Города являются не только одним из высших достижений цивилизации, но и местом средоточия всех ее недостатков. Промышленная революция вызвала бурный рост и развитие городов, но вместе с тем и массу связанных с этим проблем.

В связи с развитием транспорта, с увеличением численности населения городов и других населенных пунктов перед человеком встает вопрос об утилизации бытовых отходов. При беспечном отношении к этой проблеме, при неправильном и несвоевременном уничтожении отходов происходит загрязнение окружающей среды. Это нельзя оставлять без внимания, так как, загрязняя окружающую среду, человек наносит вред своему здоровью, растительному и животному миру. А это, в свою очередь, приводит к необратимым последствиям. Человек должен взять на себя ответственность прежде всего перед самим собой за сложившуюся ситуацию и постараться в корне ее изменить.

Бытовые отходы представляют собой твердые отходы, не утилизируемые в быту неиспользованные предметы быта и продукты жизнедеятельности людей.

В России одной из важных нерешенных проблем является проблема утилизации твердых бытовых отходов, а также ликвидация городских свалок, которые значительно загрязняют окружающую среду. Несмотря на то что это непосредственно влияет на здоровье человека, проблеме утилизации бытовых отходов уделяется недостаточное внимание.

Только при активном участии администрации и местного населения проблема утилизации бытовых отходов может быть эффективно решена. В процессе образования бытового мусора происходит смешивание отходов друг с другом, полезных предметов с бесполезными, токсичных с безопасными, горючих с несгораемыми. Получается смесь, которая не только бесполезна, но и токсична. Хотя некоторые отходы можно использовать как вторсырье.

Утилизация бытовых отходов подразумевает вовлечение отходов в новые технологические циклы, а также использование их в полезных целях. Состав бытовых отходов очень разнообразен, ведь выбрасывается все, что не представляет ценности для человека. Существующие подходы к проблеме бытовых отходов направлены на уменьшение их опасного влияния на окружающую среду и человека.

Проблема уничтожения бытовых отходов по своей значимости находится на первом месте среди экологических проблем городов. Загрязнение окружающей среды может произойти из-за несвоевременного и нерегулярного удаления твердых бытовых отходов с городских территорий. Это ведет к возникновению опасной эколого-эпидемиологической ситуации и портит эстетический вид города.

Одна из основных задач администрации и жителей каждого города – это организация уборки городских территорий. Для уменьшения вредного влияния бытовых отходов разработан целый комплекс мероприятий по санитарной очистке и уборке города.

Задачи санитарной программы:

– реализация наиболее эффективных в санитарном, экологическом и техническом отношениях мероприятий при минимальных расходах;

– применение наиболее экологически выгодных методов сбора, удаления, обезвреживания и использования бытовых отходов;

– максимальная экономия материальных, сырьевых, энергетических ресурсов;

– использование наиболее эффективных методов уборки городских территорий;

– рациональное размещение объектов санитарной очистки и уборки в плане города.

Обычно за качество проводимого мероприятия отвечает определенный район города. Поэтому необходимо прежде всего:

– определить объем работы каждого района;

– выделить необходимое количество техники;

– составить график работы и контролировать его выполнение;

– следить за технической эксплуатацией машин.

Перед уборкой нужно провести подготовительные мероприятия: отремонтировать дороги (во избежание неровностей, выбоин) и оградить зеленые насаждения.

В летнюю уборку города входят удаление с проезжей части и тротуаров накопившейся грязи, очистка колодцев канализации, уборка опавших листьев. На засорение улиц главным образом влияет интенсивность движения городского транспорта. В летний период должны производиться ремонтные работы детских и спортивных площадок, озеленение города.

Основная работа во время уборки улиц – это подметание и поливка дорог. Летняя поливка улиц и проезжей части значительно снижает запыленность города. При этом необходимо учитывать нормы расхода воды.

Следует разработать схему механизированной уборки улиц в зимний период. В документе должны быть обозначены объемы убираемой площади, организация-исполнитель и закрепленные за этой организацией территории, а также участки, в первую очередь нуждающиеся в обработке песко-соляной смесью. Чтобы создать нормальные условия движения общественного транспорта зимой, разрабатывают почасовой график уборки основных городских дорог.

Основная цель уборки городских территорий зимой – это обеспечение движения транспорта и пешеходов. Зимой уборка проходит в 2 этапа: расчистка проезжей части улиц и последующее удаление собранного снега.

Уборка улиц состоит из следующих работ:

– незамедлительная очистка проезжей части от выпавшего снега;

– ликвидация гололеда;

– удаление уплотненного слоя снега;

– вывоз снега на свалку.

Уборка улиц города в зимний период требует практически круглосуточной готовности к работе как техники, так и обслуживающего персонала.

Во многих программах по решению проблемы бытовых отбросов совершается довольно типичная ошибка, с которой приходится бороться общественным организациям, – это полная и бесконтрольная передача проведения программы в руки городской администрации. Это ведет к тому, что из процесса принятия и выполнения решений по выбору методов утилизации бытовых отходов нередко оказывается исключено не только население, но и районная администрация. В связи с этим осуществление многих экологически приемлемых способов утилизации отходов становится принципиально невозможным.

Подобной ситуации нельзя допускать, ведь практически единственными, кто заинтересован в разработке комплексного подхода к утилизации бытовых отходов, являются население и общественные организации. Именно эти организации становятся инициаторами и организаторами проектов, направленных на улучшение экологической обстановки в городе и на утилизацию отходов. Наиболее важными и необходимыми проектами, которые проводятся российскими общественными экологическими организациями, являются:

– картирование незаконных свалок;

– организация сбора бумаги из учреждений города для вторичной переработки;

– организация сбора других видов бытовых отходов;

– реализация товаров, изготовленных из бытовых отходов;

– проведение опроса среди населения и сбор данных, предшествующие введению дифференцированной платы за мусор (идея раздельного сбора бытовых отходов с каждой семьи и введение платы за их утилизацию);

– экологическое образование населения.

На практике не все эти проекты оказываются успешными. Зачастую общественным организациям в некоторых вопросах просто не хватает знаний и опыта.

Принимая решение организовать раздельный сбор пищевых отходов и затем продать их животноводческим фермам, необходимо удостовериться, что руководители хозяйств от него не откажутся, так как качество такого корма никто не может гарантировать.

Общественной организации следует реально оценивать свои возможности и не брать на себя несвойственные ей функции. Например, организацию вывоза и хранения бытовых отходов (вторсырья), а также сбыт готовой продукции лучше доверить либо коммерческим компаниям, либо муниципальным службам. Общественные организации лучше справятся со следующими задачами:

– вовлечение населения в программы обращения с бытовыми отходами;

– информирование населения о подходах к обращению с отходами (как общественность, так и лиц, принимающих решения);

– организация более предметного взаимодействия по данной проблеме (например, между местной администрацией и предпринимателем, желающим работать с отходами).

Таким образом, общественные организации могут воплощать в жизнь более ответственные, экономически и экологически приемлемые подходы к решению проблемы бытовых отходов.

Это может происходить через влияние на лиц, принимающих решения и через разработку и осуществление различных проектов. Также действенными могут оказаться пропаганда поддержания чистоты в городе и проведение различных акций (субботников) по ликвидации бытовых отходов.

В России каждый житель оставляет ежегодно примерно около 200 кг мусора. Общее количество твердых бытовых отходов с учетом численности городского населения составляет 1,5–2 млн т. Состав бытовых отходов изменяется в зависимости от сезона и региона страны. Это происходит в основном за счет различного содержания бумаги и пищевых отходов.

В среднем бытовые отходы разделяют на следующие группы:

– пищевые (30–38 %);

– бумага, картон (25–30 %);

– стекло (5–8 %);

– текстиль (4–7 %);

– металл (3–4 %);

– кожа, резина (2–4 %);

– пластмассовые изделия (2–5 %);

– дерево (1,5–3 %);

– камни (1–3 %);

– кости (0,5–2 %);

– прочее (15 %).

Значительную часть отходов из этого перечня можно переработать.

Содержание пищевых отходов осенью резко увеличивается. Это связано с большим употреблением фруктов и овощей. И если весной доля пищевых отходов составляет около 25 % от всех бытовых отходов, то осенью она может возрасти до 55 %.

На состав бытовых отходов оказывают влияние периодические сборы макулатуры и стеклотары. С каждым годом резко возрастает количество выброшенной бумаги.

При переработке мусора можно определить химический состав бытовых отходов:

– органическое вещество (50–70 %);

– зольность (30–45 %);

– углерод (30–35 %);

– азот (1–2 %);

– фосфор (0,5–1 %);

– калий (0,5–1 %);

– сера (0,2–0,3 %).

