Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення

Проаналізовано існуючий стан системи поводження з твердими побутовими відходами в Україні. Досліджено закордонний досвід з вирішення цих проблем. Визначено, що діюча система поводження з твердими побутовими відходами в Україні спричиняє значну санітарну і гігієнічну небезпеку, а її діяльність не сп...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автор:	Махота, І.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут проблем природокористування та екології НАН України 2008
Теми:	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14406
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення / І.В. Махота // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 94-102. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14406
record_format	dspace
spelling	Махота, І.В. 2010-12-22T13:55:38Z 2010-12-22T13:55:38Z 2008 Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення / І.В. Махота // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 94-102. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14406 69.003 Проаналізовано існуючий стан системи поводження з твердими побутовими відходами в Україні. Досліджено закордонний досвід з вирішення цих проблем. Визначено, що діюча система поводження з твердими побутовими відходами в Україні спричиняє значну санітарну і гігієнічну небезпеку, а її діяльність не спрямована на переробку відходів для використання їх як вторинної сировини та паливно-енергетичних ресурсів. Існуючі способи утилізації та знешкодження твердих побутових відходів потребують реорганізації в цілях забезпечення охорони здоров'я населення та запобігання забруднення навколишнього середовища. Запропоновано альтернативний спосіб визначення запасів біогазу на звалищах та полігонах твердих побутових відходів, що надасть змогу визначати систему дегазації звалищ і полігонів твердих побутових відходів. Спосіб базується на розробленій моделі швидкості фільтрації газу на полігонах твердих побутових відходів та експрес методі дослідження інтенсивності виходу біогазу з товщі звалищ та полігонів. Проанализировано существующее состояние системы обращения с твердыми бытовыми отходами в Украине. Исследован заграничный опыт по решению этих проблем. Определенно, что действующая система системы обращения с твердыми бытовыми отходами в Украине представляет собой значительную санитарную и гигиеническую опасность, а ее деятельность не направлена на переработку отходов как вторичного сырья и топливно-энергетических ресурсов. Существующие способы утилизации и обезвреживания твердых бытовых отходов нуждаются в реорганизации для обеспечения охраны здоровья населения и предотвращения загрязнения окружающей среды. Предложен альтернативный способ определения запасов биогаза на свалках и полигонах твердых бытовых отходов, что предоставит возможность определять систему дегазации свалок и полигонов твердых бытовых отходов. Данный способ базируется на разработанной модели скорости фильтрации газа на полигонах твердых бытовых отходов и экспресс методе исследования интенсивности выхода биогаза из толщи свалок и полигонов. In the article the existent state of the system of handling with hard domestic wastes is analyzed in Ukraine. Oversea experience in decision of problems of utilization and defusing of hard domestic wastes is investigated. Was determined, that the operating system of the system of handling hard domestic wastes on Ukraine is a considerable sanitary and hygienically danger. Its activity is not directed on processing of wastes for the use them as the second raw material and fuel and energy resources. The existent methods of utilization and defusing of hard domestic wastes on Ukraine need reorganization for providing the health of population and prevention of environment care contamination.On the basis of mentioned above, the alternative method of determination of supplies of biogas has been offered on dumps of hard domestic wastes. It will give possibility to determine the system of degassing of dumps and grounds of hard domestic wastes. This method is based on the models of speed of filtration of gas on the dumps of hard domestic wastes and express method of research of intensity of biogas output from the layer of dumps of hard domestic wastes. uk Інститут проблем природокористування та екології НАН України Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення Problems of utilization and defusing of hard domestic wastes and perfection of methods of their decision Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
spellingShingle	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення Махота, І.В. Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
title_short	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
title_full	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
title_fullStr	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
title_full_unstemmed	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
title_sort	проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення
author	Махота, І.В.
author_facet	Махота, І.В.
