Пути решения «мусорной» проблемы на планете

  Полигоны  — комплексы природоохранительных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающие защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и фунтовых вод, препятствующие распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

  Все работы по складированию, уплотнению и  изоляции ТБО на полигонах должны выполняться механизированно.

  При правильной эксплуатации и хорошем  проекте полигонное захоронение ТБО — один из самых простых и дешевых способов утилизации.

  Анализ  методов обезвреживания, переработки  и утилизации ТБО, выполненный на примере и для условий Республики Беларусь, показал, что стоимость строительства полигонов более чем в четыре раза дешевле, чем биомеханическая переработка и компостирование, а месячный тариф переработки ТБО в три раза меньше.

  Основная  часть полигонов ТБО обычно располагается в карьерах или оврагах. Основание новых полигонов в настоящее время изолируется, как это было сделано, например, в Воронеже или на нескольких полигонах Московской области.

  Несколько полигонов оборудовано системой сбора и утилизации свалочных газов, прежде всего метана.

  Вместе  с тем, проблема влияния свалки на окружающую территорию, ее газообразных и жидких выбросов пока не привлекла к себе должного внимания.

  Такие работы были проведены в США в  начале девяностых годов и показали, что газы со свалок могут быть опасны для здоровья населения, проживающего в зоне влияния полигонов.

  Участки складирования должны быть защищены от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка проектируется водоотводная канава.

  На  расстоянии 1...2 м от водоотводной канавы размещается ограждение вокруг полигона. По периметру на полосе шириной 5...8 м проектируется посадка деревьев, прокладываются инженерные коммуникации (водопровод, канализация), устанавливаются мачты электроосвещения. При отсутствии инженерных сооружений на этой полосе отсыпаются кавальеры фунта для использования его на изоляцию ТБО.

  Категорически запрещается вывоз на полигоны отходов, пригодных к использованию в народном хозяйстве в качестве вторичных ресурсов, а также токсичных, радиоактивных и биологически опасных отходов.

 
6.2. ДОБЫЧА И УТИЛИЗАЦИЯ СВАЛОЧНОГО ГАЗА

   Резкий  рост потребления в последние  десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов (ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу, достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год. Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тонн в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.

   Одним из основных способов удаления ТБО  во всем мире остается захоронение в приповерхностной геологической среде. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению, которое вызывает в частности генерацию свалочного газа. Эмиссии СГ, поступающие в природную среду, формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера. По этой причине во многих развитых странах мира осуществляются специальные мероприятия по минимизации эмиссии СГ. Это фактически привело к возникновению самостоятельной отрасли мировой индустрии, которая включает добычу и утилизацию СГ.

В условиях захоронений, куда поступает практически 80% общего потока отходов, быстро формируются анаэробные условия, в которых протекает биоконверсия органического вещества (0В) с участием метаногенного сообщества микроорганизмов. В результате этого процесса образуется биогаз или, так называемый, свалочный газ (СГ), макрокомпонентами которого являются метан (СН₄) и диоксид углерода (СО₂) соотношение может меняться от 40—70% до 30—60% соответственно. В существенно меньших концентрациях, на уровне первых процентов, присутствуют как правило, азот (N₂), кислород (О₂), водород (Н₂). В качестве микропримесей в состав СГ могут входить десятки различных органических соединений.

  Можно утверждать, что в среднем газогенерация  заканчивается в свалочном теле в течение 10—50 лет, при этом удельный выход газа составляет 120—200 куб. м на тонну ТБО.

  Состав  биогаза обуславливает ряд его  специфических свойств. Прежде всего СГ горюч, в определенных концентрациях он токсичен. Конкретные показатели токсичности определяются наличием ряда микропримесей, таких, например как сероводород (H₂S). Обычно СГ обладает резким неприятным запахом. Также СГ относится к числу так называемых парниковых газов, что придает ему глобальную значимость и делает его объектом пристального внимания мирового сообщества.

    Свободное распространение СГ  в окружающей среде вызывает рад негативных эффектов как локального, так и глобального масштабов, обусловленных его специфическими свойствами.

  При  накоплении СГ могут формироваться  взрыво-пожароопасные условия в зданиях и сооружениях, расположенных вблизи захоронений  ТБО.   Такие  ситуации  регулярно  возникают   в  случае нелегального захоронения ТБО в зонах жилой застройки.  Например,   в   Москве,   десятки  объектов  были   построены   в   последнее десятилетие   в  зонах распространения так называемых  насыпных грунтов,  которые  в большинстве случаев были представлены массами  газогенерируюших ТБО.  Только  разработка специальных защитных мероприятий позволила ввести указанные объекты в строй. Вместе с тем известны случаи взрывов зданий из-за накопления СГ в их техподпольях. Ряд серьезных инцидентов такого рода, сопровождавшихся  человеческими  жертвами,   имел   место,   в  частности, в США и Англии. Частые пожары на полигонах также в основном являются последствием стихийного, бесконтрольного распространения СГ.

   Накопление  СГ в замкнутых пространствах  также опасно с токсикологической точки зрения. Известно довольно много случаев отравлений при техническом обслуживании заглубленных инженерных коммуникаций, которые сопровождались смертельными исходами.

  Свободное распространение СГ приводит также  к загрязнению атмосферы прилежащих территорий токсичными и дурно пахнущими  соединениями. И наконец, как уже отмечалось, СГ является парниковым газом, который усиливает эффект изменения климата Земли в целом.

