Александр Челноков: Экология городской среды

При таком разложении образуются продукты, которые могут использоваться в хозяйственной деятельности: газообразное топливо, твердый углеродистый остаток и смола. В качестве побочного продукта образуется подсмольная вода. Углеродистый остаток – пирокарбон, содержащий до 30–40 % углерода, применяют в качестве заменителя низкосортных графитов, заполнителя асфальтобетонных смесей, низкосортного топлива, сорбента; смола используется как топливо, компонент асфальтобетонных смесей, сырье для производства химических соединений; подсмольная вода – как антисептическое средство, в частности, для пропитки шпал.

Существуют три типа установок по пиролизу: горизонтальные (барабанного типа), вертикальные (шахтного типа) и смешанные. В них перерабатывается некомпостируемая часть ТКО (резина, кожа, текстиль). Поэтому внедрение пиролизных установок способствует созданию малоотходных технологий переработки ТКО.

К недостаткам существующих установок относятся низкая производительность, несовершенная система очистки газообразных продуктов, высокая энергоемкость процесса.

К достоинствам этого метода следует отнести использование газообразных продуктов пиролиза (пара и топливного горючего газа) как в самом процессе пиролиза, так и за его пределами. При этом методе выброс газообразных продуктов в атмосферу резко снижается, в связи с этим пиролизные установки утилизации ТКО можно устанавливать в городской черте.

Брикетирование и грануляция. Эти процессы направлены на получение из ТКО твердого топлива. В результате предварительного отбора и высушивания органической фракции ТКО теплота сгорания брикетов и гранул возрастает в 2 раза по сравнению с исходным продуктом, полученное топливо может храниться длительное время, не представляет опасности при хранении и транспортировке. За счет сортировки в таком топливе сокращается количество металлов и токсичных соединений. Такая установка давно работает в Донкастере (Великобритания) и производит 350 тыс. т гранулята каждый год. Значительное количество ТКО в Японии превращается в гранулы, которые используются при производстве строительных материалов, бетона или раствора, причем гранулы смешиваются с золой или шлаком МСЗ.

Однако получение брикетов и гранул из ТКО – процесс энергоемкий, требующий значительных финансовых вложений и трудозатрат. В связи с этим такие установки рекомендуются для городов и малых населенных пунктов.

Получение биогаза. В основе процесса лежит биотермиче-ское разложение органического вещества ТКО, протекающее при участии микроорганизмов с выделением теплоты. На первом этапе в слое отходов протекают аэробные процессы, затем нарастают анаэробные, конечным продуктом которых является биогаз.

Опыт показывает, что удельный выход газа составляет порядка 500 л на 1 кг сухого органического материала, который составляет до 40 % ТКО. Из каждой тонны отходов образуется до 250 м 3биогаза, состоящего из 50–60 % метана, 30–45 % диоксида углерода, 1–2% сероводорода и 1–2% – соединения азота, водорода, кислорода и других (всего до 32 компонентов). Состав биогаза зависит от номенклатуры и качества исходного органического сырья, степени его сортировки и подготовки, соблюдения технологии процесса.

После очистки и осушки биогаза теплота его сгорания может достигать 80 % по сравнению с природным газом, и он может эффективно использоваться в качестве топлива. Например, в Швеции местные автобусные маршруты и легковые перевозки практически полностью переведены на биогаз, получаемый из ТКО.

Основной проблемой использования биогаза является относительно высокий процент серы, сернистых соединений и галогенов в выбросах установки. Кроме того, экономическая эффективность сжигания биогаза быстро падает по мере удаления от места его производства. Биогаз – это сравнительно легкодоступное топливо для коммунальных и транспортных нужд.

Еще одним источником биогаза является такое обязательное природоохранное мероприятие, как дегазация свалок. При эксплуатации полигонов ТКО используют пассивную и активную дегазацию свалок. Первая осуществляется за счет избыточного давления образующихся в толще отходов газов (применяется редко, так как недостаточно эффективна и требует высокой степени изоляции свалки). Вторая осуществляется с помощью специальных устройств для добычи газа. Хорошо зарекомендовали себя системы вертикальных скважин, соединенные горизонтальными дегазационными трубопроводами.