Большую опасность для окружающей среды и здоровья человека представляют присутствующие в бытовых отходах тяжелые металлы. Они обладают высокой токсичностью.

В 1 кг бытовых отходов примерно содержится:

– цинк (4000 мг);

– свинец (3000 мг);

– хром (2810 мг);

– медь (1000 мг);

– марганец (200 мг);

– никель (190 мг);

– кадмий (50 мг);

– ртуть (15 мг);

– мышьяк (6 мг).

Известно, что воздействие солей тяжелых металлов приводит к мутогенным изменениям в организме человека. Также они могут привести к рождению умственно неполноценных детей.

В связи с разнообразием потребляемых товаров состав бытовых отходов может усложняться. Увеличивается содержание пластмасс и полимеров, средств бытовой химии, тяжелых металлов и разных элементов, применяемых в электронной аппаратуре.

Бытовые отходы у нас практически не утилизируются, самый распространенный метод их ликвидации – складирование на свалках. Пищевые отходы на полигонах перегнивают довольно быстро.

Территории, на которых находятся полигоны и свалки, долгое время нельзя использовать в других целях, так как такие они загрязняются надолго. Так, металл может пролежать в земле около 100 лет, а, например, стекло несколько сотен лет. Газетная же бумага может сохраниться на свалке около 10 лет.

Принято считать, что продукт становится мусором лишь тогда, когда он смешивается в мусорной корзине с другими продуктами. Известный эксперт по проблеме отходов Пол Коннетт утверждает, что мусор – это не вещество, а искусство смешивать вместе разные полезные вещи и предметы, тем самым определяя им место на свалке. Очевидно, что необходимо вводить разделение бытовых отходов.

В энциклопедиях приводится следующее определение понятия «утилизация отходов»: «Утилизация бытовых отходов – это извлечение из бытовых отходов ценных и негорючих компонентов с последующим сжиганием или сбраживанием органических веществ для получения энергии и сырья для производства стройматериалов, компостов и т. д.».

Эффективное разделение массы бытовых отходов является ключом к успешному осуществлению программы по утилизации отходов. Поэтому основная проблема состоит в том, как же осуществить это разделение. Для успеха эксперимента важно проводить еще и активную рекламную кампанию.

Перед городскими властями стоит вопрос не строительства завода по переработке мусора (скорее всего рядом найдутся предприятия, перерабатывающие хотя бы один из возможных видов бытовых отходов), а вопрос, какой (или какие) именно компоненты бытовых отходов будут собираться для переработки, а затем и вопрос принятия мер по выделению их из общего потока мусора в своем населенном пункте.

Существует два подхода к разделению бытовых отходов:

– технический;

– социальный.

Технический подход представляет собой наличие специальной фабрики. Неразобранный поток бытовых отходов, проходя через такую фабрику, делится на материал, который удовлетворяет требованиям рынка, и на остатки, идущие на свалку.

Социальный подход предполагает разделение гражданами на составляющие бытовых отходов (мытье бутылок, удаление крышек) и последующую доставку этих отходов в специально отведенные контейнеры.

В настоящее время в развитых странах на душу населения ежедневно приходится от 3 до 4 кг бытовых отходов, а значит, в год – сотни миллионов тонн. Ни в одной стране мира проблема абсолютной утилизации мусора не решена полностью.

Несмотря на видимую легкость исполнения, технический путь в чистом виде очень трудно осуществить. Таким методом можно получить топливо для мусоросжигательных заводов или извлечь вторсырье (например, металл). Однако как метод, использующийся для выделения вторсырья из общего потока бытового мусора, он не годится. Такой вывод можно сделать потому, что практически невозможно, например, отделить пластик от бумаги, бутылочное стекло от оконного и т. д. Невысоким будет и качество материалов, полученных из такой общей массы.

Чисто технически можно предположить, что качественное разделение потока бытового мусора возможно как с помощью машинных технологий, так и с помощью разборки мусора вручную. Однако такой процесс, несомненно, окажется чрезвычайно дорогим, что сделает всю деятельность по утилизации мусора экономически невыгодной. Можно с уверенностью утверждать, что издержки, налагаемые на общество при таком способе разборки смешанного бытового мусора, окажутся значительно больше, чем в случае, если бы этот мусор разделялся или, точнее, не смешивался бы вовсе с самого начала.

Существуют различные технологии разделения бытовых отходов. Часто используют довольно легкий способ: бытовой мусор разделяется на 2 части, которые распределяются по 2 контейнера. В первом контейнере находится мусор, который может быть впоследствии использован как вторсырье. Во второй контейнер помещаются все остатки, идущие на свалку. Затем на специальных фабриках, куда свозятся отходы вторсырья, их отдельно сортируют по категориям: стекло, бумага, металл, пластик и т. д. Но при таком подходе требуется участие населения, которое должно выбрасывать свой бытовой мусор в разные контейнеры (рис. 48).

Рис. 48. Контейнер для мусора.

Предполагается, что разделение бытовых отходов самим населением более приемлемо, чем технологическое разделение по следующим причинам:

– суммарные издержки, налагаемые на общество в этом случае значительно меньше;

– меньше и издержки, налагаемые на городской бюджет и городские власти (не требуется значительных затрат на приобретение и эксплуатацию сложных технологий разделения);

– в решении проблемы утилизации бытовых отходов принимают участие те, кто непосредственно производит отходы (это считается морально правильным и стимулирует уменьшение количества бытовых отходов).

Следует заметить, что никакая компания по сбору бытовых отходов не будет работать сама по себе, без определенных усилий со стороны населения и властей. Необходимо желание участвовать и, конечно же, непосредственное участие населения в программах по ликвидации бытовых отходов.

Сбор отходов часто является наиболее дорогостоящим этапом всего процесса утилизации бытового мусора. Поэтому правильная организация сбора отходов может значительно сэкономить средства как населения, так и городских властей.

Для поощрения сбора бытовых отходов местным властям необходимо оборудовать центры по его сбору. Лучше всего несколько центров располагать в каждом районе. Это может быть огороженная площадка, на которой находится несколько контейнеров, куда населению нужно сдавать или выбрасывать определенные материалы (например, контейнер для стекла, контейнер для газетной бумаги и т. д.). Все собранные материалы в дальнейшем пройдут вторичную обработку:

– стекло обычно перерабатывается путем измельчения и переплавки (важно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стекло низкого качества после измельчения используется как наполнитель для строительных материалов. Во многих российских городах существуют предприятия по повторному использованию стеклянной посуды;

– стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла.

При этом выплавка алюминия требует только 5 % энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды;

– бумажные отходы различного типа уже давно применяются наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги. Туалетная или оберточная бумага и картон изготавливаются из смешанных или низкокачественных бумажных отходов. К сожалению, в России недостаточно разработана технология производства высококачественной бумаги из отходов более или менее хорошего качества (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров);

– переработать пластик достаточно дорого и сложно. Из некоторых видов пластика (например, из бутылок) можно получить высококачественный пластик тех же свойств, другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика практически не производится.

Для наилучшей работы центра по сбору вторичного сырья потребуется несколько раз оповестить население о наличии такого центра. Также необходимо составить и очень четко объяснить населению правила пользования такими контейнерами. Нужно уточнить, что и в какой контейнер выбрасывать, в каком виде (например, бутылки должны быть вымытыми).

Местное население должно знать, что выбрасывать не нужно. Это очень важно, так как ни в коем случае нельзя смешивать бутылочное стекло с лампочками или оконным стеклом. Эти правила следует написать очень крупно, заметно и ярко в местах сбора отходов.

Местная власть обязана также найти рынок сбыта для вторичного сырья и организовать их вывоз, а в некоторых случаях еще и определенную переработку, чтобы соответствовать рыночным стандартам (измельчение стекла, прессовка и упаковка бумаги и т. д.).

Поскольку эффективность этой программы зависит прежде всего от степени участия в ней населения, то вовлечение граждан в реализацию программы представляет собой одну из самых важных проблем. Это требует от властей особых, подчас длительных усилий.

Наблюдается следующая закономерность: чем меньше усилий требуется от населения для участия в сборе бытовых отходов, тем больше процент его участия в подобных программах.

Не всегда необходимо устанавливать контейнеры для бытовых отходов в каждом дворе или подъезде. Если в районе есть крупный торговый центр, в который жители не реже раза в неделю ходят или ездят за покупками, то они могут без проблем приносить отходы в контейнеры, установленные поблизости от него. Даже при невысоком участии населения такой центр способен оказать определенное воспитательное воздействие и привлечь внимание граждан к проблеме бытовых отходов. Но следует учитывать, что воздействие при этом может оказаться обратным, если мусор не будет регулярно вывозиться из такого центра.

