технологии утилизации бытовых отходов прошли долгий путь развития от простого вывоза на полигоны до максимального восстановления сырья на современных мусороперерабатывающих комплексах. На сегодняшний день идея использования предприятий мусороперерабатывающей отрасли (мусоросжигательные заводы (МСЗ), электростанции на твердых бытовых отходах (ТБО), мусоросортировочные станции, мусороперерабатывающие заводы (МПЗ)) максимально созвучна принятому мировой архитектурой курсу на внедрение программы устойчивого развития. Переработка отходов как основное назначение подобных предприятий уже сама по себе является значимой частью данной программы, а постоянное улучшение технологий позволяет заметно снизить воздействие на окружающую среду.
Инженерные системы мусороперерабатывающего комплекса
Большинство инженерных систем мусороперерабатывающего комплекса? (МПК) в силу специфики технологического процесса связано с эксплуатацией систем вентиляции, дымоочистки и водоотведения. Требования к отоплению и водоснабжению играют менее заметную роль. Технологическое оборудование может существовать и вне оболочки, поэтому основной задачей инженерных систем является сокращение загрязнения окружающей среды продуктами хранения и обработки ТБО.
Наибольшей проблемой в функционировании мусороперерабатывающих и мусоросжигательных комплексов всегда являлось загрязнение атмосферы продуктами сгорания ТБО (тяжелыми металлами, диоксинами и т. д.), поэтому ключевые разработки связаны именно с системами газоочистки. На сегодняшний день созданы технологии, позволяющие не только уменьшать объемы вредных выбросов, но также снижать нагрузку на сопутствующие инженерные системы.
Использование сухой системы газоочистки
Швейцарско-японская компания Hitachi Zosen Inova AG разработала сухую систему газоочистки (продувание через сухие реагенты, рис. 1). Технология полностью исключает использование влажных фильтров, для которых требовалось устройство особых систем водоотведения и водоочистки. Кроме того, температура дымовых газов в данной технологии позволяет использовать рекуператор на выходе из цепочки фильтров. Это снижает количество выбросов теплоты как загрязняющего фактора и приводит к значительной экономии на теплоснабжении. Рекуперационные установки полностью заменяют основные системы теплоснабжения технологических отделений, в которых происходит сжигание ТБО и газоочистка.
В настоящее время мусоросжигательные заводы в России относят к I классу санитарной опасности с санитарно-защитной зоной 1 км. Однако применение новых систем газоочистки позволит сократить это расстояние и даже интегрировать МСЗ в городскую среду. Например на кровле завода Amager Bakke (BIG, 2017) в Копенгагене устроен парк, а зимой открыт горнолыжный спуск.
Использование ТБО для выработки электроэнергии
Отдельного внимания заслуживают технологии, использующие перерабатываемые массы ТБО в качестве дополнительного энергоресурса для инженерных систем здания.
Системы сжигания мусора благодаря установке дополнительных модулей могут быть адаптированы к производству электроэнергии: выделяемое в процессе сгорания ТБО тепло нагревает воду в замкнутом контуре, которая, переходя в парообразное состояние, приводит в движение турбину. Вырабатываемой энергии достаточно для поддержания функционирования самого мусоросжигающего завода (около 5–10 % вырабатываемой энергии), а также на подачу во внешние электросети. Так, завод, обрабатывающий 500 тыс. т отходов в год, может снабжать энергией город или район, численность населения которого составляет 80 тыс. человек. Подобные электростанции уже функционируют во многих странах Европы, а также в Японии и Китае. В России подобная технология с использованием отечественного оборудования представлена на Спецзаводе № 2 в Москве, а к 2023 году комплексы, работающие на ее основе, появятся в Подмосковье и Татарстане.
Рис. 2 Проект мусоросжигательного завода в Шенчжене
Использование загрязненного фильтрата ТБО
Мусоросжигательные заводы нового
Мусоросжигательные заводы нового поколения, которые планируется построить в Московской области и Татарстане, представлены концептуальными проектами, привлекающими активное озеленение фасада. Подобные решения встречаются и на действующих мусороперерабатывающих заводах в Великобритании (Лидс) и Испании (Барселона). Идея испанского завода заключается в сохранении зеленых насаждений, которые перемещены с занятой МПЗ площади на кровлю данного сооружения, снабженную системами автополива.