  Приведенный перечень негативных явлений, обусловленных  СГ, убедительно свидетельствует о необходимости борьбы с его эмиссиями. В большинстве развитых стран существуют специальные законы, обязывающие владельцев полигонов предотвращать стихийное распространение СГ. Основным методом, обеспечивающим решение этой задачи, является технология экстракции и утилизации СГ.

  Для экстракции СГ на полигонах обычно используется следующая принципиальная схема: сеть вертикальных газодренажных скважин соединяют линиями газопроводов, в которых компрессорная установка создает разрежение, необходимое для транспортировки СГ до места использования. Установки по сбору и утилизации монтируются на специально подготовленной площадке за пределами свалочного тела.

  Каждая  скважина осуществляет дренаж конкретного  блока ТБО, условно имеющего форму цилиндра. Устойчивость работы скважины может быть обеспечена, если ее дебит не превышает объема вновь образующегося СГ. Оценка газопродуктивности существующей толщи ТБО проводится в ходе предварительных полевых газо-геохимических исследований.

  Для добычи СГ на полигонах ТБО применяются  вертикальные скважины. Обычно они располагаются равномерно по территории свалочного тела с шагом 50—100 м между соседними скважинами. Их диаметр колеблется в интервале 200—600 мм, а глубина определяется мощностью свалочного тела и может составлять несколько десятков метров. Для проходки скважин используется как обычное буровое оборудование, так и специализированная техника, позволяющая, сооружать скважины большого диаметра. При этом, выборного или иного оборудования обычно обусловлен экономическими причинами.

  После завершения строительства скважины приступают к установке оголовка скважины, представляющего собой металлический цилиндр, снабженный газозапорной арматурой для регулировки дебита скважины и контроля состава СГ, а также патрубком для присоединения скважины к газопроводу.

  На  заключительной стадии на оголовок скважины устанавливается металлический или пластмассовый короб для предотвращения несанкционированного доступа к скважине.

   По  системе трубопроводов СГ поступает  на пункт сбора СГ.

   В мировой практике известны следующие  способы утилизации СГ:

• факельное сжигание, обеспечивающее устранение неприятных запахов и снижение пожароопасности на территории полигона ТБО, при этом энергетический потенциал СГ не используется в хозяйственных целях;
• прямое сжигание СГ для производства тепловой энергии;
• использование СГ в качестве топлива для газовых двигателей с целью получения электроэнергии и тепла;
• использование СГ в качестве топлива для газовых турбин с целью получения электрической и тепловой энергии;
• доведение содержания метана в СГ (обогащение) до 94—95% с последующим его использованием в газовых сетях общего назначения.

   Целесообразность  применения того или иного способа  утилизации СГ зависит от конкретных условий хозяйственной деятельности на полигоне ТБО и определяется наличием платежеспособного потребителя энергоносителей, полученных на основе использования СГ. В большинстве развитых стран этот процесс стимулируется государством с помощью специальных законов. Так, во многих странах ЕЭС и США существуют законы, обязывающие потребителей покупать альтернативную энергию. Мало того, нормативно определена стоимость такого вида энергии, которая, как правило, в 2—2,5 раза выше стоимости энергии, произведенной на основе традиционных энергоносителей (природный газ, нефтепродукты и пр.).

   В России подобная нормативно-правовая база отсутствует. Следствием этого являются большие трудности, связанные со сбытом энергии, полученной из СГ. Такое положение сдерживает широкое распространение технологии в России. В сложившихся условиях использование СГ для удовлетворения нужд полигона ТБО или локального потребителя является наиболее реалистичным. 

Глава 7. ОПЫТ РЕГИОНОВ РОССИИ

  К настоящему времени в различных  городах России делаются интенсивные попытки решения проблемы сбора и утилизации отходов (прежде всего ТБО). Накоплен достаточно большой опыт — как удачный, так и неудачный. Рассмотрим пути решения мусорной проблемы на примере московского региона.

  С начала 90-х гг. правительством Москвы проводится четкая политика, направленная на повышение уровня санитарной очистки города. К выработке решений в этом направлении были привлечены лучшие отечественные организации и специалисты, специализированные западные фирмы и эксперты Европейского банка реконструкции и развития.

  На ближайшую перспективу можно сформулировать следующие направления повышения эффективности управления ТБО города Москвы:

I. Создание единой системы управления отходами с целью обеспечения в регионе эффективной технической, организационной и тарифной политики.

II. Переход к разделению потока ТБО на стадиях образования (селективный сбор отдельных компонентов), сбора и вывоза (выделение отходов коммерческих и торговых организаций, административных заведений, учебных заведений, древесных и растительных отходов) с целью уменьшения объемов ТБО, направляемых на обезвреживание, сокращения затрат и получения дополнительной прибыли за счет реализации компонентов отходов.

III. Создание единой информационной базы данных по источникам отходов, маршрутам вывоза и т. д. с целью оптимиза С целью оптимизации транспортных потоков, уточнение и сокращение затрат на отдельных стадиях управления ТБО.

        Результатом реализации программы технического перевооружения, строительсво современных объектов санитарной очистки намеченных экономических  и организационных предприятий  явслятся создание новой отрасли  городского хозяйства – санитарной очистки Москвы о ТБО.

        Успешному решению  новой задачи в Москве будет способсвовать  создание рынка отходов, рынка сбыта  вторичного сырья и новой продукции  из отходов, в чем необходима поддержка городских комплексов – промышленного, строительного и социального во главе с городской администрацией. Не исключено широкое международное сотрудничесво в области утилизации отходов, которое уже давно имеет место в мире.