Успешной может оказаться попытка установки на улицах и во дворах контейнеров для макулатуры. В настоящее время макулатуры сдают не очень много, хотя, по оценкам специалистов, до 40 % бытовых отходов составляют именно бумага и картон.

Вследствие расширения масштабов использования целлюлозы и древесины в целлюлозно-бумажной промышленности происходит постепенное сокращение лесных площадей. Именно это, а также растущее количество макулатуры в твердых отходах и постепенное сокращение ресурсов первичных материалов вынуждают правительство серьезно заняться разработкой мероприятий по стимулированию роста потребления макулатуры. В промышленности это можно сделать следующим образом:

– необходимо провести перестройку налоговой системы, ориентирующей промышленность на интенсивное использование лесных ресурсов страны, можно установить значительные скидки для фирм, занимающихся сбором и переработкой макулатуры, а также для предприятий, использующих ее в качестве основного сырья;

– необходимо ввести льготные тарифы на перевозку макулатуры;

– государство должно выделять средства на разработку технологии и постройку предприятий по переработке макулатуры;

– городская администрация должна оказывать всяческую поддержку и финансовую помощь фирмам, специализирующимся на сборе и переработке макулатуры.

Регулярность поставок этого сырья потребителям по приемлемым ценам сможет гарантировать только постоянно функционирующая и хорошо технически оснащенная система сбора и сортировки макулатуры.

Основной проблемой сбора макулатуры является беспечность или хулиганство – каждый легко может бросить окурок или спичку в такой контейнер.

Можно также создать площадку или установить открытые контейнеры для стеклопосуды, которые следует разделить по цвету (для белой, зеленой, коричневой).

Те, кто не собирается сдавать бутылки, просто выносят их в подъезд или во двор: желающие сдать посуду всегда найдутся.

Такой способ разделения бытовых отходов оказывается несколько дороже в долговременной перспективе, но в этом случае можно обойтись без капитальных затрат на строительство предприятия по сортировке.

Важную роль в утилизации мусора может сыграть экономическая сторона. Городская администрация должна принимать обоснованные и подходящие для конкретной местной ситуации решения по передаче части или всего комплекса работ по сбору и утилизации отходов в руки частных коммерческих предприятий. Общественные экологические организации, в свою очередь, должны будут выработать позицию по отношению к этому явлению.

Государственные учреждения, занимающиеся вывозом бытовых отходов, обычно работают неэффективно из-за отсутствия конкуренции. Так как финансирование этих учреждений происходит из городского бюджета (средств в котором не всегда хватает), проблемы решаются самым дешевым, но не самым лучшим способом – складированием. Яркий пример тому – нынешнее состояние российских городских свалок.

Частные же предприятия не нужно финансировать из городского бюджета и с них можно требовать выполнения всех экологических норм. Благодаря конкуренции работа частных предприятий будет намного эффективнее.

Но здесь существует и отрицательный момент. Можно предположить, что цена переработки отходов для населения значительно возрастет, так как частное предприятие будет стараться извлечь прибыль из утилизации отходов и должно будет платить налоги.

Необходимо введение дифференцированной платы за вывоз (утилизацию) отходов. Плата будет зависеть от количества вывозимого мусора, что создаст мощный стимул к сокращению количества бытовых отходов, отправляемых на свалку. Население будет гораздо охотнее собирать и сдавать вторсырье, если за выбрасывание отходов нужно будет платить. Из-за слишком высоких цен за утилизацию отходов может возникнуть проблема незаконных свалок.

Для местных властей положительным аспектом введения платы за мусор является вовсе не то, что в муниципалитет поступают необходимые средства: население в любом случае заплатит за мусор (плата в виде местных налогов или большая, но одинаковая плата за мусор). В данном случае введение платы за мусор заставляет население понять, к каким издержкам ведет потребительское поведение каждого отдельного гражданина.

К сожалению, практически все программы извлечения вторсырья экономически невыгодны из-за высоких цен за перевозку отходов на свалку. Но чтобы каждый отдельный гражданин принимал в этом активное участие, совершенно недостаточно того факта, что с точки зрения общественных издержек переработка мусора выгоднее свалок. Этот факт еще нужно довести до населения, а дифференцированная плата за мусор оказывается «экономическим каналом» для такой информации.

Дифференцированная плата за мусор обычно зависит от объема вывозимого мусора. В этом случае можно учитывать количество мусорных баков (при условии, если они стандартного объема), а затем выставлять счет. Но чаще эта проблема решается по-другому – муниципалитет продает специальные мусорные мешки (или в некоторых случаях наклейки на пакеты), в цену которых входит стоимость вывоза, а затем граждане собирают мусор в такие мешки. Иногда с населения взимается фиксированная плата за год и выдается определенное количество мешков или наклеек, а в случае превышения этого количества мешки покупаются дополнительно.

В некоторых населенных пунктах, где дворовые отходы составляют значительную часть потока мусора, вводят дифференцированную плату не за весь мусор, а только за дворовые отходы. По данным некоторых муниципалитетов, при введении дифференцированной платы количество мусора только за счет сокращения отходов уменьшается на 18 %.

Около 30 % отходов по весу и 50 % по объему составляют различные упаковочные материалы; 13 % веса и 30 % объема упаковочных материалов составляет пластик; в настоящий момент абсолютное количество пластиковых отходов в развитых странах удваивается каждые 10 лет.

Чтобы у большинства граждан был стимул собирать бытовой мусор, важно, чтобы фиксированная сумма оплаты не была слишком большой. Кроме того, нужно четко просчитать количество необходимых населению мешков для мусора, так как, если граждане останутся к концу года с пустыми, но оплаченными мешками (а ведь вернуть за них деньги обратно они не смогут), это не прибавит авторитета муниципалитету. Бытовые отходы, собранные в специальный контейнер, должны вывозиться совершенно бесплатно или за меньшую плату.

Иногда высокая дифференцированная плата за вывоз мусора побуждает жителей индивидуальных домов самих компостировать свои дворовые отходы, что сокращает количество мусора, вывозимого государственными службами. Дифференцированная плата за мусор также стимулирует сокращение отходов. Она оказывает влияние на потребительское поведение и побуждает к повторному использованию вещей (вещи можно починить, продать или передать благотворительной организации, вместо того чтобы выбросить).

Существуют различные причины, которые влияют на снижение объемов бытового мусора при дифференцированной плате. Некоторые считают, что уменьшение объема мусора может быть вызвано тем, что мусор в мешках плотнее утрамбовывается. Другие, что плата за вывоз вынуждает граждан выбрасывать мусор нелегально, сжигать его в заднем дворе и т. д. Во многих случаях именно этот факт, а не сокращение бытовых отходов, отражается в отчетах о снижении веса собираемого мусора.

Действительно, некоторым недобросовестным гражданам кажется экономически выгодным нелегально избавляться от мусора. Обязательно кто-то так и будет поступать. Но сейчас, к сожалению, нет ни одного абсолютного рецепта, а разные элементы программы утилизации мусора призваны поддерживать и помогать друг другу. Поэтому очень важно, чтобы введение платы за объем мусора проводилось параллельно с активным распространением информации о способах сокращения отходов, и гражданам предоставлялась возможность избавиться от части мусора бесплатно или за меньшую плату. То есть важно, чтобы городские власти рассматривали дифференцированную плату не как отдельно взятый способ покрыть издержки на вывоз мусора, а как один из путей решения проблемы мусора.

Привлекая общественность к активному участию в программах сбора вторсырья, следует придерживаться нескольких принципов:

– начинать нужно с малого. Извлечение вторсырья должно начинаться с небольших проектов. Это необходимо, чтобы набраться опыта и разработать организационную схему. Для проектов, предусматривающих активное участие населения, это важно вдвойне. Механизм принятия населением любого новшества примерно одинаков. Сначала новшество принимает относительно небольшая группа лидеров в соответствующей области, а затем оно постепенно осваивается общественностью. Начав с пробного проекта, нужно дать населению возможность втянуться в процесс естественным образом (даже если впоследствии планируется сделать участие в программе обязательным). Если возможно, лучше, чтобы в пробном проекте приняли участие именно активисты (лучше около 400 заинтересованных людей с разных концов населенного пункта, а не квартал с населением в 400 человек);

– начинать нужно заранее. Население должно быть вовлечено в программу и информировано уже в процессе принятия решений, а также должно принимать участие в выборе альтернатив по переработке бытовых отходов в населенном пункте. Вовлечь население в выполнение принятых решений очень непросто, особенно если решения были приняты без участия граждан. Начав же достаточно рано, можно получить обратную связь от населения в процессе планирования программы. Оптимальный срок начала распространения информации о конкретном проекте по сбору вторсырья – за 2–3 мес до его начала или даже еще раньше;

– нужно вовлекать в процесс утилизации мусора общественные организации. Представители влиятельных организаций должны войти в общественный комитет, который будет координировать программу и участие общественности в ней.