Новые концепции при создании МПК
Если до определенного этапа архитектура мусороперерабатывающих предприятий просто подчинялась определенному технологическому решению, то в настоящее время возникает все больше проектов, где именно архитекторы становятся инициаторами выбора отдельных технических решений и принимают заметное участие в процессе развития технологий, предлагая принципиально новые структурные схемы. Так появились новые концепции, правда пока на стадии идеи: полностью автоматизированных вертикальных мусороперерабатывающих башен, интегрированных в городскую среду, а также плавучих островов по переработке отходов с использованием энергии рек.
Системы транспортировки ТБО
Стоит обратить внимание на системы транспортировки ТБО, которые в дальнейшем также могут изменить облик МСЗ и МПК.
Традиционным видом транспортировки отходов является автомобильный транспорт (мусоровозы и большегрузный транспорт с использованием пресс-контейнеров). По возможности применяется более экономичная водная или железнодорожная транспортировка.
Однако наиболее перспективной является пневматическая система (рис. 3), в которой отходы перемещаются по трубам под высоким давлением. Пока такие системы ограничены техническими характеристиками: транспортировка происходит на дистанции до 4 км, то есть в пределах района или небольшого города. В ряде европейских стран такие трубопроводы перемещают ТБО из частных хозяйств в автоматические мусоросортировочные и мусоропрессовочные станции, из которых вывозятся автомобильным транспортом. Технически возможно дальнейшее увеличение мощности и подача ТБО непосредственно к месту утилизации, то есть на МПК.
Рис.3 Система пневматического мусороудаления
Кроме того, возможно устройство систем внутрирайонной утилизации ТБО в плазменных установках под землей. Это позволит постепенно отказаться от МСЗ и МПК как отдельных промышленных объектов в том виде, в котором они существуют в настоящее время. Возможные изменения отрасли обращения с отходами вплоть до полной трансформации всех инженерных систем и архитектурных типов затронет и организацию инженерных систем жилых и общественных зданий и комплексов.
Однако сегодня еще рано говорить об отказе от МСЗ: в России большая часть ТБО все еще вывозится на полигоны, и строительство большого числа мусоросжигательных и мусороперерабатывающих комплексов в ближайшее время требует разработки новых современных проектов.
Экспериментальный проект мусоросжигательного завода
На основе изучения зарубежного опыта и современных технологий был разработан экспериментальный проект мусоросжигательного завода (рис. 4). Ключевой идеей является совмещение основной функции – утилизации мусора – с агропромышленным модулем.
Завод представлен сферической оболочкой, в середине которой находится изолированная технологическая линия, а в свободных пространствах по краям размещается многоуровневая теплица и автоматические вертикальные фермы, приводимые в движение электроэнергией, вырабатываемой МСЗ. В низкоэмиссионные прозрачные панели встроены фотогальванические элементы для выработки дополнительной энергии.
Рис. 4 Проект мусоросжигательного завода
Необходимая для выращивания растений температура поддерживается теплотой от печей и рекуператора в фильтрационном отделении. Вода из внешнего водопровода берется только для гидроуборки: технические системы подпитываются очищенным фильтратом из бункера ТБО, а полив растений осуществляется за счет собираемой на территории завода дождевой воды и очищенных серых стоков административно-бытового корпуса.
В результате использования современных технологий мусоросжигательный завод становится экологичным, зеленым предприятием. Данный проект может быть реализован как в качестве городского МСЗ, так и в составе экотехнопарка – крупного загородного комплекса, совмещающего в себе различные типы предприятий по переработке отходов.
Литература
2. Каталог технических решений и практических рекомендаций по энергосбережению и повышению энергетической эффективности зданий и сооружений. – Акиев Р. С., Бурцев С. И., Бусахин А. В., Гримитлин А. М., Дьяков И. Г., Кужанова Е. С., Наумов А. Л., Осадчий Г. К., Табунщиков Ю. А., Фадеева Е. Н. – М. – 2014. – 139 с.;
4. СанПиН 2.2.4.548–96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений;
5. СН 174–75 Инструкция по проектированию энергоснабжения промышленных предприятий. ●
Читайте также: