Утилизация твердых бытовых отходов: способы, законы, пути решения проблем

К твердым бытовым отходам (ТБО) относится бытовой мусор жилых и общественных зданий, смет улиц, отходы парков и садов, построек непроизводственного назначения.

Количество ТБО во всем мире непредсказуемо возрастает, на городских свалках скапливаются сотни тысяч тонн мусора. Разлагаясь, отходы представляют опасность для человека и окружающей среды.

С проблемой размещения ТБО столкнулись многие страны, включая Россию. Количество территорий, отводимых под захоронение бытового мусора (наиболее распространенный способ), возрастает.

Поэтому проблема утилизации и переработки твердых бытовых отходов приобретает все большую актуальность.

В данной статье мы расскажем о том, сколько технологий переработки ТБО существует в мире, какие методы используются в России и какими законами регламентируется данный процесс.

Состав мусора мегаполиса

Примерный типовой состав ТБО мегаполиса описан в таблице (%):

Сколько технологий переработки ТБО существует в мире?

В части утилизации твердых коммунальных отходов имеется много информации, но единая определяющая точка зрения по этому вопросу пока не разработана. Выбор технологии зависит от количества отходов, экономических соображений, технических возможностей.

Среди существующих способов утилизации ТБО в мировой практике наиболее часто используют такие методы:

• складирование и захоронение на полигонах;
• биологическую утилизацию;
• термическую обработку.

Единая цель этих способов — обезвреживание ТБО, их максимальная утилизация, ликвидация, недопущение образования новых свалок и нанесения вреда окружающей среде.

Технологии обезвреживания ТБО в отдельных странах приведены в таблице:

Из приведенных данных видно, что большинство стран отдают предпочтение технологии складирования твердых бытовых (коммунальных) отходов на полигонах.

Складирование на полигонах

Технология заключается в складировании отходов на контролируемых свалках (полигонах) в специально устроенных котлованах или траншеях.

Метод предполагает соблюдение таких условий:

• размещение полигона на участке с уровнем грунтовых вод ниже трех и более метров от земной поверхности;
• обеспечение инертными отходами или грунтом для изоляции ТБО (перемешивания);
• наличие механизированной техники для выполнения работ;
• соответствие полигонов гигиеническим требованиям;
• нахождение от жилой зоны на расстоянии не менее 500 м.

Площадь полигона рассчитывается на эксплуатацию на протяжении 20-25 лет. В летнее время ежесуточно проводится уплотнение ТБО. Регулярно контролируется состояние воздуха и грунтовых вод. На полигонах запрещено сжигать мусор, проводить захоронение отходов 2 и 3 классов опасности.

К захоронению на полигонах как к одному из основных способов утилизации прибегают страны Балтии, а также Польша, Турция, Болгария, Румыния, Кипр, Греция, Мальта.

С учетом обостряющегося дефицита земельных угодий вблизи городских зон, увеличивающихся затрат на транспортировку (вывоз) отходов, почти полного отсутствия или слишком длительного периода их разложения, полигоны ТБО считаются нерациональным способом утилизации.

Все большую популярность приобретает усовершенствованный метод биологической утилизации ТБО  на мусороперерабатывающих предприятиях.

Биологическая утилизация

Способ механизированного биотермического компостирования в мире начали применять еще в 20-х годах прошлого века.

Заводы существуют в Нидерландах, Италии, Германии, Франции и других странах, включая страны бывшего СССР.

Отходы, прибывающие на завод, ссыпаются в накопительные бункеры, из них подаются в биотермические барабаны с целью обезвреживания и переработки в компост и биотопливо.

Технологическим процессом предусмотрен подогрев ТБО до температуры 60°С, что убивает микроорганизмы. После прохождения полного технологического цикла произведенную продукцию складируют в штабеля и отправляют потребителю.

Выход компоста составляет порядка 60% от всей массы ТБО. Компост находит применение в сельском хозяйстве, озеленении, питомниководстве, при рекультивации земель, биотопливо — в топливной энергической отрасли.

Недостатки биологической утилизации:

• необходимо удалять порядка 40% отходов, не подлежащих переработке, возвращая их на полигоны (металлы — 4%, пленка, текстиль — 13%, балластные фракции — 23%);
• не всегда получение компоста хорошего качества, в том числе с содержанием опасных элементов;
• высокая себестоимость процесса;
• отсутствие постоянного спроса на компост из-за сезонности сельскохозяйственных работ.

