Институт прикладной экологии и гигиены Михайлова Надежда Викторовна, главный технолог, к.т.н., Подходы к выбору технологий обращения с твердыми коммунальными отходами при разработке Генеральной схемы очистки территорий населенных пунктов Западного, Восточного, Центрального макрорайонов Красноярского края

Способы обращения с ТКО, развитые в мире

Типичный российский полигон ТКО

Безопасное обращение с отходами: Обращение с отходами, при котором обеспечивается отсутствие или сведение к минимуму риска нанесения ущерба персоналу, населению, производственным сооружениям, имуществу и окружающей среде

Система обращения с отходами Сбор и временное накопление Переработка (извлечение вторичных ресурсов, обезвреживание) Захоронение Документирование и управление Транспорти- рование

Важнейшие целевые критерии достижения безопасного обращения с отходами: Доля ТКО, подвергающихся обезвреживанию – 100% Обеспеченность территорий средствами сбора, вывоза и объектами для размещения ТКО в соответствии с действующими нормами – 100% Системой сбора, вывоза, переработки, захоронения в рамках ГСО должны быть охвачены все источники ТКО, в т.ч., не привлекательные для инвестора

Условия эффективного решения проблемы обращения с ТКО: 1. минимизация затрат на операции по обращению с отходами; 2. применение технологий, обеспечивающих получение из отходов востребованных продуктов в экономически обоснованном количестве; 3. исключение затрат, не увеличивающих реальный спрос на продукцию и не добавляющих природоохранный эффект; 4. оптимизация маршрутов вывоза.

Алгоритм разработки мероприятий ГСО Красноярского края Анализ размещения источников образования ТКО Морфологический состав ТКО Нормы накопления ТКО Расчет материальных потоков Затраты на переработку и захоронение Принятие решений о технологиях сбора, транспортирования, переработки, захоронения для конкретных населенных пунктов (вариантность) Расчет маршрутов и затрат на транспортирование Расчет количества продукции Сопоставление удаленности нас.пунктов – источников образования – и количества ТКО Затраты на реализацию ГСО по вариантам Оценка экономической и экологической привлекательности вариантов. Выбор варианта для реализации Программа реализации мероприятий ГСО Затраты на реализацию ГСО по годам Затраты на сбор Прогноз образования ТКО Целевые показатели, характеризующие деятельность по обращению с ТКО Аудит объектов размещения отходов

Большие и средние нас. пункты > 20 тыс.т/год ТБО С точки зрения построения системы обращения с ТКО, населенные пункты в Красноярского края делятся на типы Малые населенные пункты, тяготеющие к большим и средним < 20 тыс.т/год ТБО 1)Сортировка с выделением вторичных ресурсов 2)Обезвреживание остатков сортировки 3)Полигон для обезвреженных отходов 1)Транспортирование в ближайший центр переработки отходов или 1)Обезвреживание ТКО 2)Полигон для обезвреженных отходов Малые населенные пункты, удаленные > 5 тыс.т/год ТБО 1)Обезвреживание ТКО 2)Полигон для обезвреженных отходов Малые населенные пункты, удаленные

Принятие решений для малых населенных пунктов – анализ многих параметров 1. Количество собираемых отходов (включая близлеж. нас.пункты) 2. Плечо транспортировки до ближайшего центра переработки отходов 3. Соотношение «количество перевозимых отходов в сутки» / «плечо транспортировки до ближайшего центра переработки отходов» 4. Численность населения (возможность обеспечить объект персоналом) Средства сбора Средства транспортировки Объекты временного накопления и мусороперегрузы Объекты переработки, захоронения

Целевые показатели, характеризующие деятельность по обращению с ТБО / ТКО Количество образующихся ТКО (тонн/год), Количество образующихся ТКО на душу населения (тонн/(год-чел)), Количество ТКО, направляемых на захоронение (тонн/год), Доля ТКО, подвергающихся обезвреживанию в общей массе образовавшихся ТКО (масс. %) Доля отходов, захораниваемых на обустроенных в соответствии с требованиями полигонах (масс. %) Доля ТКО, использованных в качестве вторичного сырья (масс.%) Доля ТКО, использованных в качестве энергетических ресурсов (масс.%) Стоимость обращения с отходами на душу населения (руб/чел) Стоимость обращения с отходами на тонну отходов (руб/т) Предотвращенный ущерб окружающей среде по сравнению с нулевым сценарием на момент полной реализации программы мероприятий ГСО (млн.руб) Приток денежных средств в систему в результате операционной деятельности (млн.руб)

-Использование технологий, широко зарекомендовавших себя в мире -Выбор технологий и интегрирование их в единую схему очистки с учетом особенностей Красноярского края (территориальные, климатические, финансовые и другие особенности) Подходы к выбору технологий для Красноярского края:

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ Обезвреживание Сокращение объема захораниваемых отходов Использование ресурсного потенциала Цели переработки отходов:

Ликвидные фракции ТКО – потенциальное вторичное сырье и энергоресурсы Нежела- тельны в топливе Пригодны в качестве топлива Ликвидное вторичное сырье выделено зеленым

Критерии выбора технологии Экологическая эффективность в соответствии с нормативными требованиями Технология может быть применена для ТБО после их подготовки и / или добавлении других отходов Значительный опыт промышленной эксплуатации технологии на твердых бытовых отходах Соответствие технических характеристик целям переработки Экологическая эффективность в соответствии с нормативными требованиями при минимальных затратах Технология предназначена для переработки ТБО Опыт промышленной эксплуатации технологии на твердых бытовых отходах позволяет назвать технологию «серийной» Соответствие технических характеристик целям переработки Рекомендуемая технология Технология может быть применена в специфической ситуации, где реализуются ее преимущества Соответствует принципам, рекомендуемым справочниками BREF (НДТ)

Выбор технологий переработки отходов 1. Сколько предприятий в мире работает по данной технологии? 2. Какова производительность этих предприятий? 3. На каком сырье (отходах) работает каждое из этих предприятий? 4. Где в ближайшее время можно посмотреть на технологию, работающую в промышленном режиме? 5. Как в настоящий момент реализуются продукты переработки? 6. Каковы удельные капитальные и эксплуатационные затраты (затраты воды, энергии, топлива) на тонну отходов? – вопросы, которые необходимо задать при выборе технологии

Способы переработки ТКО, развитые в мире Механическая переработка (дробление, сортировка, уплотнение) Термическая переработка Механобиологическая переработка Не является обезвреживанием!