topic	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
topic_facet	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
publishDate	2008
language	Ukrainian
publisher	Інститут проблем природокористування та екології НАН України
format	Article
title_alt	Problems of utilization and defusing of hard domestic wastes and perfection of methods of their decision
description	Проаналізовано існуючий стан системи поводження з твердими побутовими відходами в Україні. Досліджено закордонний досвід з вирішення цих проблем. Визначено, що діюча система поводження з твердими побутовими відходами в Україні спричиняє значну санітарну і гігієнічну небезпеку, а її діяльність не спрямована на переробку відходів для використання їх як вторинної сировини та паливно-енергетичних ресурсів. Існуючі способи утилізації та знешкодження твердих побутових відходів потребують реорганізації в цілях забезпечення охорони здоров'я населення та запобігання забруднення навколишнього середовища. Запропоновано альтернативний спосіб визначення запасів біогазу на звалищах та полігонах твердих побутових відходів, що надасть змогу визначати систему дегазації звалищ і полігонів твердих побутових відходів. Спосіб базується на розробленій моделі швидкості фільтрації газу на полігонах твердих побутових відходів та експрес методі дослідження інтенсивності виходу біогазу з товщі звалищ та полігонів. Проанализировано существующее состояние системы обращения с твердыми бытовыми отходами в Украине. Исследован заграничный опыт по решению этих проблем. Определенно, что действующая система системы обращения с твердыми бытовыми отходами в Украине представляет собой значительную санитарную и гигиеническую опасность, а ее деятельность не направлена на переработку отходов как вторичного сырья и топливно-энергетических ресурсов. Существующие способы утилизации и обезвреживания твердых бытовых отходов нуждаются в реорганизации для обеспечения охраны здоровья населения и предотвращения загрязнения окружающей среды. Предложен альтернативный способ определения запасов биогаза на свалках и полигонах твердых бытовых отходов, что предоставит возможность определять систему дегазации свалок и полигонов твердых бытовых отходов. Данный способ базируется на разработанной модели скорости фильтрации газа на полигонах твердых бытовых отходов и экспресс методе исследования интенсивности выхода биогаза из толщи свалок и полигонов. In the article the existent state of the system of handling with hard domestic wastes is analyzed in Ukraine. Oversea experience in decision of problems of utilization and defusing of hard domestic wastes is investigated. Was determined, that the operating system of the system of handling hard domestic wastes on Ukraine is a considerable sanitary and hygienically danger. Its activity is not directed on processing of wastes for the use them as the second raw material and fuel and energy resources. The existent methods of utilization and defusing of hard domestic wastes on Ukraine need reorganization for providing the health of population and prevention of environment care contamination.On the basis of mentioned above, the alternative method of determination of supplies of biogas has been offered on dumps of hard domestic wastes. It will give possibility to determine the system of degassing of dumps and grounds of hard domestic wastes. This method is based on the models of speed of filtration of gas on the dumps of hard domestic wastes and express method of research of intensity of biogas output from the layer of dumps of hard domestic wastes.
issn	XXXX-0010
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14406
citation_txt	Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення / І.В. Махота // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 94-102. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT mahotaív problemiutilízacíítazneškodžennâtverdihpobutovihvídhodívídoskonalennâsposobívíhviríšennâ AT mahotaív problemsofutilizationanddefusingofharddomesticwastesandperfectionofmethodsoftheirdecision
first_indexed	2025-11-25T23:08:40Z
last_indexed	2025-11-25T23:08:40Z
_version_	1850578811407564800
