Проблемы утилизации производственных отходов.

Функционирование производства любого вида - промыш¬ленного, сельскохозяйственного, строительного - возможно лишь при наличии главных условий: сырья, энергии, трудовых ресурсов и соответствующих производственных средств - зем¬ли, заводских или строительных объектов и т.д.
На современном этапе развития техники всякое производство, осуществляемое в сфере народного хозяйства, сопровождается образованием оп¬ределенного вида продукции и некоторого количества отходов.
Последние представляют собой часть сырья, по различным при¬чинам, чаще всего технологическим, нереализованного в произ¬водственном процессе. Кроме того, бывшие в употреблении ору¬дия и предметы труда по истечении некоторого времени прихо¬дят в негодность или устаревают морально и дальше переходят в категорию отходов.
От вида производства образующаяся масса отходов делится на промышленные, сельскохозяйственные и строительный му¬сор. Наиболее объемные звенья данного уровня - вскрышные породы горнорудного производства, недоиспользованное сырье промышленной группы отходов и отходы животноводства - в сельскохозяйственной группе.
Объем вскрышных пород, пере¬мещенных в процессе добычи минерального сырья, очень устой¬чиво растет по мере совершенствования и внедрения техники открытых разработок месторождений полезных ис¬копаемых. По ориентировочным оценкам, ежегодно, таким об¬разом, осваивается до 15-20 млрд т породы.
Специфика второго звена промышленных отходов заключа¬ется в том, что в процессе его формирования обнаруживаются две взаимоисключающие тенденции.
Первая проявляется в уве¬личении массы отходов в связи с прогрессирующим изъятием полезного первичнго сырья и его вовлечением в производство; вторичная тенденция, основанная на быстром совершенствова¬нии технологии переработки исходного сырья, выражается в том, что нормы накопления отходов при выработке единицы продук¬ции постоянно уменьшаются.
К сожалению, несмотря на усовер¬шенствование технологии производства, рост потребностей мирового хозяйства в конечной продукции, а, следовательно, в сырье и энергии настолько значителен, что общий объем про¬мышленных отходов увеличивается довольно энергично.


§ 2.2. Второй уровень системы - размещение отходов

Транспортировка отходов от источника образования к систе¬мам их захоронения или использования происходит обычно на короткие расстояния, и тем не менее она требует огромных за¬трат труда, транспортных средств и капиталовложений.
Среди многочисленных факторов и источников загрязнения природной среды и ее последующей антропогенной модифика¬ции отходы играют немаловажную роль. В значительной степе¬ни эта роль определяется тем, в каких масштабах и в каком виде поступают отбросы в природные системы. В том случае, если они рассеиваются в таких системах, создавая невысокие концентра¬ции, действующие в природных комплексах биологические ме¬ханизмы регуляции справляются с задачей естественного обез¬вреживания отбросов, и симптомы загрязнения среды при этом возникают.
Так обстоит дело с бытовыми отходами в сельской местности или с отходами животноводства в условиях конт¬ролируемого выпаса. В то же время происходящая в послед¬ние десятилетия ускоренная концентрация промышленности и населения в крупных городских агломерациях создает резко локализованные на ограниченных пространствах источники мас¬сового образования отходов.
Практически все городские ланд¬шафты в настоящее время оказываются «перегруженными» от¬ходами собственного функционирования. Поскольку критичес¬кие уровни способности этих систем самоочищаться давно уже пройдены, то поэтому усиленная концентрация в них отбросов сопровождается лишь негативными последствиями.
Если проанализировать размещение накапливающихся отхо¬дов по звеньям первого уровня системы, выясняется следующее: строго локализован¬ными или фокусным размещением характеризуются большая часть промышленных и строительных отходов, а также отходы животноводства при стойловом содержании скота.
Растительные отходы обладают дисперсным размещением, так же как и отходы домашнего скота в условиях его выпаса. Бытовые отходы могут накапливаться в очень значительных объемах в пределах город¬ских поселений, но могут и не создавать опасных концентраций, как это наблюдается при сельских типах поселений.
Как показывают расчеты, с точки зрения санитарного состоя¬ния окружающей среды, опасными по характеру размещения сле¬дует признать все промышленные отходы - 7,5 млрд т отходов животноводства и 350-400 млн т городского бытового мусора.

