Экология

Макуха Е.М.

Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля

Краснодонский факультет инженерии и менеджмента

Альтернативное решение проблемы твердых отходов в Украине

В Украине имеются огромные запасы черноземов — лучшей в мире почвы, достигающие по некоторым оценкам 40 % мировых. Однако, нынешняя ситуация обращения с землей, потребительское отношение к природе вообще, стихийное загрязнение больших территорий разнообразными промышленными и бытовыми, твердыми и жидкими отходами достигло в нашей стране угрожающих масштабов. В связи с этим необходимо в ближайшем будущем создать специальную технику массовой очистки земельных угодий, полей, лесозащитных полос и посадок, обочин дорог, пляжей, мест отдыха от несанкционированных свалок различного мусора. Это позволит противостоять тенденциям опасного накопления мусора, его стихийного сжигания, самовозгорания, попадания огромных количеств образующихся токсических веществ в атмосферу, реки и водоемы.

Общие объемы ежегодного накопления твердых промышленно-бытовых отходов в Украине превышают суммарные показатели стран. Западной Европы с населением около 400 млн чел. в 3.0-3.5 раза. По законодательству Германии, складирование на свалках твердых отходов, имеющих горючую составляющую более 5 %, было полностью запрещено с 2005 г.

Особенно трудной проблемой являются твердые бытовые отходы (ТБО), которые представляют собой крайне нестабильную и неконтролируемую смесь бумаги, картона, пищевых остатков, пластмассы, резины, стекла, строительного мусора, металлов, батареек и др. Предварительная сортировка ТБО городским населением и коммунальными службами по видам в Украине практически не проводится. Механическая сортировка ТБО технически сложна и пока не находит широкого применения. Прямая переработка или сжигание огромных количеств отходов технически весьма проблематична, экологически опасна и экономически неэффективна. Поэтому потребуется неотложное решение проблемы ТБО при обеспечении наиболее экономически и экологически эффективного их использования и переработки с получением полезной продукции.

При этом нельзя забывать, что твердые углеродистые промышленно-бытовые отходы, составляющие около половины всех твердых отходов в Украине, — это еще и вторичное сырье, запасы которого очень велики и обладают большим энергохимическим потенциалом, и его важно использовать как можно полнее и с экономической выгодой. Основные из известных методов можно разделить на две большие группы: механико-биологические и термические.

К механико-биологическим методам относятся: компостирование отходов после предварительной сортировки; механизированная сортировка, сушка и уплотнение отходов для экологически безопасного и экономичного их захоронения на специальных полигонах (депонирование); сортировка отходов, производимая в основном населением, и распределение их (стекла, металла, полимеров, бумаги) по предприятиям переработки вторичных материалов .

Термические методы включают: сжигание отходов, преимущественно их бумажно-полимерных компонентов, которое производится в установках с колосниковыми решетками или в топках с кипящим слоем (в последнем, менее распространенном случае, требуется более тщательная подготовка сырья, и сжигание происходит при температурах до 900 'С); пиролиз, представляющий высокотемпературное разложение отходов (выше 600 'С) без доступа кислорода во вращающихся трубчатых печах с получением полукокса и горючего газа; газификация отходов, позволяющая преобразовывать их органическую часть в синтез-газ, который применяют для химического синтеза, например, для производства метанола или для получения энергии в газогенераторах; плазмолиз, представляющий собой процесс разложения, как правило, токсичных твердых отходов в дисперсном состоянии при высоких температурах (обычно температура плазмы составляет 5000—6000 'С); комбинированные термические методы, сочетающие полукоксование с последующим сжиганием (метод Siemens) или пиролиз с последующей газификацией (метод Thermoselect).