fulltext	ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 94 УДК 69.003 І.В. Махота ПРОБЛЕМИ УТИЛІЗАЦІЇ ТА ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ І ВДОСКОНАЛЕННЯ СПОСОБІВ ЇХ ВИРІШЕННЯ Інститут проблем природокористування та екології НАН України, Дніпропетровськ Проаналізовано існуючий стан системи поводження з твердими побутовими відхода- ми в Україні. Досліджено закордонний досвід з вирішення цих проблем. Визначено, що діюча система поводження з твердими побутовими відходами в Україні спричиняє зна- чну санітарну і гігієнічну небезпеку, а її діяльність не спрямована на переробку відхо- дів для використання їх як вторинної сировини та паливно-енергетичних ресурсів. Іс- нуючі способи утилізації та знешкодження твердих побутових відходів потребують рео- рганізації в цілях забезпечення охорони здоров'я населення та запобігання забруднення навколишнього середовища. Запропоновано альтернативний спосіб визначення запа- сів біогазу на звалищах та полігонах твердих побутових відходів, що надасть змогу ви- значати систему дегазації звалищ і полігонів твердих побутових відходів. Спосіб базу- ється на розробленій моделі швидкості фільтрації газу на полігонах твердих побутових відходів та експрес методі дослідження інтенсивності виходу біогазу з товщі звалищ та полігонів. Проанализировано существующее состояние системы обращения с твердыми быто- выми отходами в Украине. Исследован заграничный опыт по решению этих проблем. Определенно, что действующая система системы обращения с твердыми бытовыми от- ходами в Украине представляет собой значительную санитарную и гигиеническую опасность, а ее деятельность не направлена на переработку отходов как вторичного сырья и топливно-энергетических ресурсов. Существующие способы утилизации и обезвреживания твердых бытовых отходов нуждаются в реорганизации для обеспече- ния охраны здоровья населения и предотвращения загрязнения окружающей среды. Предложен альтернативный способ определения запасов биогаза на свалках и полиго- нах твердых бытовых отходов, что предоставит возможность определять систему дега- зации свалок и полигонов твердых бытовых отходов. Данный способ базируется на разработанной модели скорости фильтрации газа на полигонах твердых бытовых отхо- дов и экспресс методе исследования интенсивности выхода биогаза из толщи свалок и полигонов. Постановка проблеми Одним з найважливіших напрямів держа- вної політики України у сфері поводження з відходами є захист навколишнього природ- ного середовища і здоров'я людини від нега- тивного впливу відходів, забезпечення бе- режливого використання мінерально- сировинних і енергетичних ресурсів, науко- во обґрунтоване узгодження екологічних, економічних і соціальних інтересів суспільс- тва відносно утворення і використання від- ходів з метою забезпечення його сталого розвитку. Створена в Україні структура промисло- © Махота І.В., 2008 вого виробництва, масштаби використання природних ресурсів та розвиток населених пунктів зумовили високі об'єми щорічного утворення і накопичення відходів виробниц- тва і споживання, що перетворило пово- дження з ними в одну з найбільш гострих господарських та природоохоронних про- блем. На даний час в Україні здійснюється пла- ново-регулярна валова система збору твер- дих побутових відходів (ТПВ), яка не дає змоги захистити навколишнє середовище від їх впливу. Діюча система виглядає на- ступним чином. Збір сміття здійснюють 56 спеціалізова- них автопідприємств і 650 цехів у складі ви- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 95 робничих управлінь житлово-комунального господарства. У цьому процесі задіяні понад 7,5 тис. сміттєзбиральних машин і близько 35 тис. працівників. Ринок перевезень побутових відходів останнім часом став більш конкурентоспро- можним за рахунок того, що з’явилися нові підприємства, які займаються перевезенням ТПВ, та почав поступово відновлюватися автомобільний парк підприємств. Але на даний час переважають ще старі марки сміт- тєвозів. Перевага у наданні дозволів на переве- зення ТПВ надається тим перевізникам, які проводять збір сміття не по контейнерах, а за територіальним принципом. Плату за вивіз сміття у деяких містах України виведено з платежів за комунальні послуги та проводять її окремим платежем. Цей крок надає можливість спрямувати отримані кошти на потреби, пов’язані з пе- ревезенням та утилізацією твердих побуто- вих відходів. Також необхідно відзначити незадовіль- ний стан сміттєпроводів у житлових будин- ках. Встановлено, що їх експлуатація не від- повідає санітарним вимогам, більшість з них не обладнані пристроями для промивання, дезінфекції та очищення стовбурів, не забез- печені захистом від гризунів. У багатьох випадках припинено роботу сміттєпроводів внаслідок їх застарілості та недієздатності. Для збору і тимчасового зберігання побу- тових відходів зараз використовуються кон- тейнери. Частина контейнерів виготовляєть- ся без кришок, що приводить до підвищення вологості побутових відходів за рахунок по- трапляння атмосферної вологи, а також зу- мовлює прискорення процесів гниття у теп- лий період року і примерзання їх до контей- нерів у морозну погоду. Це ускладнює тран- спортування відходів і стає практично не- можливою їх подальша переробка. Внаслі- док несвоєчасного вивозу побутових відхо- дів ці контейнери стають місцем розповсю- дження гризунів, шкідливих комах і небез- печним джерелом інфекцій. Необхідно