Проектирование мусороперерабатывающих заводов
Каждый житель нашей планеты в ходе своей хозяйственной или бытовой деятельности выделяет определенное количество отходов, которые подлежат дальнейшей сортировке, утилизации, переработке или захоронению. Чем больше рост населения планеты, тем острее становится проблема переработки мусора.
Как показывают исследования, с каждым годом количество коммунальных отходов только увеличивается, в то время как доля переработанных на заводах мусорных отходов в России составляет не более 10%, остальные отходы подлежат захоронению.
Согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 25 июля 2017 года № 1589-р, захоронение отходов, в состав которых входят полезные компоненты, подлежащие утилизации, запрещается, а именно: отходы бумаги и картона, шин, покрышек, камер автомобильных, продукции из термопластов (в части упаковки), стекла и изделий из стекла (в части упаковки) – с 01.01.2019 года, вышедшие из строя электронные и электрические приборы – с 01.01.2021 года.)
В связи с растущей проблемой сортировки и утилизации мусорных отходов проектирование мусороперерабатывающих заводов становится очень востребованной сферой проектирования. Мусоропереработка на соответствующих заводах активно развивается во всем мире.
Проектирование мусороперерабатывающих заводов будет активно внедряться в ближайшие годы в России, т.к. целью таких заводов будет не только переработка поступающего текущего мусора, но и переработка отходов, поступающих с действующих полигонов и захоронений, чтобы освободить их для дальнейшей рекультивации.
Подводя краткий итог можно сделать выводы, что на сегодняшний день довольно остро стоит проблема именно переработки мусора на заводах, с получением полезных энергоносителей, выделением веществ для дальнейшего использования, а не просто захоронение мусорных отходов на полигоне.
Проектирование мусороперерабатывающих заводов тесно связано с другими сферами проектирования, ведь разработке в проекте подлежат не только технология переработки мусора, но и проектирование генплана мусороперерабатывающего завода, функционально-планировочное и объемно-пространственное построение проектируемого завода, административно-бытового и производственно-складских корпусов завода, проектирование объектов общезаводского хозяйства, проектирование инженерных систем и сетей.
Участок для проектирования мусороперерабатывающего завода, прежде всего, должен иметь достаточную площадь. Размер участка проектируемого завода определяется производительностью, видом и классом опасности поступающих отходов, применяемыми технологиями переработки, расчетным сроком эксплуатации. Площадь участка проектируемого мусороперерабатывающего завода принимается из расчета 0,09 га на 1000 т твердых бытовых отходов в год, в том числе 0,05 га/1000 т непосредственно для завода и 0,04 га/1000 т — под складирование выпускаемой заводом продукции.
Расстояние между наиболее высоким уровнем грунтовых вод и лотками дренажной системы проектируемого мусороперерабатывающего завода должно быть не менее 1 м. Если участок не отвечает этому требованию, при проектировании должны быть предусмотрены гидроизоляционные и специальные дренажные мероприятия для предохранения конструкций завода от разрушения и предотвращения загрязнения грунтовых вод поверхностным стоком проектируемого мусороперерабатывающего завода.
Вертикальная планировка участка под проектируемый завод должна обеспечивать незатопляемость его дождевыми и талыми водами, организацию открытого или закрытого ливневого стока, устройство профилированных подъездных путей с твердым покрытием.
Выбор участка для проектирования мусороперерабатывающего завода осуществляется с учетом возможности присоединения мусороперерабатывающего завода к существующим коммуникациям водопровода, канализации, сетей отопления, газопровода и электросетей. При необходимости предусматривается наличие в проекте трансформаторной подстанции, котельной, запасных резервуаров для воды и очистных канализационных сооружений.
Участок проектируемого мусороперерабатывающего завода должен располагаться с подветренной стороны по отношению к селитебной зоне (с учетом господствующих ветров теплого периода года).