Необходимо сформулировать четкую позитивную программу обращения к населению. В ней население должно получить ответы на вопросы:

– зачем нужна вторичная переработка мусора;

– какую пользу она принесет конкретному микрорайону и его жителям;

– где и когда будет собираться вторсырье;

– как приготовить материалы к сбору.

Ответы должны быть ясными и краткими. Обычно (особенно если уже проводилась предварительная разъяснительная работа) часть людей не нуждается в том, чтобы их убеждали. Им нужно только четко объяснить, что и как следует делать. Программа должна быть позитивной – акцент необходимо делать на последующих выгодах от участия (даже если программа обязательна для граждан), а не на наказаниях за неучастие.

При реализации программы необходимо соблюдать следующие условия:

– местные власти должны организовать четкую регулярную работу служб вывоза, сбыта и переработки бытовых отходов. Любые сбои и нарушения расписания дискредитируют программу:

– расписания, правила и условия должны изменяться как можно реже;

– необходимо очень внимательно отнестись к деталям – мелкие удобства (или неудобства) – такие, как количество контейнеров для бытовых отходов, – могут сильно изменить степень участия населения в этих программах;

– процесс работы с общественностью должен быть непрерывным. Нужно постоянно подогревать интерес населения к программе. Одного объявления или одноразового сообщения по радио будет явно недостаточно для вовлечения населения.

Кроме того, иногда после какого-то периода работы с общественностью следует производить оценку проделанной работы и, если нужно, корректировать свою деятельность.

Известно, что бытовые отходы неразделимо связаны с деятельностью человека. Образуются они и на месте его работы. В связи с этим руководству нужно организовать вывоз бытовых отходов с предприятия.

Иногда организовать сбор вторсырья в учреждениях оказывается значительно легче, чем у населения. Это связано с тем, что в учреждениях и на предприятиях легче вводить дифференцированную плату за отходы и к ним проще применять законы, поощряющие отдельный сбор бытовых отходов.

Кроме того, в учреждениях практически отсутствует проблема разделения отходов, так как там формируется большое количество однотипных отходов (например, компьютерной бумаги или дворовых отходов), которые удобно собирать и вывозить.

В прошлом в России на предприятиях выбрасывалось меньше отходов на душу населения, чем на Западе, однако в последнее время в связи с внедрением западной потребительской культуры (например, использование пластиковой посуды) в этой области происходят быстрые изменения.

Принципы, применяемые в случае привлечения населения к сбору отходов, должны использоваться и в случае работы с предприятиями. Также должны проводиться агитация среди персонала и устраиваться регулярные субботники.

Пищевые отходы являются важным сырьем для животноводческих хозяйств. В переработанном виде они являются кормом для скота. В пищевых отходах содержатся очень ценные вещества: белки, углеводы, крахмал, каротин, витамины и многие другие.

Состав и количество пищевых отходов зависят от сезона года. Пищевые отходы можно разделить на:

– картофель (в том числе и очистки) – 60–65 %;

– овощные отходы – 10–15 %;

– фруктовые отходы – 5–10 %;

– мясные отходы – 2,3–2,7 %;

– рыбные отходы – 1,5–2,5 %;

– кости – 3,5–4 %;

– хлеб – 1,5 %;

– молочные продукты – 0,5 %;

– яичная скорлупа – 0,5 %;

– посторонние примеси – 4–12 %;

– прочие отходы – 2,5 %.

Присутствие в пищевых отходах различных упаковочных материалов (полиэтилен, бумажная упаковка) усложняет работу технологического оборудования на предприятиях по переработке пищевых отходов. Снижается качество полученных кормов, ухудшается их внешний вид.

Пищевые отходы, вырабатывающиеся на предприятиях пищевой промышленности, в отличие от пищевых отходов населения, не содержат посторонних примесей. В рыбной, хлебопекарной и мясомолочной промышленности образуются отходы, которые содержат пивные дрожжи, сыворотку, солодовую дробину и ростки. Их применяют как добавки к изготовляемым кормам.

Влажность пищевых отходов (также как и всех других) зависит от времени года. Осенью в пищевых отходах преобладают овощи и фрукты. Влажность таких отходов составляет около 80 %. Весной же влажность пищевых отходов снижается до 70 %. Пищевые отходы наибольшей влажности (85–90 %) образуются на предприятиях общественного питания.

Пищевые отходы складываются в специально отведенные для этого контейнеры с крышками. Мыть такие контейнеры необходимо ежедневно, а несколько раз в месяц обязательно дезинфицировать (например, раствором хлора или раствором кальцинированной соды). После дезинфекции баки нужно обязательно промыть чистой водой. Летом хранить пищевые отходы следует недолго, около 10 ч. Зимой время хранения несколько увеличивается и составляет примерно 30 ч.

Важное значение имеет качество приготовляемых кормов. Оно зависит от вкусовых качеств, запаха, содержания сухого вещества, загрязненности, а также от содержания питательных веществ (минеральные вещества, протеины).

Пищевые отходы, исходя из ветеринарно-санитарных нормативов, должны быть термически обработаны. Термическая обработка длится около часа. К таким методам относятся проваривание, высушивание и очищение от примесей. Это необходимо, чтобы корм, доставляемый в животноводческие хозяйства, легко усваивался животными.

Метод утилизации бытовых отходов выбирают в зависимости от региона. Это необходимо для того, чтобы рационально использовать ресурсы данного региона, а также для решения проблем, связанных с экологической обстановкой и здоровьем человека. Важно учитывать географическое положение, климат, численность населения региона и многое другое.

Самый легкий метод утилизации бытовых отходов – это складирование их на обычных городских свалках. Неорганизованные свалки промышленных и бытовых отходов располагаются стихийно и образуются преимущественно около рек, лесных массивов, в оврагах, частном секторе, вблизи предприятий и т. д.

Большинство городских свалок находятся в ужасном состоянии. Бытовые отходы на свалках гниют, выделяя вредные и ядовитые вещества и загрязняя тем самым окружающую среду. В связи с тем что бытовой мусор на свалках не присыпают землей, он часто самовозгорается. Во время процесса гниения в массе бытовых отходов образуется метан, который не только загрязняет атмосферу, но и создает условия для возникновения взрывов и пожаров, которые наполняют атмосферу продуктами неполного сгорания, являющиеся очень вредными веществами.

Городские свалки являются местом скопления болезнетворных микроорганизмов, которые представляют серьезную опасность для здоровья человека. Животными и птицами, обитающими на свалках, они разносятся по всему городу, создавая опасность появления болезней и эпидемий.

Под воздействием микроорганизмов уже через несколько месяцев после вывоза бытовых отходов на свалку начинается разложение органических веществ. В результате этого процесса образуется газовая смесь, в состав которой входят:

– метан (СН4) – 45–60 %;

– двуокись углерода (СО2) – 25–35 %;

– азот (N) – 10–20 %.

Метан более чем в 20 раз опаснее для окружающей среды, чем двуокись углерода. Этот постоянно выделяющийся газ осложняет или делает невозможной рекультивацию свалки. Поэтому для успешного восстановления почвы и в целях устранения неприятных запахов, а также предупреждения пожаров эту газовую смесь необходимо улавливать. Впоследствии газ может быть использован в качестве энергоносителя. Одна тонна бытовых отходов, находящихся на мусорной свалке, выделяет в течение 20 лет примерно 150–200 м3газа, который затем может быть использован в промышленности.

Особую угрозу представляют несанкционированные свалки мусора. Ядовитые вещества и микроорганизмы, находящиеся на них, попадают в подземные воды, через которые загрязнение может распространиться на большие расстояния. Крысы, обитающие на свалках, являются переносчиками ящура, лихорадки, сыпного тифа, чумы, гельминтов и многих других болезней.

Необходимо осознавать опасность, которую создают свалки, загрязняя почву, близлежащие водоемы и окружающую среду в целом. К этой проблеме необходимо привлекать внимание радио, телевидения и общественности. Они должны объяснять населению последствия сложившейся неблагоприятной экологической ситуации.