за- уважити, що останнім часом має місце від- новлення контейнерного парку. Нові кон- тейнери мають змогу пересуватися та забез- печені кришкою. Під час перевезення ТПВ сміттєвозами до місця їх знешкодження відбувається забруд- нення повітря викидами пилу, окису вугле- цю, сполуками азоту, вуглеводнями, бенз(а)пиреном, а також по всьому шляху проходження сміттєвозу його супроводжу- ють неприємні запахи. Складною проблемою залишається збір ТПВ у зоні приватної забудови й дачних ко- оперативах. У зв'язку з неплатоспроможніс- тю та неосвіченістю населення у питанні загрози забруднення твердими побутовими відходами навколишнього середовища прак- тично припинилося укладання договорів на вивіз сміття з цих територій, що сприяє зро- станню кількості стихійних смітників у ярах уздовж доріг і по берегах річок. У сільських населених пунктах взагалі відсутні спеціалізовані підприємства у сфері поводження з побутовими відходами і санк- ціоновані полігони відходів. Побутові від- ходи складуються у природних рельєфних утвореннях - балках, ярах, долинах річок, що створює значну екологічну небезпеку. Щодо операцій, які пов’язані з сепараці- єю або попереднім відбором корисних ком- понентів з відходів, то існуюча ситуація сві- дчить про практичну відсутність дій у цьому напрямку. Лише у декількох містах України здійснюються роботи такого роду. Це відо- бражається у частковому вилученні з ТПВ макулатури, металобрухту, поліетиленових пляшок і відходів скла для вторинного вико- ристання. Основними методами знешкодження ТПВ на даний час залишаються складування на звалищах і полігонах та спалювання на сміттєспалювальних заводах (ССЗ). Складування ТПВ на звалищах та поліго- нах з погляду екологічної безпеки, можливо розглядати лише як тимчасову міру, оскіль- ки велика частина цих відходів піддається розкладанню надзвичайно повільно. Крім того, при реалізації даного методу із сфери можливого корисного використання вилу- чаються тисячі тонн цінної вторинної сиро- вини [3]. Більшість звалищ та полігонів ТПВ на даний час перевантажені. Їх кількість скла- дає 248 одиниць. Найбільші площі під полігони зайняті у Дніпропетровській - 140 га, Донецькій – 330 га, Одеській – 195 га, Запорізькій – 153 га і Луганській областях - 129 га [2]. У багатьох містах продовжується процес утворення несанкціонованих звалищ побу- тових відходів. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 96 Основними забруднюючими викидами полігонів і звалищ є біогаз до складу якого входить до 60 % метану і стоки рідких речо- вин (фільтрат). Потенційна загроза здоров'ю людей з боку біогазу пов'язана з міграцією метану у ґрунті і можливістю його проник- нення до довколишніх будинків. Така ситуа- ція приводить до появи небезпеки вибуху. Інші компоненти газу на звалищах, такі, як летючі органічні сполуки, також предста- вляють небезпеку для здоров'я. Щодо фільтрату з відходів, то він забруд- нює ґрунт і ґрунтові води на території на- вколо полігонів та звалищ, що може створи- ти небезпеку при використанні таких вод для цілей питного водопостачання (поверх- неві води також можуть виявитися забруд- неними). Стоки часто містять шкідливі ор- ганічні сполуки (наприклад, хлоровані орга- нічні речовини), важкі метали (наприклад, As, Cd, Cr, Pb, Hg, Cu, Ni) і інші неорганічні з'єднання (наприклад, Ca, K, Na, NH4, CO3, SO4, Cl). При наявності на звалищах системи збору стоків, об'єми надходження у ґрунт і воду шкідливих речовин знижуються. Зібра- ні стоки підлягають обробці та поверненню у поверхневі води. Практично на жодному з полігонів не знешкоджується фільтрат і не утилізується звалищний газ. Часто має місце неконтро- льоване займання та саморозігрівання сміт- тєзвалищ або ж некваліфіковане в екологіч- ному відношенні спалювання сміття. Крім того, при експлуатації полігонів та звалищ ТПВ є можливість появи паразитів, що здатні передавати хвороби людям. Щодо спалювання відходів на ССЗ, то цей метод широко поширений у країнах Європи з високою щільністю населення і дефіцитом вільних площ. Режим роботи ССЗ обумовлено складом і властивостями утилізованих відходів. Наявність у ТПВ великої кількості орга- нічних речовин обумовлює їхню теплотвор- ну здатність. Проте тверді побутові відходи слід віднести до категорії вельми низькоякі- сних палив з теплотворною здатністю від 3,5 до 12,0 МДж/кг [2]. Такі відходи мають до- сить широкий діапазон енергетичних пара- метрів, відзначаються нестабільним морфо- логічним та фракційним складом, відносно високим вмістом негорючих матеріалів і ви- сокою вологістю. Вказані властивості, як наголошувалося вище, змінюються у широ- кому діапазоні залежно від кліматичної зо- ни, ступеня урбанізації і промислового роз- витку регіону. Так, значення середньої теп- лотворної здатності побутових відходів у США складає 