Проектирование мусороперерабатывающего завода не допускается:
- на территории I, II и III поясов зон санитарной охраны источников водоснабжения;
- в зоне питания подземных источников питьевой воды;
- в местах выклинивания водоносных горизонтов;
- в границах водоохранных зон водных объектов;
- в зонах массового загородного отдыха населения;
- в границах населенных пунктов;
- в лесопарковых, курортных, лечебно-оздоровительных, рекреационных зонах;
- на водосборных площадях подземных водных объектов, которые используются в целях питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения;
- в местах залегания полезных ископаемых и ведения горных работ в случаях, если возникает угроза загрязнения мест залегания полезных ископаемых и безопасности ведения горных работ;
- в заболоченных местах и подтопляемых территориях;
- в зонах активного карста.
Проектирование полигонов для захоронения мусорных отходов на просадочных грунтах допускается при условии полного устранения просадочных свойств грунтов.
1. Твердые.
2. Жидкие.
3. Газообразные.
Газообразные отходы выбрасываются в атмосферу, либо подлежат переработке с целью их дальнейшего или повторного использования. Жидкие сбрасываются в канализацию для доочистки, в естественные водоемы, а также, как и газообразные, могут подлежать повторному использованию при участии химических процессов.
Твердые отходы включают остатки пищи, упаковку, металлолом, бумагу, золу, шлам и другие твердые и полутвердые материалы, образующиеся в результате бытовой, промышленной либо сельскохозяйственной деятельности человека. Переработка этих отходов на мусороперерабатывающих заводах для получения восстановленных материалов или энергии предоставляет колоссальные инвестиционные возможности. Одним из наиболее прибыльных способов переработки отходов является восстановление ценного материала путем модификации отходов либо же путем их объединения с другими материалами.
Также существует ряд отходов, переработка которых должна осуществляться специальным способом – опасные отходы. К ним относятся:
• попавшие в отходы батарейки и аккумуляторы;
• электроприборы;
• лаки;
• краски и косметика;
• удобрения и ядохимикаты;
• бытовая химия;
• медицинские отходы;
• ртутьсодержащие термометры;
• барометры;
• тонометры;
• лампы.
По характеру и степени воздействия на природную среду все отходы делятся на:
• производственный мусор, состоящий из инертных материалов, утилизация которых в настоящее время экономически неоправданна;
• утилизируемые материалы (вторичное сырье);
• отходы 3 класса опасности;
• отходы 2 класса опасности;
• отходы 1 класса опасности.
Внедрение технологий мусоропереработки – перспективная отрасль, которая будет модернизироваться и развиваться еще долгие годы. Результатом такого развития будет разработка проектов заводов переработки опасных отходов.
1. Захоронение мусорных отходов (свалки).
2. Сжигание твердых отходов.
3. Компостирование твердых отходов.
4. Переработка твердых отходов.
Самый дешевый метод переработки – это захоронение. Более половины общего количества отходов в мире утилизируется путем захоронения на свалках. Правильно запроектированная и оборудованная свалка твердых отходов не причиняет ущерба населению на протяжении всего срока эксплуатации и после ее закрытия. Инновационные технологии проектирования позволяют захоронить значительные объемы отходов на минимальной площади, предотвращая утечку потенциально опасных жидкостей и газов. Тем не менее, строительство новых свалок ограничено трудностями в поисках безопасных участков земли под проект свалки, политическими и социальными соображениями. При захоронении не производится сортировка мусорных отходов, что может привести к захоронению отходов, содержащих полезные вещества. Это экономически не выгодно и нецелесообразно.