Следующий широко распространенный способ утилизации ТБО — мусоросжигание.

Термическая обработка

Метод заключается в полной переработке отходов способом сушки, сжигания или пиролиза в специальных установках. Цель — получение пара и дополнительной энергии. Способ широко распространен в странах с умеренным климатом (Швеция, Швейцария, Франция, Германия, Япония). В Европе термическое обезвреживание ТКО является основным способом утилизации.

Конструкции мусоросжигательных печей обеспечивают практически полное сгорание отходов и имеют высокую степень очистки отводящихся газов, топочные устройства учитывают специфику мусора (влажность, разнообразие компонентов, наличие гниющих и вязких веществ).

Мусоросжигание — надежный способ обезвреживания отходов, источник возобновляемого топлива, получение продуктов утилизации ТБО: тепла, электроэнергии, гранулированного шлака, облицовочной плитки, металлов.

К недостаткам технологии относятся:

• высокие капитальные затраты;
• загрязнение атмосферы частицами недожога, золы и газообразными примесями (фуранами, углеводородами, оксидами — серы, углерода, азота, хлоридом и фторидом водорода, диоксинами).

Поэтому существует необходимость оборудования мусоросжигательных заводов эффективными газоочистными устройствами.

Какие способы применяются в России?

Основная технология утилизации твердых бытовых отходов, применяемая в России — захоронение на полигонах и свалках. Её доля составляет 97%.

Общая площадь земель, занятых под полигоны с отходами, ориентировочно составляет более 6.5 тыс. га, под санкционированные свалки отведено порядка 35 тыс. га.

Метод является самым дешевым, но не всегда отвечает природоохранным правилам.

На втором месте находится мусоросжигание (2%). Отсутствие безопасных методик сжигания ТБО не позволяет строить в достаточных количествах мусоросжигательные заводы. Хотя только в Москве имеется 4 предприятия, а также по одному в Череповце, Мурманске, Владивостоке.

Переработка отходов занимает в общей доле утилизации ТБО всего 1%. Причины — отсутствие средств на строительство предприятий, а также возможности селективного сбора отходов потребления на местах их образования. Система сортировки мусора населением в России почти не действует. Все методы обращения с ТБО регулируются законодательными актами.

Закон об утилизации

Законодательство в сфере управления отходами, включая твердые бытовые, является совокупностью норм правового характера, регулирующих обращение с отходами. В разных странах система законодательства в отношении управления отходами развивалась по своему пути.

На уровне Европейского Союза (ЕС) и каждой из стран -членов ЕС управление отходами жестко регулируется. Основным законодательным документом является директива ЕС.

Кроме того, в каждой из стран могут действовать свои законы, не противодействующие директивам ЕС, обеспечивающие выполнение всех требований директив.

В Российской Федерации к действующим основным законам в сфере обращения с твердыми бытовыми отходами относятся действующие документы, с изменениями на 02.07.21 г.:

1. Закон 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».
2. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления».
3. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии».

Основная преследуемая цель законов — предупреждение негативного влияния ТБО на здоровье человека и окружающую среду.

Возможен ли рециклинг ТКО?

Захоронение отходов на полигонах приводит к потере ценных ресурсов (материальных, земельных) и значительной нагрузке на окружающую среду. Поэтому в европейском законодательстве первоочередным приоритетом в сфере обращения с отходами является их вторичное использование (переработка, рециклинг).

Основной критерий, определяющий целесообразность и возможность переработки твердых бытовых отходов — степень потребности в такой продукции производственных отраслей.

Принципиальными возможностями для рециклинга ТБО обладают крупные промышленные центры, в которых образуются вторичные энергетические и материальные ресурсы. Но сложность переработки ТБО в промышленных условиях заключается в разрозненности их морфологического состава.

В мировом масштабе пока не сложилось единое мнение относительно наиболее рациональной технологии переработки бытового мусора.

Популярностью пользуется система раздельного сбора фракций ТБО:

• банок и бутылок;
• макулатуры;
• стекла;
• пищевых отходов.

Рассортированные отходы легче подвержены переработке.