10,4 МДж/кг [4], у середній кліматичній зоні Західної Європи – від 7,1 до 8,6 МДж/кг, у північних і південних ре- гіонах значення цього параметра знижується до величин 6,0 - 6,5 МДж/кг, ще нижче зна- чення даного параметру для південних регі- онів світу: наприклад, у ряді районів Індії він складає від 4,0 до 4,5 МДж/кг [2]. В Україні ТПВ також характеризуються вкрай низькою теплотворною здатністю – в сере- дньому 5,7 МДж/кг, а в окремі місяці (сер- пень-вересень) знижується до 3,8 МДж/кг [4]. Спалювання ТПВ дозволяє приблизно у 3 рази зменшити вагу відходів, усунути деякі неприємні властивості: запах, виділення то- ксичних рідин, бактерій, привабливість для птахів і гризунів, а також отримати додатко- ву енергію, яку можна використовувати для отримання електроенергії або спалювання. Метод термічної переробки ТПВ, безу- мовно, дозволяє вирішити перераховані за- дачі, проте має цілий ряд недоліків. Насамперед екологічний вплив сміттєс- палювального заводу на довкілля пов'язаний із забрудненням повітря, в першу чергу - дрібнодисперсним пилом, оксидами сірко- водню і азоту, фуранами. Що стосується діоксину, то ССЗ є основ- ними його «постачальниками» до навколи- шнього середовища. Значним недоліком є те, що спалювання ТПВ є найдорожчим способом утилізації сміття. Абсолютно очевидно, що будь-який проект, прийнятний в Україні за екологіч- ними показниками (відповідний нормам ЄС) буде абсолютно неприйнятний з економічної точки зору. Витрати на будівництво ССЗ в Європі і США відомі - приблизно 150-200 млн. доларів (на 1 млн. м3 ТПВ/рік). З них 50 % витрат - це система очищення газів, що відходять, знешкодження відходів ССЗ і си- стеми контролю. У зв'язку з цим будь-яке здешевлення може відбуватися тільки за рахунок відмови від системи безпеки ССЗ [5]. Відомо, що й дорогі новітні удоскона- лення ССЗ і впровадження нових технологій не вирішують до кінця проблему забруднен- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 97 ня навколишнього середовища за 4 причи- нами: - очищення газоподібних викидів лише переводить їх у золу і створює проблеми розміщення токсичної золи; - при спалюванні сміття, через його неод- норідність, неможливо підтримувати пос- тійні умови спалювання, необхідні для міні- мізації токсичності викидів; - технологічною особливістю ССЗ є регу- лярні спалахи і навіть вибухи, що призво- дить до збільшення токсичних викидів; - ускладнений контроль за попаданням на ССЗ матеріалів, які при спалюванні дають велику кількість діоксину. Тобто екологічні і економічні результа- ти роботи таких заводів не виправдовують експлуатаційних витрат. На Україні з чотирьох сміттєспалюваль- них заводів (Київ, Харків, Севастополь і Дніпропетровськ) працюють тільки Київсь- кий і Дніпропетровський, устаткування яких не відповідає сучасним екологічним вимо- гам, внаслідок чого вони стають джерелом забруднення навколишнього середовища. На основі проведення аналізу існуючої ситуації поводження з ТПВ на Україні скла- дена схема діючої системи поводження з ТПВ, у якій відображено всі її недоліки (ри- сунок 1). Закордонний досвід з вирішення проблем утилізації та знешкодження твердих побу- тових відходів. У високорозвинених проми- слових країнах Європи і Америки накопиче- но багатий досвід поступового переходу від складування ТПВ на звалищах до викорис- тання більшої частини відходів як вторинної сировини і паливно-енергетичних ресурсів. Ще на початку 90-х років складування на звалищах залишалося найпоширенішим ме- тодом поводження з відходами. Друге місце по загальній кількості знешкоджених відхо- дів займало їх спалювання. Більшість євро- пейських країн віддавала перевагу або зва- лищам, або спалюванню ТПВ, і лише у декі- лькох країнах використання цих методів бу- ло збалансоване. Проте практично скрізь у суспільстві зростало негативне відношення до спалювання відходів, як до потенційного джерела надходження діоксину до навколи- шнього середовища. У США під тиском екологічної громадськості був прийнятий закон про обмеження спалювання відходів у всіх сферах виробництва, також заборонено будівництво нових сміттєспалювальних за- водів у Канаді і багатьох штатах. У країнах Західної Європи воно різко пішло на спад, але Південна Азія і Східна Європа готові отримувати застарілі західні технології і бу- дувати ССЗ. Виробники ССЗ знаходять нові ринки збуту і збираються побудувати близь- ко 200 ССЗ у Росії. За 40 років (з 1960 до 2000 р.) частка складування ТПВ на звалищах та полігонах знижена з 75 до 55 %. Досить швидко поча- ли розвиватися методи вторинного викорис- тання і переробки ТПВ, частка яких зросла з 5-7 % у 1960 р. до 30 % у 2000 р. (світові тенденції в області поводження з відходами наведено у таблиці). Так наприклад у Відні (Австрія) реалізо- вано енергетичний напрямок спалювання відходів