Анализ этих технологий не дает уверенности в том, что они могут быть эффективно реализованы в ближайшие годы в сложившихся в Украине условиях по многим причинам, среди которых можно выделить следующие: относительно малая производительность таких отходоперерабатывающих предприятий, несопоставимая с нарастанием объемов твердых углеродистых промышленно-бытовых отходов и тем более с уже накопленными их залежами; необходимость огромных материальных и финансовых ресурсов на сооружение десятков таких предприятий, обеспечивающих необходимые масштабы переработки; отсутствие подготовленных кадров для освоения и эксплуатации предприятий с новыми для Украины технологиями; высокая стоимость и сложность систем очистки дымовых газов с учетом высоких современных требований техногенной безопасности; проблематичность получения экономической прибыли из-за высокой стоимости переработки (так, в Германии затраты покрываются высокой платой населения — 50-200 евро за 1 т отходов; отсутствие действующей системы раздельного сбора и удаления ТБО и, как следствие, дополнительные материально-технические затраты на предварительную подготовку сырья.

Принципиальный вывод в результате такого анализа заключается в том, что проверенные и эффективные на Западе технологии мусоропереработки и мусоросжигания не могут в наших условиях быстро и эффективно разрешить столь масштабную и запущенную проблему. Следует искать альтернативные и максимально эффективные возможности переработки отходов, которые наилучшим образом будут учитывать сложившуюся в Украине ситуацию.

По-моему мнению, проблема твердых углеродистых отходов может быть эффективно решена на базе весьма развитой в Украине коксохимической промышленности. Почти половина населения Украины и более 2/З запасов и источников углеродистых отходов находятся на территории, где сконцентрировано около полутора десятков коксохимических предприятий. Эти предприятия, особенно в условиях постепенного сокращения производства кокса, могут стать хорошей базой для развития новой мусороперерабатывающей промышленности на основе коксохимической отрасли. Наиболее важные из них сводятся к следующему:

— основа предлагаемой технологии — термолиз органической части отходов, протекающий в герметичных камерных наклонных термолизных печах. При нагреве исходного сырья происходит его термическая деструкция с образованием твердого термолизного топлива и смеси летучих веществ. Процесс отличается гибкостью и управляемостью за счет возможности совместного использования нескольких управляющих факторов;

— технология обеспечивает комплексный характер переработки широкого спектра смесей углеродистых промышленных и бытовых отходов. Твердые и жидкие компоненты отходов в различных пропорциях в зависимости от их свойств и химического состава смешивают на стадии подготовки сырья для получения исходных компаунд-смесей требуемого качества;

— на стадии проектирования промышленного комплекса предполагается более высокий уровень требований к безопасности технологических агрегатов в сравнении с известными в коксохимической промышленности. Улавливание и химическая переработка всех летучих продуктов термолиза во многом обеспечивает экологические преимущества технологии;

— использование отходов в качестве дешевого органического сырья с получением полезной продукции при условии вовлечения инфраструктуры и кадров коксохимзаводов наряду с решением экологических проблем делают технологию экономически выгодной и создающей социальный эффект.

Это делает данную альтернативную технологию переработки твердых углеродистых промышленно-бытовых отходов, имеющую, очевидные преимущества экономического и социального характера, наиболее перспективной для Украины.

Литература:

1. Економіка природокористування i охорони довкілля // Зб. наук. праць міжнар.наук.-практ. конф. по управлінню відходами "Техноресурс - 2000". — Київ: РВПС Укр. НАН України, 2000.— 200 с.

2. Програма використання відходів виробництва i споживання в Донецькій області на період до 2005 року: Рішення Донецької обласної Ради від 24.03.2000 № 23/12 — 275.

3. Державна Програма використання відходів виробництва i споживання на період до 2005 року: Постанова Кабінету Міністрів України № 668 від 28 червия 1997 р.

4. Земля тревоги нашої. За матеріалами національної доповіді про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області у 1999 році / Під ред. С.Куруленко. — Донецьк : Новий мир, 2000. — 124 с.

5. Земля тревоги нашої. За матеріалами національної доповіді про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області у 2000 році / Під ред. С.Куруленко. — Донецьк : Новий мир. 2001. — 136 с.

6. Парфенюк А.С., Мельниченко А.Г., Топоров А.А. Оценка ресурсов для крупномасштабной переработки твердых углеродистых отходов в Донецком регионе // Кокс и химия. — 1998. — №6. — С. 39-41.