§ 2.3. Третий уровень системы - обезвреживание отходов

Данный уровень включает в себя различные комплексы ме¬роприятий современного обезвреживания мусора.
До сих пор бытует представление об отходах, как о досадном, осложняющем обстоятельстве, сопровождающем любое произ¬водство. Однако неутилизированное сырье или выброшенные за ненадобностью изделия и продукты, содержащие многие очень ценные компоненты, могут быть полностью регенерированы или утилизированы промышленностью и сельским хозяйством.
Зна¬чительная доля мусора может служить дополнительным источ¬ником топлива и энергии. Поэтому система обезвреживания отходов, с точки зрения защиты окружающей среды, должна быть не только безупречной в санитарно-гигиеклческом отношении, но она должна базироваться на представлении об отходах как о важном сырье, позволяющем сократить дефицит материальных и энергетических ресурсов общества.
В условиях рациональной организации хозяйства эта задача может быть решена только на основании полной утилизации всей массы образующихся отходов, т.е. путем вторичного вовлечения их в процесс производства. При этом на третьем уровне системы происходит замыкание круговорота вещества и его частичный возврат в природную среду.
Определенное количество вещества поступает во вторичную переработку в виде сырья или энергии, совершая, таким образом, новый цикл миграции по производ¬ственному звену круговорота.
Количество потерь, неизбежных при таком перемещении ве¬ществ по различным уровням системы, так же как и интенсив¬ность кругворота, зависит от уровня развития технологии про¬изводства, и в первую очередь, от общего состояния националь¬ной экономики.
Необходимо, однако, иметь в виду следующее обстоятельство. В экономических расчетах стоимости утилизации мусора не при¬нимается во внимание стоимость того ущерба, который оказыва¬ют окружающей среде скапливающиеся груды отходов.
Устране¬ние подобной слабости экономического учета способствовало правильной оценке вторичных материальных ресурсов, добыва¬емых из отходов.

Содержание

Введение 3
Глава 1. Краткий анализ состояния и тенденций твердых бытовых отходов в мировой практике 5
§ 1.1. Решения проблемы твердых бытовых отходов 5
§ 1.2. Техника и технология сжигания ТБО 6
§ 1.3. Критерии выбора оптимальных технологий 8
Глава 2. Отходы, их размещение и утилизация 12
§ 2.1. Первый уровень системы - образование отходов 12
§ 2.2. Второй уровень системы - размещение отходов 13
§ 2.3. Третий уровень системы - обезвреживание отходов 14
Глава 3. Методы обезвреживания отходов 16
Глава 4. Модель управления транспортирования ТБО 18
Заключение 24
Список литературы 26