у спецкотлоагрегатах з вироблен- ням електричної і теплової енергії. Однак при цьому близько 80 % капітальних вкла- день йде на влаштування систем очищення газів, що викидаються. В Угорщині з побутових відходів, розмі- щених на полігонах, одержують біогаз, що використовують для одержання електроене- ргії. У Німеччині сміття вже давно сортується для подальшої переробки. Там збирається і переробляється 5 млн. тонн упакування на рік. Загальна кількість побутового сміття за рахунок переробки скоротилося на 15 %. Але навіть при наявності такої системи не менше 30 % сміття йде не відсортованим. У США переробка відходів прогресую- чими темпами зростає з початку 90-х років. Приблизно півмільйона сімей США вики- дають скляні, паперові або алюмінієві відхо- ди у роздільні контейнери, які потім достав- ляються на підприємства з переробки сміття. Що стосується скла, то в країні переробля- ється 98 % від загального об'єму вироблено- го скла. Більшість співтовариств США викорис- товують комбіновану програму переробки - упаковка з під харчових продуктів і пляшки з під напоїв збираються разом. Далі вони розділяються вже безпосередньо на переро- бній фабриці. У країнах СНД питання сміттєпереробки все ще відносять до числа другорядних. Найбільш часто використовуємим є валове збирання і вивезення відходів на звалища [6]. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 98 Рисунок – Існуюча система поводження з ТПВ в Україні ТПВ Сміттєпровід Гниття продуктів харчування у під'їзді (у камері для збору сміття) у разі несвоєчасного виносу до контейнеру, розведення гризунів, аварійний безремонтний стан Контейнер Попадання вологи у відходи, можливість несанкціанованного доступу до витягання відходів, не відповідність утворююшихся відходів нормам для їх подальшого використання Шлак і зола Несвоєчасний вивіз, зношеність автопарку, великі відстані транспортування маломісткими сміттєвозами ССЗ Звалище (полігон) Забруднення атмосфери викидами ССЗ, забруднення річок стічними водами ССЗ Забруднення атмосфери, ґрунту, гідросфери; 100 % втрата вторинних ресурсів, які знаходяться у масі ТПВ Сміттєвоз Наявність важких металів, діоксину, фуранів; токсичність; невирішена проблема утилізації шлаку ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 99 Огляд літературних джерел з існуючого закордонного досвіду щодо поводження з ТПВ свідчить про те, що на даний час в ос- нову їх утилізації та знешкодження покла- дено комплексний підхід, тобто застосову- ється комбінація технологій і заходів пов’язаних з скороченням кількості відхо- дів, вторинної переробкою і компостуван- ням, поховання на полігонах. Таблиця - Управління відходами у різних країнах (у 1998 р., %) Країни Вторинне використання Спалювання Вивезення на звалища Швейцарія 42 47 11 Фінляндія 30 4 66 Канада 29 4 67 Нідерланди 28 42 30 Данія 25 55 20 Австрія 24 11 65 США 24 15 61 Швеція 19 47 34 Німеччина 18 36 46 Норвегія 14 18 68 Франція 8 33 59 Великобританія 6 9 85 Японія 5 74 21 Бельгія 3 54 43 Результати аналізу вітчизняного досвіду по поводженню з ТПВ доводять, що діюча система в Україні спричиняє значну саніта- рну і гігієнічну небезпеку та потребує на- дійного знешкодження ТПВ в цілях охорони здоров'я населення і запобігання забруднен- ня навколишнього середовища. Складна економічна, та політична ситуація в країні, та дуже повільний рух у розвитку та впрова- джені нових технологій дають передумови стверджувати, що ще багато років основним напрямом поводження з відходами буде ро- зміщення їх на полігонах та звалищах твер- дих побутових відходів. Цілі та задачі Існуючи проблеми з забруднення навко- лишнього середовища при складуванні ТПВ на звалищах та полігонах та висновки про подальше продовження використання цього способу знешкодження ТПВ, як основного, дають передумови про потребу направлення основних наукових розробок на модерніза- цію старих і будівництво нових об'єктів складування ТПВ, які будуть забезпечувати максимальний захист навколишнього сере- довища. Одним з таких напрямів є розробка нау- кового підходу до вирішення проблеми де- газації полігонів та звалищ ТПВ. Основна частина Як зазначалося вище одним з забрудню- вачів навколишнього середовища при скла- дуванні ТПВ на звалищах та полігонах є біогаз. Утворюється він при біотермічному анаеробному процесі розпаду органічних відходів під впливом мікрофлори. Склада- ється біогаз з метану та діоксиду вуглецю. Кількісний і якісний склад біогазу зале- жить від багатьох чинників, зокрема, від кліматичних і геологічних умов місця роз- ташування полігону, морфологічного і хімі- чного складу відходів, умов складування (площа, об'єм, глибина поховання), вологос- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 100 ті, щільності і т.