В последнее время количество городских свалок не только не уменьшается, но и с каждым годом все больше растет. Также увеличивается площадь уже существующих свалок. Это происходит потому, что свалки считаются наиболее дешевым способом утилизации бытовых отходов. Но, к сожалению, это опасное заблуждение, так как на свалках мусор не уничтожается, здесь он только хранится.

Наиболее часто практикуется складирование и захоронение бытовых отходов на так называемых полигонах (рис. 49). Полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Большинство материалов, которые подлежат захоронению на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20–30 лет назад. В связи с этим нельзя с уверенностью сказать, за какое время они полностью разложатся.

Рис. 49. Схема размещения полигона на плоском участке: 1 – кавальер грунта для изолирующих слоев; 2 – уровень поверхности участков до создания котлованов, 3 – горизонтальное основание; 4 – промежуточный вал; УГВ – уровень грунтовых вод.

На полигонах бытовых отходов должны соблюдаться экологические правила, имеющие 6 показателей:

– общесанитарный показатель. При нарушении прекращается самоочищение почвы;

– органолептический показатель. При нарушении происходит изменение свойств фиторастений, растущих близко к полигону (изменяется их привкус, запах и т. д.), в воздухе появляется запах, изменяются свойства грунтовых и поверхностных вод;

– фитоаккумуляционный показатель. При нарушении наблюдается переход химических веществ с рекультивированного полигона в культурные растения;

– миграционно-воздушный показатель. При нарушении в воздух с испарениями поступают вредные выбросы;

– миграционно-водный показатель. При нарушении вредные вещества попадают в подземные и поверхностные воды;

– санитарно-токсикологический показатель. Отражает общее влияние всех действующих факторов.

Площадь участка, выбираемого под полигон, зависит от предполагаемых сроков его эксплуатации. Выбор участка требует ответственного подхода. Поэтому, выбирая участок под полигон, нужно соблюдать ряд основных требований:

– удаление полигона от жилой постройки должно составлять не менее 500 м (это санитарно-защитная зона);

– удаление полигона от аэродромов должно быть не менее 10 км;

– удаление полигона от автомобильной дороги должно составлять не более 500 м;

– грунтами для основания полигона должны служить глины и тяжелые суглинки;

– на территории полигона должны отсутствовать выходы грунтовых вод в виде ключей.

Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:

– ведение записей по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;

– обеспечение ежедневного покрытия сваливаемых отходов грунтом или специальными материалами для предотвращения разноса отходов;

– борьба с переносчиками болезней (грызунами), обычно проводимая с помощью ядохимикатов;

– откачка взрывоопасных газов из недр свалки (например, метана), для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;

– периметр полигона должен быть огорожен, находиться под охраной, доступ на него людей и животных должен быть строго контролируемым;

– попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон должно быть минимизировано посредством гидротехнических сооружений, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов, не должна попадать в подземные воды – для этого создаются специальные системы гидроизоляции;

– должен проводиться регулярный мониторинг воздуха, грунтовых и поверхностных вод в окрестностях полигонах.

Примерный срок эксплуатации полигона составляет 15–20 лет, но, если позволяют местные условия, он может несколько увеличиться. Чтобы использование участка было наиболее экономичным, ему придают форму квадрата. В зависимости от рельефа местности различают 3 основных типа участков:

– плоские участки. Оптимальным решением использования полигона является создание котлована в основании полигона. Дно котлована экономичнее делать горизонтальным, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение отходов по всей площади. Принимая во внимание рельеф участка, на полигоне создают каскад котлованов (перепад высот должен не превышать 1 м). Полигон нужно проектировать с учетом предотвращения попадания токсичных веществ в грунтовые воды;

– овражные участки. Дно оврага, которое является основанием полигона, проектируют с наличием уступов (обратный уклон).

Это препятствует перемещению отходов по уклону. Также для этого используют земляные плотины. Под слоем бытовых отходов размещают коллектор для прохождения ливневых и талых вод с верховьев оврага;

– карьерные участки (на отработанных карьерах). Наиболее экономичный метод захоронения бытовых отходов. Складирование отходов в карьерах осуществляется двумя способами: по выравниванию (до уровня бровки карьера) и по высоте (значительное превышение уровня бровки карьера).

На территории России на полигонах накоплено около 80 млрд т твердых отходов, причем токсичных из них более 1,4 млрд т. Только под свалки и полигоны твердых бытовых отходов ежегодно официально отводится около 10 тыс. га земель.

На каждом полигоне должна находиться хозяйственная зона. Ее размещают у подъездной дороги на границе с участком складирования. В хозяйственной зоне должны располагаться: производственно-бытовое здание, гараж для машин, склад, трансформаторная подстанция, противопожарный резервуар и др. Производственно-бытовое здание включает душ, сушилку одежды, столовую, комнату охраны, лабораторию, кладовую и т. д.

Гараж должен вмещать всю технику, там должно быть необходимое для ремонта оборудование. На территории некоторых полигонов располагают моечный агрегат или площадку для мойки контейнеров.

Контрольно-дезинфицирующая зона должна находиться на выезде из полигона. На ней происходит дезинфекция колес мусоровозов.

Для предотвращения попадания на полигон ливневых вод создаются нагорные канавы. Обычно такие канавы служат дольше срока эксплуатации полигона. Территорию полигона необходимо оградить металлической сеткой (достаточная высота 1,8 м).

Для предотвращения неконтролируемых ввозов и вывозов бытовых отходов в ограде предполагаются только одни ворота (шлагбаум). Освещение полигонов осуществляется с помощью прожекторов. Выше и ниже полигона строятся контрольные колодцы, из которых берутся пробы вод. Это необходимо для определения влияния полигонов на окружающую среду. Для осуществления контроля за высотой бытовых отходов на территории полигона устанавливают репер (мерный столб). Во избежание пожаров и для лучшей уплотняемости бытовых отходов используют поливомоечную машину.

После закрытия полигона участок, на котором он находился, рекультивируется для последующего использования.

В захоронении на полигоне продолжают оставаться отходы, не поддающиеся вторичной переработке, несгораемые или сгорающие с выделением токсичных веществ.

К сожалению, большинство полигонов уже давно не соответствует никаким санитарно-эпидемиологическим требованиям.

Некоторые из них превратились в экологически опасные объекты: горы мусора выделяют угарный газ, метан и другие опасные соединения. В планы ЕЭС на 2010 г. входит полный запрет на открытие новых полигонов для захоронения бытовых отходов. В то же время планируется увеличить долю предприятий, ориентированных на сжигание и переработку отходов.

Мусоросжигание – это наиболее сложный вариант утилизации отходов. Перед сжиганием необходимо предварительно обработать бытовые отходы. При разделении из отходов стараются удалить крупные предметы, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно их измельчить.

С помощью метода мусоросжигания можно обезвредить практически все бытовые отходы. Достижение полной безотходности процесса мусоросжигания может способствовать ликвидации существующих свалок.

В 80-х гг. XX в. в России появились первые заводы термической обработки мусора, или, как их еще называют, мусоросжигательные заводы (рис. 50).

Рис. 50. Схема мусоросжигательного завода: 1 – мостовой кран с ковшом; 2 – парогенератор; 3 – электрофильтр; 4 – дымовая труба; 5 – сепаратор; 6 – склад шлака; 7 – механизм шлакоудаления; 8 – подпорный валик колосниковой решетки; 9 – обратно переталкивающая колосниковая решетка; 10 – приемный бункер; 11 – бункер котлоагрегата.

Сжигание представляет собой наиболее распространенный способ термического обезвреживания бытовых отходов. Сжигание осуществляется в печах и топках различных конструкций.

Промышленные печи – это технологические или энерготехнологические агрегаты, в которых тепло сожженного твердого, жидкого или газообразного топлива или нагрев, производимый электрическим током, используются для технологических либо отопительных целей.

В основном мусоросжигательные заводы, оборудованные парогенераторами, включают:

– приемное отделение (предназначено для бытовых отходов). Включает мостовой кран и ковш;

– мусоросжигательный агрегат с топочным устройством;

– тягодутьевое устройство. Включает вентиляторы, дымосос, дымовую трубу;

– газоочистное устройство;

– парогенератор;

– сепаратор.

Весь процесс сжигания бытовых отходов можно разделить на 3 основных периода:

– подготовка топлива (бытовых отходов) к горению. Во время подготовки отходы прогреваются, из них удаляется влага и выделяются летучие вещества, образовавшиеся в результате нагрева отходов;

– непосредственное горение;

– сжигание горючих остатков.

Наибольшая эффективность горения достигается при комбинировании 2 методов:

– слоевого (основного) (рис. 51);

– камерного (дожигание продуктов термического разложения).