Однако анализ состава ТБО и зарубежный опыт сортировки подтверждает, что такая технология не разрешит проблему обработки всего бытового мусора с целью рециклинга, сортировкой охватывается порядка 5-10% общего количества ТБО.>

В западных странах последнее время появилась тенденция перехода от захоронения и сжигания ТБО к их переработке.

Основные причины — высокий экологический риск полигонного складирования и нехватки площадей для организации площадок под отходы. Например, в Нидерландах доля рециклинга городского бытового мусора приблизилась к 20%.

В Германии существует экологически чистый метод термической переработки ТБО в электроэнергию. В США в качестве вторсырья используют упаковочные материалы: алюминий (47%), стальные консервные банки (15%), тара из-под газированных напитков (17%), стекло (11%).

Опыт Дании показывает, что большую прибыль можно получить при вторичной переработке стекла. Стоимость использования людских ресурсов, заготовительных, транспортных расходов, энергозатрат — невелика. Поэтому рециклинг стекла приобретает популярность и в России.

Получаемые изделия:

• стеклянная эмалированная плитка;
• пеностекло;
• стеклокремнезит;
• стеклокерамические плитки.

Бумажные отходы десятилетиями используются в качестве добавки к обычной целлюлозе для производства сырья для бумаги — пульпы. Отходы низкого качества идут на изготовление оберточной и туалетной бумаги, картона.

А из смешанного вторичного сырья (например, с добавлением тряпья) получают рубероид, картон, в смеси с гипсом — гипсоволокнистые плиты, легкий гравий. Отходы макулатуры также находят применение при производстве теплоизоляции.

Из текстильных бытовых отходов изготавливают нетканые материалы, включая покрытия для полов.

Волокнистые ТБО (резаная бумага, стружка, кордовое волокно, тканевые очесы) используют для получения наполнителей для легких аэрированных бетонов.

Наиболее сложным и дорогостоящим процессом является переработка пластиковых бытовых отходов. Рециклингу с получением изделий высокого качества подвержены только термопласты.

Из других отходов получают добавки для строительных материалов. Поэтому вторичное использование пластиков считается нерентабельным, особенно при отсутствии поддержки на уровне государства.

По сравнению с методом захоронения на полигонах, переработка ТБО имеет такие преимущества и недостатки:

Проблемы и пути их решения

Область обращения с твердыми бытовыми отходами — одна из основных сфер всего комплекса услуг жилищно-коммунального хозяйства.

Существующие проблемы ТБО условно подразделяются на группы:

• глобального (мирового) масштаба;
• национальные.

К глобальным проблемам относятся:

• постоянное возрастание количества отходов;
• усложнение состава ТБО;
• сложность управления большими объемами отходов в пределах ограниченной территории населенного пункта;
• несогласованность интересов сторон, вовлеченных в процесс утилизации ТБО;
• стремление к минимизации своих затрат как населением, так и учреждениями.

На национальном уровне существуют проблемы такого плана:

• крайняя ограниченность городских бюджетов;
• неполнота и порой несовершенство законодательной базы;
• неразвитость системы административного и экономического регулирования;
• обеспеченность сырьевыми ресурсами, что приводит к низкой заинтересованности к вовлечению ТБО в замкнутый хозяйственный цикл;
• пассивность населения в отношении выполнения мероприятий по эффективному обращению с ТБО;
• недостаток квалифицированных кадров;
• отсутствие непрерывного экологического образования в учебных заведениях разного профиля.

Пути решения проблем ТКО основываются на комплексном подходе к задаче.

Современная система обращения с твердыми коммунальными отходами должна быть:

• социально значимой;
• законодательно правомерной;
• осуществимой технически;
• оправданной экономически;
• экологически приемлемой.

Чтобы система заработала практически, в первую очередь необходимо увязать в единое целое управление всеми потоками ТБО, учитывая передовой опыт развитых стран. В решении вопроса также поможет применение существующих доступных технологий утилизации ТБО, а также использование альтернативных методов.

Видео по теме

В данном видео рассказывается о том, как образуются ТБО, в чем их опасность для окружающей среды и как свести эту опасность к минимуму:

Заключение

Исходя из приведенного анализа существующей ситуации обращения с твердыми бытовыми отходами, можно сделать вывод, что наиболее приоритетным направлением утилизации является переработка ТБО.

Это наиболее экологически безопасная технология, с помощью которой существует возможность вернуть безвозвратно потерянные в процессе сжигания или полигонного складирования ценные компоненты ТБО.