Введение

К актуальным проблемам, которые непосредственно касают¬ся каждого жителя планеты и от которых зависит будущее чело¬вечества, следует отнести проблемы экологические.
С развитием цивилизации и научно-технического прогресса, бурным ростом количества населения на Земле, объемов произ¬водства и его отходов проблемы взаимоотношения между природой и обществом все более обостряются.
Серьезно нару¬шенное экономическими, политическими и экологическими про¬счетами нынешнее состояние природной среды России оцени¬вается специалистами как критическое, когда уже невозможным является процесс его самовосстановления и самоочистки: про¬исходит активная деградация и опасное уничтожение природ¬ных ресурсов.
В России погибли сотни малых рек, деградируют Черное и Азовское моря, изуродован загрязненными водохранилищами Дон, Волга уничтожена значительная часть лесов Карпат и Урала эродиро¬вана большая часть сельскохозяйственных массивов, задыхают¬ся от промышленных, энергетических и транспортных выбросов большие города и областные центры.
Нынешнее поколение практически во всех уголках планеты нерационально использует то, что принадлежит будущим поко¬лениям.
Взаимосвязь экономики и экологии должна базироваться на итогах комплексного анализа всей совокупности показателей научно-технического прогресса в отраслях промышленности, сельского хозяйства, транспорта, становления рыночной эконо¬мики, цивилизованного расширения форм собственности на спо¬собы производства и природные ресурсы и прочие важнейшие направления реструктуризации экономики.
Проблема твердых бытовых отходов (ТБО) является остро актуальной, поскольку ее решение связано с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки городов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения.
ТБО, образующиеся в результате жизнедеятельности людей, представляют собой гетерогенную смесь сложного морфологического состава.
Отсутствие цивилизованных механизмов расширения форм собственности и методических разработок комплексного анали¬за показателей эколого-экономической эффективности не дает возможности определения реальных затрат на создание системы рационального природопользования и природоохранную дея¬тельность в условиях рынка.
Цель курсовой работы рассмотреть теоретические вопросы по проблемам утилизации твердых бытовых отходов, определить рациональный маршрут движения от контейнерной площадки до МПП на реальной дорожной сети.

Глава 1. Краткий анализ состояния и тенденций твердых бытовых отходов в мировой практике

§ 1.1. Решения проблемы твердых бытовых отходов

Ежегодно каждый городской житель производит 200-З00 кг ТБО, образующих городской мусор. Промедление с его удалением и ликвидацией недопустимо, так как может привести к глобальным эпидемиям, к серьезному загрязнению городов. В то же самое тремя ТБО содержат ценные компоненты, а также являются потенциальным энергетическим источником.
В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалки: в СНГ на свалки вывозят 97% образующихся ТБО, в США - 73%, в Великобритании - 9О%, в Германии - 70%, в Швейцарии - 25%, в Японии - около 30%.
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.
Удаление ТБО на свалки, имеющие глубокие исторические корни, следует рассматривать как вынужденное, сиюминутное решение проблемы, в принципе противоречащее экологическим и ресурсным требованиям. Поскольку свалки все дальше уаляются от городов, а бесконечно плечо вывоза ТБО увеличиваться не может, для всех стран актуальна проблема промышленной переработки ТБО.
Именно промышленная переработка, учитывающая требования экологии, ресурсосбережения и экономики, представляет собой кардинальный путь решения проблемы ТБО.
В мировой практике нашли промышленное применение четыре метода переработки ТБО:
a. термическая обработка (в основном сжигание);
b. биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива);
c. анаэробная ферментация (с получением биогаза);
d. сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для вторичного использования, удалением балластных или вредных компонентов, выделением отдельных фракций, наиболее пригодных технически, экологически и экономически для переработки тем или иным методом, например, сжиганием или компостированием).
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие главным образом от морфологического состава ТБО и региональных условий.
Одним из наиболее распространенных и технически отработанных методов промышленной обработки ТБО перед их удалением на свалки является сжигание.
В европейских странах сжиганием перерабатывают 20-25% объема городских отходов, в Японии - около 65% , в США - около 15%. Судя по зарубежным данным, технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов.