Механическая переработка – неотъемлемый элемент обращения с ТКО: Выделение вторичного сырья Выделение топливных фракций Подготовка отходов к дальнейшей переработке

Механобиологическая переработка отходов Аэробная Анаэробная Анаэробное сбраживание Аэробная ферментация (компостирование) Биологи- ческая сушка с производством компоста с захоронением обезвреженного материала на полигоне

Аэробное компостирование 2 суток при о С, 45 суток – дозревание. Активное орошение, аэрация Обзвреженная биомасса («компост») и инертные («балласт»)

Качество компоста из ТКО

Опыт производства почвогрунта из компоста, полученного при переработке ТКО

Анаэробное сбраживание Твердый остаток – на компостирование 30 дней при 38 о С (или о С) в присутствии 70-80% воды. БИОГАЗ 95% метана БИОГАЗ 50-75% метана Осушение, обогащение

- Применяются для ТКО- Применение нецелесообразно - Обычно не применяются для ТКО, но применимы для других типов отходов

Применимость термических технологий Технология Отходы, которые целесообразно перерабатывать Сжигание в топках МСЗ на подвижной колосниковой решетке ТКО, медицинские отходы Вращающиеся печи Опасные отходы Печи подового типа Опасные отходы, медицинские отходы Цементные печи и декарбонизаторы SRF (RDF), резина, лузга, костная мука и др. Печи кипящего слоя Древесная стружка, лузга, отработанный сорбент и др. Газификация, пиролиз Отходы стабильного состава с высоким содержанием углерода: ARF, резина, осадки сточных вод, с/х отходы Плазменные технологии Опасные отходы с очень низкой калорийностью, жидкие опасные отходы

Сжигание ТБО на подвижной колосниковой решетке На решетке 1000 о С. В атмосфере топки о С. Процесс автотермический. Топливо расходуется только на поджиг и дожигание отходящих газов. Отходы – 25% масс.

Современный мусоросжигательный завод

Технологии ВАТ (НДТ) при сжигании на колосниковой решетке Активное перемешивание твердой фазы Контроль температуры твердой фазы на различных участках колосниковой решетки Контролируемая подача свежего воздуха к участкам колосниковой решетки Контролируемая охлаждение участков колосниковой решетки Использование дополнительных горелок для дожигания отходящих газов Контроль температуры газовой фазы (2 секунды при 1100 о С) Подача свежего воздуха и создание условий для активного перемешивания газовой фазы в зоне дожигания Контроль полноты дожигания на основе анализа состава отходящих газов Очистка и контроль отходящих газов

Барабанные печи (инсинераторы) Подовые печи (инсинераторы) В топке о С. Дожигание отходящих газов в отдельной камере при температуре о С Подходят для опасных отходов

Использование отходов в качестве топлива для цементной промышленности RDF (refused derived fuel), SRF (solid recovered fuel) – топливо из ТКО Безотходный процесс: зольная часть отходов становится сырьевым компонентом цемента Снижение выбросов парниковых газов Меньшие капиталовложения по сравнению с мусоросжигательным заводом Предприятие не привязано к потребителю электроэнергии Экономия ископаемых топлив – 20-60%

Экологическая безопасность Высокая температура – полное обезвреживание (твердая фаза в цементной печи о С, газовая фаза о С, декарбонизация о С); Щелочная среда в печи – связывание кислых компонентов, предотвращение кислых выбросов (HCl, SO 2 ) Частичное остеклование шихты - связывание тяжелых металлов Наличие в составе цементных заводов эффективных пылеуловителей - залог очистки выбросов от тяжелых металлов и диоксинов

Методы получения SRF/RDF из ТКО Сепарация + биологическая сушка (45% от массы ТКО) Сепарация (20% от массы ТКО)

Биологическая сушка Ферментация при активной аэрации, без орошения водой 7-15 дней. Влажность материала снижается с 35–50% до 20–10%. Высушенная биомасса Сепарация Топливо RDF/ SRF

Динамика увеличения объема сжигаемых отходов в Европе (тыс. тонн) по годам Евро зона (16 стран) Страны ЕС (27 стран)

Сравнение технологий переработки ТКО Технология Средние кап. затраты, /т в год Средние эксплуатац. затраты, /т Отходы переработки, % от массы исходного сырья Площадь, га на 100 тыс.т/ год исх. сырья Механизированная сортировка с выделением вторсырья Механизированная сортировка с выделением вторсырья и топлива RDF ,5 Автоматизированная сортировка с выделением вторсырья и топлива RDF ,5 Выделение вторсырья и топлива RDF + компостирование Выделение вторсырья + производство топлива RDF методом биологической сушки ,5 Выделение вторсырья + сжигание на колосниковой решетке МСЗ с производством электроэнергии

Большие населенные пункты > 100 тыс.т/год ТБО Технологии переработки ТКО, рекомендуемые к применению в Красноярском крае Средние населенные пункты > 20 тыс.т/год ТБО Малые населенные пункты

Благодарю за внимание!