Рис. 51. Схема слоевого процесса сгорания бытовых отходов: 1 – летучие компоненты; 2, 8 – первичный воздух; 3 – провал и шлак; 4 – камера догорания; 5 – вторичный воздух; 6 – бытовые отходы; 7 – топочная камера; 9 – шлак.

Метод слоевого сжигания используется для высоковлажных многокомпонентных бытовых отходов. Этот метод имеет целый ряд преимуществ:

– стабильность процесса горения бытового мусора можно поддерживать в определенном диапазоне;

– сжигание высоковлажных бытовых отходов не требует их предварительной просушки;

– сжигать бытовые отходы можно без предварительной подготовки, то есть нет необходимости в отборе и измельчении.

Главным недостатком мусоросжигательных заводов является небольшой отрезок времени, который отводится для сжигания бытовых отходов. Вследствие этого дымовые газы наполняются продуктами неполного сгорания бытовых отходов, а в шлаке накапливается большое количество недогоревших горючих компонентов.

Несмотря на существующие проблемы, мусоросжигательные заводы действуют сегодня в 20 странах мира, включая и Россию. Доля России в переработке отходов на мусоросжигательных заводах по сравнению с ведущими странами невелика и составляет всего около 2 %. А ведь бытовые отходы являются надежным источником топлива, который способен обеспечить существенную экономию топлива другого вида в каждом городе.

Благодаря деятельности мусоросжигательных заводов появилась реальная возможность использовать тепло, вырабатываемое при сжигании. Такое тепло используют для получения относительно недорогой электроэнергии. Бытовые отходы являются легко возобновляемым топливом. Так как бытовые отходы обладают высокой влажностью и хорошей зольностью, они являются топливом низкосортного качества, что требует создания новой специальной теории горения.

Бытовые отходы сравнимы с бурыми углями. Однако бурые угли однородны по составу, а бытовые отходы представляют собой смесь различных по составу и свойствам компонентов. Теория горения бытовых отходов должна быть универсальной для всех его компонентов. Это необходимо для обеспечения полноты сгорания и минимального образования вредных веществ.

Бытовые отходы, используемые как топливо, имеют ряд особенностей:

– теплотехнические характеристики компонентов, находящихся в составе бытовых отходов, схожи с характеристиками твердого топлива;

– при сгорании бытовые отходы выделяют меньше вредных окислов серы, чем бурый уголь;

– исходя из величины выхода летучих веществ бытовые отходы как топливо более реакционны, чем твердое топливо;

– стабилизация процесса горения бытовых отходов поддерживается при совместном сжигании с ними топлива другого вида.

В бытовых отходах содержатся металлические предметы, которые ускоряют окислительные процессы при горении. Это происходит потому, что металл является катализатором между горючими компонентами и окислителем.

Кроме положительных моментов термической обработки бытовых отходов, существуют еще и отрицательные. Так, например, во время сжигания происходит довольно мощный выброс в атмосферу множества вредных веществ.

Необходимо правильно организовывать процесс горения. Это очень важно, так как при неправильной организации образуются продукты неполного сгорания. Это, в свою очередь, ведет к образованию вредных и ядовитых веществ, которые, сгорая, выбрасываются в атмосферу и загрязняют ее.

При сжигании твердых бытовых отходов выделяется большое количество токсичных хлорсодержащих компонентов – диоксинов и фуранов, которые являются сверхстойкими органическими загрязнителями. Эти синтетические яды появляются при температуре 250–800 °C. Они опасны не только своей токсичностью, но и способностью оставаться в окружающей среде, не разлагаясь в течение как минимум 10 лет.

Диоксины разрушают гормональную систему человека, что вызывает иммунодефицит и ослабляет защитные силы организма, а также способствуют развитию женских болезней, росту количества выкидышей и рождению детей-инвалидов.

В связи с борьбой против диоксинов были приняты очень четкие нормы по утилизации бытовых отходов на мусоросжигательных заводах. Это привело к тому, что большинство заводов сейчас закрыты или идет их реконструкция.

Для того чтобы хотя бы немного уменьшить вредные выбросы, из отходов извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации бытовых отходов.

Сжигание мусора позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, а также выработать дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

Полученное в результате переработки топливо, в отличие от бытовых отходов, может дольше храниться и транспортироваться, практически не содержит металла, обладает меньшей влажностью и зольностью. Благодаря наличию в составе гранулированного топлива бумаги и картона оно обладает большой теплотворной способностью (около 3000 ккал/кг).

При изготовлении гранулированного топлива бытовые отходы измельчают и сепарируют (рис. 52). В процессе переработки применяются грохоты и пневматические сепараторы, а полученные таким способом органические вещества применяются впоследствии для компостирования.

Рис. 52. Схема получения гранулированного топлива: а – схема производства компоста; б – схема разделения ТБО (метод Трисок); в – схема получения гранулированного топлива (метод Комбисок): 1 – прием ТБО; 2 – биотермический барабан; 3 – перфорированная обечайка; 4 – мусоросжигательное отделение; 5 – сепаратор балласта; 6 – молотковая дробилка для компоста; 7 – дозревание компоста; 8 – дробилка для грубого измельчения; 9 – пневматический сепаратор; 10 – электромагнитный сепаратор; 11 – циклон; 12 – барабанный грохот; 13 – сортировочный барабан; 14 – пресс-гранулятор.

Бытовые отходы, поступающие на завод, измельчают до размера 200 мм. Затем они поступают в грохот и там разделяются на 2 составляющие. Из более крупной части получают бумажную массу и топливо, из мелкой – черный металл и стекло.

После дробления бытовые отходы направляются в пневматический сепаратор, где происходит отделение легких фракций. Более тяжелые фракции (после извлечения металлолома) направляют на компостирование. Легкие фракции (бумага, пластмассовая пленка и др.) в разделительном барабане смачиваются водой, что приводит к тому, что размокшая бумага становится непрочной и, разорванная лопастями барабана, выходит из его отверстий. Пленка в результате смачивания не теряет своей прочности.

Из бумажной массы затем получают низкосортную оберточную бумагу.

Полученное таким методом дорогостоящее гранулированное топливо обладает высокой зольностью и себестоимостью.

Печи, расплавляющие ископаемую руду, могут также служить и для сжигания бытовых отходов. При сжигании в шлаковом расплаве начинается полное разложение вредных соединений, окисление горючих компонентов и происходит небольшое количество выброса пыли.

Вредные вещества, образующиеся при обычном мусоросжигании, нейтрализуются в эффективных газоочистных устройствах. Но для нейтрализации диоксинов и фуранов высокой температуры горения уже не достаточно.

При сжигании в шлаковом расплаве 1 т бытовых отходов потребляется:

– кислород – 400 м3;

– уголь – 200 кг;

– природный газ – 100 м3.

При повышении температуры увеличивается испарение тугоплавких компонентов, которые при обычном способе сжигания бытовых отходов находятся в твердом состоянии. Для их нейтрализации нужны эффективные очистные сооружения.

При сжигании в шлаковом расплаве выделяется небольшое количество пыли, которая поглощает испаряемую ртуть. Вследствие ртуть выбрасывается в атмосферу.

Метод сжигания бытовых отходов в шлаковом расплаве требует огромных материальных затрат, обладает большой энергоемкостью и не до конца обеспечивает экологическую безопасность.

Метод плазменной газификации бытовых отходов отличается использованием сверхвысоких температур (2000–3200 °C). В процессе газификации бытовые отходы разжижаются и доходят до плазменного состояния.

При переработке мусора (рис. 53) образуется высококалорийный синтез-газ, который используется для производства энергии в виде пара или горячей воды. Образовавшийся шлак применяется для строительных нужд (например, для строительства дорог).

Рис. 53. Схема плазменного способа переработки бытовых отходов: 1 – печь; 2 – циклон; 3 – теплообменники; 4 – компрессор; 5 – рессивер; 6 – электрогенератор; 7 – газотурбинный двигатель; 8 – скруббер; 9 – дымосос; 10 – дымовая труба; 11 – выход жидкого шлака; 12 – выход жидкого металла.

В процессе газификации происходит окисление бытовых отходов в шлаковом расплаве. Бытовые отходы перерабатываются в шахтной печи. Размер бытового мусора должен быть не больше 40 см, что обеспечивает непрерывность загрузки.

Под воздействием высоких температур происходит разрушение органических компонентов. Неорганические компоненты в процессе плазменной газификации расплавляются. Все летучие вредные вещества удаляются из выделяющихся газов с помощью газоочистных устройств. Образующийся синтез-газ применяется для производства тепла и электроэнергии.