Сжигание представляет собой процесс контролируемого сжигания мусора для получения простых веществ и энергии. В ходе этой химической реакции азот, углерод и другие элементы окисляются в зоне горения и генерируют большое количество тепла. Современные технологии сжигания отходов направлены на превращение твердых отходов в инертные и безопасные материалы (пепел) со значительным уменьшением первоначального объема (на 70-80%). Мусоросжигающие комплексы предлагают колоссальные экономические преимущества благодаря существенному сокращению потребности в транспортировке и захоронении отходов на свалках. Однако, при сжигании опасных отходов могут выделяться токсичные газы, которые вредят окружающей среде. Следовательно, не каждый вид отходов может подлежать сжиганию на мусороперерабатывающем заводе. В большинстве случаев требуется предварительная сортировка отходов перед сжиганием и проектирование специальных фильтрующих механизмов для выбрасываемых в окружающую среду газов.
Процесс компостирования представляет собой биохимическое разложение органических твердых отходов с образованием компостоподобного вещества, которое может использоваться для сельскохозяйственных или других целей. По некоторым оценкам, до 30% твердых бытовых отходов подлежат компостированию. Это единственная натуральная технология по превращению органических отходов (включая бумагу, пищевые отходы и биологические отходы) в новую плодородную почву. Образуемое в процессе компостирования компостоподобное вещество CLO является ценным коммерческим продуктом мусоропереработки. В связи с тем, что компостированию подлежат только органические вещества, то при использовании в проекте мусороперерабатывающего завода данной технологии требуется предварительная сортировка мусорных отходов.
Переработка — комплексный процесс разделения, обработки на специальных мусороперерабатывающих заводах и дальнейшего использования ценных восстанавливаемых материалов. Переработка уменьшает нагрузку мусоросжигательных заводов и полигонов, защищает окружающую среду и создает условия для получения экономической выгоды от мусоропереработки. Благодаря уменьшению свалок и потенциальной экономии природных ресурсов проектирование современных мусороперерабатывающих заводов и комплексов является приоритетом по всему миру. Разделение отходов считается экономически эффективным способом обращения с мусором, наиболее подходящим для муниципальных твердых отходов. Утилизация твердых отходов позволяет получать такие ценные материалы, как бумага, картон, черные и цветные металлы, стекло, пластик, резина и др. Около 30-35% твердых бытовых отходов подлежат утилизации путем переработки на мусороперерабатывающих заводах.
• прием отходов
• механическое разделение веществ
• механическая обработка
• биологическая обработка
• складирование
• прессовка
Важнейшим этапом при проектировании мусороперерабатывающих заводов является разработка общей концепции завода и проекта блок-схем каждого технологического процесса.
Прием отходов заключается в вскрытии мешков с отходами, т.к. часть твердых отходов поступает на мусороперерабатывающий завод в мешках, а затем разделении их на предусмотренной проектом сортировочной линии. За открывателем пакетов и сортировочной линией проектируют мощные магниты, которые удаляют крупные металлические элементы. Металл отправляется на отдельную линию проектируемого мусороперерабатывающего завода.
Проектирование сортировочной линии мусороперерабатывающего завода выполняется с учетом предполагаемого состава исходного сырья и конкретных потребностей завода. Сортировочная линия должна разделять металлы, различные виды полимеров, древесину, резину, бумагу и картон. Остальные отходы используются в качестве топлива на самом проектируемом мусороперерабатывающем заводе или для продажи другим потребителям. Для разделения твердых бытовых отходов на проектируемом мусороперерабатывающем заводе используются вихретоковый аппарат, магнитный сепаратор и оптическая сортировочная. Для достижения оптимального результата эти технологические процессы требует предусмотренной в проекте предварительной сортировки по размеру. В процессе сортировки отходы разделяются на несколько фракций в зависимости от размера и формы. Если частицы больше заданного размера, они отправляются в измельчитель и измельчаются, прежде чем снова попасть на сортировочную линию проектируемого мусороперерабатывающего завода.
Территорию проектируемого мусороперерабатывающего завода разделяют на зоны: производственную и вспомогательную (хозяйственную).
Производственная зона завода может включать технологические участки, определенные заданием на проектирование, в том числе:
- участок хранения;
- участок сортировки, измельчения, брикетирования и т.д.;
- участок компостирования;
- участок захоронения;
- участок термического уничтожения.