д., і підлягає уточненню у кожному конкретному випадку. Перші 15-20 років 1м3 тверді побутові ві- дходи при розкладанні виділяє 1,0-1,5 м3/рік біогазу. Надалі інтенсивність виділення біо- газу різко скорочується. Період повного ро- зкладання складає близько 50 років. На ге- нерування біогазу впливає вік полігону, склад, щільність укладання, температура і вологість відходів, а також товщина тіла по- ховання і способи експлуатації полігону. Оптимальна температура для проходжен- ня процесу утворення біогазу складає 25- 30°С, кислотність середовища повинна від- повідати pH = 7-8. Гниття повинне відбува- тися в анаеробних умовах (у відсутність ки- сню повітря), тобто потрібна достатня тов- щина тіла полігону. На даний час існує декілька способів проведення дегазації полігонів та звалищ ТПВ. Основними з них є: - аерація полігонів та звалищ атмосфер- ним повітрям за рахунок примусової або природній вентиляції; - пасивні системи дегазації полігонів та звалищ твердих побутових відходів; - активні системи дегазації полігонів та звалищ твердих побутових відходів. Спосіб аерації тіла звалища чи полігона ТПВ за рахунок примусової або природної вентиляції полягає в тому, що переважно аеробна ферментація ТПВ досягається за рахунок вентиляції тіла звалища за допомо- гою припливно-витяжної перфорированої трубної системи у тілі звалища (полігону). При цьому може бути використана і трубна система для традиційно пропонованого збо- ру біогазу на полігонах. Витрати на приму- сову і природну аерацію в 150-200 разів ни- жче, ніж на енергетичне використання біога- зу, отже рентабельність ринку продажів квот на викид парникових газів вища. Пасивна система дегазації ґрунтується на природних процесах конвекції і дифузії та застосовуються в місцях низького газоутво- рення і відсутності переміщення газу. Ці ме- тоди дегазації не застосовуються для полі- гонів з внутрішніми ізолюючими шарами. Встановлено, що пасивна схема дегазації застосовується для полігонів ємкістю не більш 40 000 тонн, для старих сховищ ТПВ з невисоким рівнем виділення біогазу або для полігонів з високим рівнем фільтрату. Також доведено, що при вмісті метану в біогазі менше 30% і виході газу менш 30м3/час, може застосовуватися дегазація за допомогою метаноокислюючих ізолюючих покриттів (біофільтрів). Робота біофільтру заснована на здатності метанотрофних мік- роорганізмів використовувати метан як дже- рело енергії і вуглецю, і повністю розклада- ти метан на оксид вуглецю і воду. Як окис- лювальні біофільтри можуть використовува- тися торф, тирса, компост. Активна система дегазації на полігонах основана на зборі біогазу за допомогою га- зових свердловин, в яких розташовуються перфоровані труби, які підключаються до газопереміщуючого обладнання, що склада- ється з компресора або вентилятора і систе- ми магістральних газопроводів. Встановлено, що на даний час існує п'ять основних варіантів утилізації біогазу: – просте спалювання у факелі; – транспортування біогазу до споживача по газових трубопроводах і продаж, як за- мінника природного газу; – вироблення електроенергії на полігоні; – вироблення електроенергії з частковою утилізацією теплоти на полігоні; – використання біогазу, як паливо для ав- томобілів. Одним з факторів визначення потрібного способу дегазації є встановлення існуючих об’ємів біогазу у звалищі чи полігоні ТПВ. Для цього проводяться попередні розрахун- ки за математичними моделями, та ведуться практичні дослідження, що представляють собою буріння свердловин у товщі звалищ ТПВ з послідуючим встановленням у них концентрації газів. При дослідженні цього підходу у визначені запасів біогазу визначе- но такі недоліки: неточні дані існуючих за- пасів, дороге обладнання для проведення практичних досліджень. На основі цього розроблена модифікова- на формула для розрахунку об’єму біогазу, яка має нові раніше незадіяні коефіцієнти, які впливають на визначаємий об’єм біогазу. Також для встановлення запасів біогазу у товщі звалищ та полігонів ТПВ розроблені модель швидкості фільтрації газу на поліго- нах та звалищах твердих побутових відходів та експрес метод дослідження інтенсивності виходу біогазу з товщі звалищ та полігонів ТПВ, який базується на практичних дослі- дженнях. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 101 Модель швидкості фільтрації газу на по- лігоні твердих побутових відходів основана на моделі руху газів у пористому середови- щі. Як відомо з літературних джерел накопи- чення газу у пористих пластах-колекторах і основні технології витягання (здобичі) про- ходять за законами теорії фільтрації. Залеж- но від структури твердого тіла і величини перепаду тиску розрізняють три основні ти- пи газопроникнення: дифузійний потік, мо- лекулярну ефузію і ламінарний потік [7]. Наш випадок підходить під ламінарний тип газопроникнення, оскільки ламінарний перебіг газу через тверде тіло має місце за наявності у тілі пір, діаметр яких значно пе- ревищує довжину вільного пробігу молекул газу. Розраховується швидкість фільтрації газу за законом Дарсі, який представлений нижче наведеною формулою, де коефіцієнт газоп- роникнення чисельно дорівнює об'ємній ви- траті флюїду з динамічною в'язкістю, яка дорівнює одиниці, та проходячого через одиницю площі перетину при одиничному перепаді тиску на одиницю шляху фільтра- ції, вимірюється у м2, на практиці у дарсі [8]: Кпр = , (1) де Q – витрати газу, м3/с; P – перепад тис- ку, Па або кг/м2; µ – динамічна в'язкість га- зу, кг*с/м2; S – площа перетину, м2; L – дов- жина шару відходів, м. Звідки: Q= . (2) Процеси переміщення біогазу у товщі полігону чи звалищі відбуваються під дією градієнту тиску та молекулярної дифузії. Оскільки рух газу відбувається не прямолі- нійно, а з відгалуженнями (огинаючи непро- никні відходи) формули вводиться коефіці- єнт поправки, який враховує обходження газом перешкод. Для проведення практичних досліджень проведено аналіз приладної бази для визна- чення концентрації метану та підібрано при- лади, які найбільше підходять для проведен- ня експерименту. Пропонуємий спосіб з визначення запасів біогазу апробовано на Ігренському звалищі м. Дніпропетровська. Також зараз здійснюється розробка захо- ду щодо забезпечення екологічної безпеки при експлуатації та закритті полігонів ТПВ з застосуванням природних сорбентів для по- глинання біогазу. Висновки Запропонований підхід з визначення за- пасів біогазу є альтернативою при визначен- ні способів дегазації . Також він може вико- ристовуватися як додатковий. Результати досліджень при застосуванні пропонуємого способу можуть бути викори- стані для проведення оцінки звалища або полігону на наявність газу, прогнозів очіку- ваного забруднення атмосфери у районах їх розташування. Впровадження цього способу дозволить зменшити витрати при визначені об’ємів біогазу, та дозволить встановлювати більш точні дані існуючих запасів біогазів у товщі звалища. Перелік посилань 1. Щербо А.П. Гігієнічні питання знешкодження побутових відходів // Праці XXIII наукової конференції «Хлопінськіє читання». – Л.: Видання ін-та удосконалення лікарів ім. С.М. Киро- ва.– 1990.– С. 25. 2. Мірний А.Н. Сучасні методи знешкодження і утилізації твердих побутових відходів // Житлово-комунальне господарство.– 1994.– № 3. – С. 24-26. 3. Дарулис П.В. Отходы областного города. Сбор и утилизация. - Смоленск, 2000. - 520 с. 4. Мірний А.Н. Санітарне очищення населених місць. Довідник. - М.: Стройиздат, 1990. - 342 с. 5. Рабинович М.Д. Технико-экономическая оценка комплексного энергетического использо- вания сточных вод коммунальных предприятий // III Международная конференция «Нетради- ционная энергетика в XXI веке». - Судак, - 2002. 6. Ульянов В. Про існуючі методи знешкодження твердих побутових відходів // Екологічний бюлетень «Чиста земля». - Владимир, 1997. - Спец. випуск № 1. - С.22-27. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 102 7. Ентов В.М. Теория фильтрации. - М.: Надра, 1998, С. 156-158. 8. Горная энциклопедия. - М.: Надра, 1990. – Том 1. - 456 с. I.V. Makhota PROBLEMS OF UTILIZATION AND DEFUSING OF HARD DOMESTIC WASTES AND PERFECTION OF METHODS OF THEIR DECISION Institute of Problems on Nature Management and Ecology National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipropetrovs’k In the article the existent state of the system of handling with hard domestic wastes is ana- lyzed in Ukraine. Oversea experience in decision of problems of utilization and defusing of hard domestic wastes is investigated. Was determined, that the operating system of the sys- tem of handling hard domestic wastes on Ukraine is a considerable sanitary and hygienically danger. Its activity is not directed on processing of wastes for the use them as the second raw material and fuel and energy resources. The existent methods of utilization and defusing of hard domestic wastes on Ukraine need reorganization for providing the health of popula- tion and prevention of environment care contamination.On the basis of mentioned above, the alternative method of determination of supplies of biogas has been offered on dumps of hard domestic wastes. It will give possibility to determine the system of degassing of dumps and grounds of hard domestic wastes. This method is based on the models of speed of filtration of gas on the dumps of hard domestic wastes and express method of research of intensity of bio- gas output from the layer of dumps of hard domestic wastes. Надійшла до редколегії 20 серпня 2008 р. Рекомендована членом редколегії канд.техн.наук П.І. Копачем

Проблеми утилізації та знешкодження твердих побутових відходів і досконалення способів їх вирішення

Репозитарії

Схожі ресурси