Перед началом процесса плазменной газификации бытовой мусор должен пройти определенную подготовку:

– бытовые отходы необходимо предварительно просушить, для чего нужно дополнительное оборудование;

– бытовой мусор необходимо раздробить до размеров 20–40 см.

Для полного сгорания бытовых отходов (при условии уменьшения образования диоксинов, фуранов и других вредных веществ) нужна многоуровневая система сгорания с периодическим нагревом и охлаждением дымовых газов, которые необходимо предварительно очистить от окислов фтора и хлора.

Метод плазменной газификации, также как и сжигание в шлаковом расплаве, очень энергоемкий. Это дорогостоящий метод утилизации бытовых отходов, который не обеспечивает экологическую безопасность.

Этот метод считается намного безопаснее сжигания. Пиролиз представляет собой процесс разложения органических соединений под действием высоких температур при отсутствии или недостатке кислорода. В процессе пиролиза (рис. 54) получается газообразное вещество, которое впоследствии используется в энергетике или других отраслях промышленности. Это трудоемкий процесс. Трудности возникают при хранении и транспортировке полученного продукта, а также при регулировании самого процесса.

Рис. 54. Оборудование для пиролиза: 1 – приемная воронка; 2 – затвор; 3 – конденсатор жидких продуктов; 4 – заслонки; 5 – вентилятор; 6 – газоанализатор; 7 – дымосос; 8 – система газоочистки; 9 – сопло подогретого воздуха; 10 – воздухоподогреватель; 11 – водяная ванна; 12 – швельшахта.

Во время процесса пиролиза происходит необратимое химическое изменение составляющих бытовых отходов, в результате чего образуются различные химические соединения. По сравнению с сжиганием мусора во время пиролиза значительно сокращаются выбросы в атмосферу, а следовательно и уменьшается ее загрязнение.

При термическом разложении бытовых отходов происходят следующие процессы:

– сушка;

– сухая перегонка;

– газификация;

– горение остатков.

Количество образовавшихся газообразных, твердых и жидких веществ зависит от начального состава бытовых отходов и от условий, при которых происходит процесс пиролиза.

Процесс пиролиза может протекать с различным температурным уровнем:

– низкотемпературный пиролиз (450–500 °C). Выход газа при таком пиролизе минимален, а количество смол, масел и твердого остатка максимально;

– среднетемпературный пиролиз (500–800 °C). Количество получаемого газа увеличивается, а количество смол и масел уменьшается;

– высокотемпературный пиролиз (свыше 900 °C). Выход газа максимален, выход смол минимален.

На заводах по пиролизу бытовых отходов при температуре 1000 °C утилизируются практически все материальные и энергетические компоненты. Однако технологический процесс при этом очень трудоемкий.

Пиролиз обеспечивает преобразование исходной массы бытовых отходов. Увеличивая температуру, можно увеличить скорость реакции. В слишком высоких температурах нет необходимости, так как при температуре свыше 1000 °C начинается плавление шлаков, что может привести к поломке техники.

Главным элементом пиролизной установки является реактор, который состоит из шахтной печи и швельшахты. Смешивание пиролизных и дымовых газов позволяет избежать система эвакуации газов. В верхнюю часть реактора поступают бытовые отходы, которые спускаются через швельшахту в нижнюю часть реактора. Полученные продукты поступают в конденсатор, где из них выделяется влага и смола. Дымовые газы, пройдя через систему газоочистки, выводятся в атмосферу.

В процессе пиролиза происходит высокоэффективное обезвреживание бытовых отходов, которые впоследствии используют в качестве топлива и сырья для химической промышленности и народного хозяйства.

Посредством переработки бытовых отходов в анаэробных условиях получают горючий газ и органическое удобрение. Выпуская 8000 т бытовых отходов в год, завод обслуживает около 25 тыс. человек.

Бытовые отходы сваливают в приемный бункер, оттуда они через питатель поступают в дробилку. Проходя через ленточный конвейер, измельченные бытовые отходы очищаются от черного металла. Очищенная масса поступает на несколько суток в метантенк, в котором происходит сбраживание органического вещества. Из тонны бытовых отходов выделяется около 170 кг (130 м3) газа, который содержит:

– метан (65 %);

– органическое удобрение (410 кг, влажность 30 %);

– металлолом (50 кг);

– крупный отсев (250 кг);

– газовые потери и фильтрат (120 кг).

Вместе с бытовыми отходами завод перерабатывает сельскохозяйственные отходы и отходы пищевой промышленности.

Новый метод в решении проблемы утилизации бытовых отходов – это их брикетирование (рис. 55). Брикетирование давно применяется в промышленности и сельском хозяйстве. Оно представляет собой простейшую и экономичную форму упаковки.

Рис. 55. Оборудование для брикетирования бытовых отходов: 1 – загрузочный бункер-накопитель; 2 – панель управления процессом брикетирования; 3 – непрерывная подача материала с дозатором и транспортным шнеком; 4 – гидравлическое управление для поддержания плотности брикета при смене материала; 5 – камера прессования с двумя компрессорами и сенсорами, контролирующими все параметры для оптимального режима прессования; 6 – компактная конструкция для достижения максимальной стабильности.

В процессе переработки происходит уплотнение бытовых отходов, что приводит к уменьшению их объема. Это, в свою очередь, экономит средства, выделяемые для хранения и транспортировки мусора.

Основным материалом для брикетирования служит бумажное и тряпичное сырье. Технология работы с ним не представляет особой сложности, так как оно гомогенно по составу. Некоторые затруднения возникают при брикетировании коммунальных отходов из-за их неоднородности. Осложняет работу наличие песка, стекла и камня, а также присутствие кислот, растворителей и лаков.

Решение проблемы утилизации бытовых отходов должно сводиться к 3 основным принципам: экономичность, технологичность и экологичность.

Технология брикетирования заключается в следующем: бытовые отходы без предварительной сортировки поступают на специальный пресс, где начинается их уплотнение и автоматическая обвязка проволокой. Брикет имеет форму параллелепипеда размером примерно 1100 х 1100 х 2000 мм и весом около 2500 кг.

При поступлении на полигон брикеты обычно складываются рядами по 5 блоков высотой 5,5 м и засыпаются 20-сантиметровым слоем земли. Плотность бытовых отходов в брикетах высокая, провалы или серьезные деформации не наблюдаются. Прессовочные станции могут располагаться и на полигонах, и в пределах города.

Преимущества брикетирования бытовых отходов:

– в несколько раз увеличивается время эксплуатации свалки. При использовании метода брикетирования на одной и той же территории можно разместить на 120 % больше бытовых отходов, чем в обычных условиях;

– в брикетах бытовых отходов отсутствует влажность и кислород. Вследствие этого образуется малое количество биогаза (например, метана) и других неприятных и вредных запахов;

– значительно уменьшается количество слоя грунта, необходимого для укладки. Его требуется в 10 раз меньше, чем на обычных свалках;

– исчезает проблема разброса ветром бытовых отходов (например, бумаги и пластика);

– практически полностью устраняется опасность возгорания мусора;

– благодаря высокой плотности брикетов количество провалов на свалках уменьшается;

– работы, проводимые на свалке, становится легче контролировать;

– вследствие уменьшения площади свалки сокращается количество нелегальных завозов или сборов мусора;

– упрощается транспортировка, так как полученные брикеты успешно можно перевозить на обычных грузовиках, что повышает эффективность работы и сокращает количество необходимой техники;

– возможно брикетирование объемных отходов (мебель, матрацы, двери, бочки и др.);

– брикеты (рис. 56) можно использовать как удобрение и топливо.

Рис. 56. Брикеты.

Метод брикетирования можно совмещать с другими способами утилизации бытовых отходов (например, с методом сжигания). Полигоны приобретают чистый и ухоженный вид, что не вызывает отрицательного отношения к ним жителей близлежащих населенных пунктов. В будущем полигон, при условии захоронения на нем брикетов, может использоваться как парк, спортивная площадка и т. д.

Больше половины бытовых отходов приходится на бумагу и пищевые отходы, в которых содержится огромное количество целлюлозы. Посредством гидролиза из целлюлозы можно получить этиловый спирт (этанол).

Бытовые отходы предварительно измельчаются и поступают в сепаратор, где происходит их разделение на легкие и тяжелые фракции. Легкая часть, состоящая преимущественно из целлюлозы, еще раз измельчается и поступает в реактор, где и происходит гидролиз.

Гидролиз проводят при высокой температуре, что способствует увеличению выхода этилового спирта, а также значительно ускоряет весь процесс. В процессе гидролиза образуются сахара, которые сбраживаются, и получается раствор этилового спирта. Впоследствии он очищается и дополнительно перегоняется в 95 %-ный спирт.