Участок захоронения в проекте разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема мусорных отходов в течение 3-5 лет.
Вспомогательная (хозяйственная) зона проектируемого мусороперерабатывающего завода предназначена для размещения:
административно-бытового корпуса завода;
контрольно-пропускного пункта совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля;
весового участка завода;
гаража и площадки с навесами и мастерскими для стоянки и ремонта машин и механизмов;
склада горюче-смазочных материалов;
складов для хранения энергоресурсов, строительных материалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.;
объектов электроснабжения и других сооружений мусороперерабатывающего завода.
Территория вспомогательной (хозяйственной) зоны проектируемого мусороперерабатывающего завода должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона.
Вспомогательную (хозяйственную) зону следует проектировать на участке мусороперерабатывающего завода, граничащим с подъездной дорогой.
Территория проектируемого мусороперерабатывающего завода должна иметь ограждение, а также быть благоустроена и максимально озеленена. По периметру участка рекомендуется проектировать зеленую защитную полосу древеснокустарниковых насаждений шириной 5 м с преимущественным использованием пылепоглощпроектающих пород.
В районах, где средняя скорость ветра в течение трех месяцев превышает 10 м/с, мусороперерабатывающие заводы должны быть защищены от ветров преобладающего направления полосой древесных насаждений шириной не менее 30 м.
Свободные от застройки и зеленых насаждений участки (проезды, стоянки и площадки маневрирования транспорта) проектируемого мусороперерабатывающего завода должны иметь твердое покрытие. Территория проектируемого завода и подъездные пути в ночное время должны быть освещены. Центральные мусороперерабатывающие заводы необходимо отделять санитарно-защитной зоной не менее 500 м, заводы районного значения — зоной не менее 300 м.
По периметру полигона проектируемого мусороперерабатывающего завода в пределах огороженной территории должна быть предусмотрена система сбора поверхностного стока с проектом локальных очистных сооружений.
На выезде с территории проектируемого мусороперерабатывающего завода предусматривается контрольно-дезинфицирующая установка с устройством бетонной ванны для ходовой части мусоровозов, с использованием дезинфицирующих средств, разрешенных к применению в установленном порядке. Сооружения для чистки, мойки и обеззараживания специального транспорта и контейнеров должны быть расположены в вспомогательной зоне проектируемого завода перед въездом в производственную зону мусороперерабатывающего завода на расстоянии не менее 50 м от хозяйственно-бытовых объектов (административно-бытовых зданий).
В проекте мусороперерабатывающего завода могут быть использованы неординарные конструктивные решения. Например, расположение галереи для посетителей в стропильном каркасе ферм. Также сама конструктивная система проектируемого мусороперерабатывающего завода может представлять собой различные геометрические формы. Например, существует проект мусороперерабатывающего завода в форме знака переработки. Проектируемая конструкция мусороперерабатывающего завода также может представлять собой ячеистую форму, которая может достраиваться другими подобными ячейками в целя увеличения производительности проектируемого завода.
Каркасная конструктивная система обладает устойчивостью к воздействию собственных нагрузок проектируемого мусороперерабатывающего завода, а также к воздействию ветровых, снеговых и функциональных нагрузок.
Конструкция каркаса проектируемого мусороперерабатывающего завода обеспечивает прочность и устойчивость, при этом материальные затраты при возведении здания сведены к минимуму. Таким образом мы получаем достаточно простой, но эффективный и располагающий к модернизации проект строения мусороперерабатывающего завода.
Для успешного развития этой отрасли проектирования необходимо внести следующие поправки в законодательные акты РФ:
• приоритет утилизации отходов над захоронением;
• ответственность производителей за утилизацию в конце жизненного цикла;
• запрещение ввоза неутилизируемой в качестве вторсырья упаковки;
• необходимость применения наилучших доступных технологий.