§ 1.2. Техника и технология сжигания ТБО

Техника и технология 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 начале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты с топками с псевдоожиженным слоем в большей степени отвечающие экологическим требованиям.
В начале 90-х годов проведены многообещающие исследования по использованию металлургических печей Ванюкова, в которых сжигание осуществляется при температуре 1350 град. в кипящем слое барботируемого шлакового расплава; барботаж осуществляется с помощью окислительного кислородно-воздушного дутья, подаваемого через фурмы в нижней части боковых стенок печи, а достигаемая температура обеспечивает разложение опасных органических соединений до простейших нейтральных.
В середине 80-х начале 90-х годов Институт высоких температур АН разработал научные основы технологии высокотемпературной термообработки ТБО в шахтных печах, в которые непрерывно подается предварительно нагретый до 1000-1100 град. воздух.
На большинстве действующих заводов не прямому сжиганию ТБО из шлаков сжигания выделяют черный металлолом.
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; низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков; сложность стабилизации процесса сжигания.
С 1972 г. в СНГ по проектам института "Гипрокоммунэнерго" построено 11 заводов, работающих по технологии прямого сжигания исходных ТБО. Все заводы, за исключением завода в Г.Владимире, работают на комплектном импортном оборудовании.
Основной вывод по всем построенным заводам - их неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние.
Именно по экологическим соображениям бывший Госкомприроды СССР закрыл все три завода в Москве, из которых два с ликвидацией Комитета возобновили работу. Как убедительно показывает многолетняя практика, механический перенос европейского оборудования технологий, например, в российских условия положительных результатов не дает.
Возможность использования для переработки и ликвидации ТБО термических методов основана на морфологическом составе ТБО, которые содержат до 60-70% органической фракции. Вместе с тем специфические свойства органической фракции делают возможным ее использование для получения новой товарной продукции - компоста, биотоплива, корма для скота, спирта и др.


§ 1.3. Критерии выбора оптимальных технологий

Промышленное развитие получили главным образом методы компостирования ТБО, занимающие второе по распространенности место в мировой практке.
Компостирование - 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 саморазогрева до 60-65 град. происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Продуктом компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо.
Компостирование ТБО в мировой практике развивалось как альтернатива сжиганию, но большого распространения не получило.
В Европе с получением компоста перерабатывают около 2% ТЕО, в Японии и США - до 2%.
В СНГ с 1971 по 1987 годы по проектам института "Гипроком-мунстрой" построено 8 заводов - в городах Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ташкент, Алма-Ата, Баку, Тбилиси, Минск, Могилев, а в конце 1994 г. - 9-й завод, на которых реализована практически одна и та же технология прямого компостирования исходных ТБО.
Некоторым исключением являются Санкт-Петербургские заводы МПБО, на которых реализовано частичное извлечение из исходных ТБО, перед компостированием, черного металлолома.
Несмотря на то, что Санкт-Петербургский завод был первым, построенным в бывшем СССР, положительный опыт его функционирования не был учтен при проектировании заводов в других городах, на которых ТБО подвергают компостированию без какой-либо первичной обработки.
При практически неизменной технологии все действующие в СНГ заводы отличаются лишь схемой цепи аппаратов.

1. Гиренок Ф. И. Экология. Цивилизация. Ноосфера. «Наука». 1989.
2. Голуб А. А., Струкова Е. Б. Экономика природных ресурсов. «Аспект Пресс». 2000.
3. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир, т. 1,2. «Мир». 1993.
4. Основы экологии и природопользования. Учебное пособие / Дикань В.Л., Дейнека А.Г., Позднякова Л.А., Михайлов И.Д., Каграманян А.А. - Харьков: ООО «Олант», 2002.
5. Павленко А.А. Экологический кризис как псевдопроблема. Ж. «Вопросы философии», №7, 2002.
6. Присный А.В. Экология популяций и рациональное природопользование: курс лекций для студентов, обучающихся по специальности Биология. Белгород: Изд-во Белгор. гос ун-та, 1998.
7. Присный А.В. Экология: курс лекций для студентов, обучающихся по специальнотям "Физика" и "Математика". Белгород: Изд-во Белгор. гос ун-та, 1999.
8. Реввель П., Реввель Ч. Среда нашего обитания. В 4-х книгах. «Мир». 1995.
9. Реймерс Н.Ф. Природопользование. «Мысль». 1990.
10. Робинсон Н. Правовое регулирование природопользования и охрана окружающей среды в США. «Прогресс». 1990.
11. Саускан В.И. Экология и биологическая продуктивность океана: Учебное пособие / Калинингр. ун-т. - Калининград, 1996.
12. Федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России 2002-2010».
13. Экологические уроки прошлого и современность. Сборник. «Н