Во время гидролиза наблюдаются 2 реакции:

– целлюлоза преобразуется в сахар;

– сахар под воздействием кислоты распадается.

Нужные для гидролиза температуру и концентрацию кислоты определяют с помощью расчетов, от которых зависит выход сахара.

Сплав бытовых отходов в канализацию в основном используют как метод транспортировки мусора. При транспортировке гидравлическим способом бытовые отходы не нуждаются в предварительном измельчении. Поступив на место сбора, отходы перегружаются на специальный автотранспорт. Этот метод применяется для группы домов. Для этого в квартирах устанавливают специальную раковину, куда жильцы сбрасывают бытовые отходы и смывают их водой. Вода с отходами со всего обслуживаемого района поступает в мусоросборник, где происходит накопление бытовых отходов в специальной камере, вода же уходит в канализацию. Бытовые отходы, собранные таким способом, несколько раз в неделю вывозятся машинами.

Сплав отходов в канализацию применяют как метод не только транспортирования, но и переработки. В этом случае перед подачей в канализацию бытовые отходы измельчаются. Для этого предназначены различные дробилки (рис. 57). Затем вместе со сточными водами отходы поступают на очистные сооружения, где их и перерабатывают.

Рис. 57. Измельчитель бытовых отходов.

При условии надежной системы канализации это очень быстрый и гигиеничный метод утилизации бытовых отходов. При его использовании исключается необходимость сбора и хранения бытовых отходов.

Сплав бытовых отходов в канализацию – не идеальный метод их утилизации. Потребность в воде и электроэнергии при таком способе ликвидации отходов постоянно увеличивается. В дробилки должны попадать только органические отходы, поэтому требуется большое число очистных сооружений. Нежелательно поступление в дробилки стекла и металла.

У каждого городского или сельского жителя на приусадебном участке образуются бытовые отходы. К ним относятся ветки фруктовых деревьев и кустарников, ненужная пленка и полиэтилен, опавшие листья, выполотые сорняки, ботва, пищевые отходы.

Система утилизации бытовых отходов в сельской местности, как правило, отсутствует. Это часто связано с низкой плотностью населения. Нет ее и в дачных кооперативах, садовых товариществах и т. д. Обычно владельцы приусадебных участков сами заботятся об утилизации бытовых отходов. Большинство бытовых отходов, образующихся в сельской местности и на приусадебном участке, могут быть утилизированы без негативных последствий для окружающей среды.

На приусадебном участке сбор, сортировку и переработку бытовых отходов можно осуществлять в любое время года. Но в зимний период проводить утилизацию будет затруднительно. Лучше это делать осенью, когда собран основной урожай и заканчивается листопад.

В это время обрезаются больные и отмершие ветки кустарников и плодовых деревьев. Нерационально сжигать или выбрасывать ветки на свалку. Обрезанные ветки в дальнейшем сортируются на крупные и мелкие. Они пригодятся весной.

На приусадебных участках после строительства дома и прилагающихся к нему построек обязательно остаются бытовые отходы. В основном это стружка, опилки, куски рубероида, шифера, битый кирпич, цемент, шлак, известка, бутовый камень, битум, щебень, части труб, проволока. Все это может быть использовано.

На приусадебном участке, равно как и в сельской местности, практически любые бытовые отходы могут пригодиться. Важно лишь правильно их отсортировать. После отбора предметов, которые могут использоваться в хозяйстве, остается еще очень много мусора, нуждающегося в дальнейшей утилизации. Владельцы приусадебных участков решают эту проблему по-разному. Большинство из них либо сжигают оставшиеся бытовые отходы, либо относят их на свалку.

Крупные и крепкие ветки весной можно использовать для подпорок помидор, огурцов, тыкв, патиссонов и т. д. Больные (пораженные мучнистой росой или другими заболеваниями) ветки необходимо сжигать. Мелкие ветки, листву и другие отходы растений нужно измельчить.

Для того чтобы закрыть теплолюбивые кусты на зиму (особенно кусты роз), можно собрать опавшую хвою из близлежащих лесов. Для этого также можно использовать мелкие ветки, затем нужно покрыть кусты полиэтиленовой пленкой и небольшими кирпичами. Необходимо делать это осторожно, чтобы не сломать и не повредить кусты. Хорошим средством, оберегающим кусты малины от развития сорняков, является стружка и опилки. Для этого их нужно насыпать толстым слоем на почву под кусты.

Битый кирпич, камень и трубы можно применить для укрепления дорожки. Рубероидом можно обернуть деревянные столбы при их закапывании в почву, а также его используют для изоляции стволов плодовых деревьев в зимний период. Ненужный цемент можно использовать как удобрение, это очень эффективное средство. Так же используют известь и доломит. Чтобы садовая лавка была более долговечной, ее ножки можно сделать из асбестоцементной трубы. Проволоку применяют в качестве каркаса для постройки теплицы.

Ненужные на первый взгляд предметы также можно использовать во время декорирования участка (рис. 58).

Рис. 58. Пример декорирования участка.

Пустые бутылки и резиновые шины применяют в качестве отделки клумб. Бутылками и ветками можно украсить садовую беседку. Если предварительно измельчить стекло, его можно насыпать в фундаментные котлованы.

Нельзя сжигать на приусадебном участке старую полимерную пленку, некоторые виды которой не горят, а только плавятся. В этом случае образуются ядовитые вещества (супертоксиканты, галоидированные диоксины, диоксиноподобные вещества).

Региональные и национальные власти создают для утилизации отходов необходимые условия в законодательной, информационной и экономической сфере. При этом создаются законы, требующие от местных властей организацию программ по сбору вторсырья (иногда определенных видов).

Учреждения и предприятия также обязаны собирать отдельно офисную бумагу и другие виды отходов, что предусмотрено законом.

Предприятиям по утилизации отходов (полигонов, свалок и др.) закон запрещает принимать определенные виды отходов (например, листья и ветки).

На организацию программ по раздельному сбору бытовых отходов (планирование программы, маркетинговые исследования, приобретение необходимого оборудования (транспорт, контейнеры)) местным властям и общественным организациям выделяются соответствующие гранты. Также региональные власти могут ввести специальный налог на каждую тонну бытовых отходов, вывозимую на свалку.

Законы устанавливают особые правила обращения с некоторыми опасными отходами. Другая важная задача региональных властей – поддержка экономической состоятельности программ сбора бытовых отходов путем развития рынков для реализации собранных материалов. Иногда исполнение законов о сборе бытовых отходов может оказаться весьма дорогостоящим для местных властей.

Даже в странах с развитой рыночной экономикой государство является крупнейшим потребителем товаров и услуг. Поэтому распространенный путь поощрения ресурсосберегающих технологий – ориентация государственных закупок на соответствующие продукты.

Эта политика проводится на национальном, региональном и местном уровнях.

Государство должно разработать принципы управления бытовыми отходами:

– бытовые отходы состоят из различных компонентов, следовательно, к ним должны применяться различные подходы;

– все технологии и мероприятия, в том числе сокращение количества отходов, вторичная переработка и компостирование, захоронение на полигонах и мусоросжигание, должны использоваться для утилизации тех или иных компонентов бытовых отходов. Они должны разрабатываться в комплексе и дополнять друг друга;

– систему утилизации бытовых отходов нужно разрабатывать, учитывая конкретные проблемы определенного региона. Базироваться она должна на местных ресурсах. Опыт в утилизации бытовых отходов должен постепенно приобретаться в процессе разработки и осуществления небольших программ;

– комплексный подход к переработке отходов должен основываться на стратегическом долговременном планировании. Нужно быть готовым к возможным изменениям в составе и количестве бытовых отходов и доступности технологий утилизации;

– необходимым элементом любой программы по решению проблемы утилизации бытовых отходов является участие городских властей, а также всех групп населения.

Только комбинация нескольких взаимодополняющих программ и мероприятий, а не одна технология (пусть даже самая современная), может способствовать эффективному решению проблемы утилизации твердых бытовых отходов.

Можно с уверенностью сказать, что не существует единого универсального метода утилизации бытовых отходов, удовлетворяющего современным требованиям экономики и ресурсосбережения. К сожалению, в России недостаточно разработана централизованная государственная система учета, сбора и использования вторичных ресурсов. При переходе к рыночной системе хозяйствования не были созданы условия, которые стимулировали бы утилизацию.

В России сегодня нужно заниматься экологическим воспитанием и просвещением, чтобы прежде всего изменить отношение самих людей к охране окружающей среды, к проблеме утилизации отходов. Кроме того, необходима соответствующая законодательная база, способствующая изменению подходов к вопросам переработки мусора, а также применению современных технологий.