Материал: Литвенкова И.А. Экология городской среды Урбоэкология

• сельскохозяйственные — отходы, образующиеся в ходе сельскохозяйственного производства;

• строительные — отходы, образующиеся в процессе строительства зданий, сооружений (в том числе дорог и других коммуникаций) и произ­водстве строительных материалов;

• потребления — изделия и машины, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа;

• радиоактивные — неиспользуемые прямые и косвенные радиоактивные вещества и материалы, образующиеся при работе ядерных реакторов, при производстве и применении радиоактивных изотопов.

Отходы промышленного и сельскохозяйственного производства называются также производственными отходами. Они могут быть токсичными (вызывают отравление или иное поражение живых существ) и не­токсичными.

Морфологический состав. В состав ТБО входят следующие компоненты: бумага, картон 20—30%, пищевые отходы 28—45%, дерево 1,5—4%, металл черный 1,5—4,5%, металл цветной 0,2—0,3%, текстиль 4—7%, кости 0,5—2%, стекло 3—8%, кожа, резина, обувь 1—4%, камни, фаянс 1—3%, пластмасса 1,5-5%, смет (< 15 мм) 7-18%, прочее 1-3%.

Процентные соотношения морфологического состава ТБО весьма услов­ны, так как на соотношение составляющих оказывают влияние степень бла­гоустройства жилого фонда, сезоны года, климатические и другие условия. В составе ТБО постоянно увеличивается содержание бумаги, пластмасс, фоль­ги, различного рода банок, полиэтиленовых пленок и других упаковок. Осо­бенно велики сезонные колебания пищевых отходов — с 28% весной до 45% и более летом и осенью.

В состав пищевых отходов входят картофельные очистки, отходы овощей, фруктов, хлеба и хлебопродуктов, мясные и рыбные отходы, яичная скорлупа и др. Они содержат крахмал, жиры, белки, углеводы, клетчатку, витамины. Балластные примеси пищевых отходов представлены костями, боем стекла и фаянса, металлическими крышками и банками.

Фракционный состав. Основная масса ТБО представлена фракциями до 150 мм (80—90%) и только менее 2% (балластные примеси) представлены фракциями более 350 мм.

Фракционный и морфоло­гический состав ТБО взаимосвязан: чем больше в ТБО пищевых отходов, имеющих в основном размеры менее 50 мм, тем больше в их составе мелких фракций и наоборот, при увеличении в составе ТБО различных упаковок (картон, дерево, пластмасса, бутыли и др.), имеющих размеры более 150 мм, значительную долю в массе отходов будут составлять крупные фракции. В различные сезоны года фракционный состав меняется.

Физические свойства ТБО: плотность, связность и сцепление. Плотность ТБО колеблется в зависимости от благоустройства жилого фонда и сезонов года. Чем больше бумаги и различных пластмассовых упаковок, тем меньше плотность ТБО. С увеличением влажности плотность ТБО повышается. В будущем плотность ТБО больших городов за счет увеличения количества различных упаковок снизится до величины, близкой 0,1 т/м³. В крупных городах Европы и Аме­рики плотность ТБО близка к этому показателю.

Связность и сцепление. Бумага и картон, текстиль и пластмассовые плен­ки формируют структуру ТБО и придают им механическую связность. Лип­кие и влажные компоненты обеспечивают сцепление. Эти свойства ТБО спо­собствуют сводообразованию и зависанию на стенках бункеров и прутьях решеток. Так, через решетку 30x30 см ТБО самостоятельно не проваливают­ся, и для их проталкивания требуются дополнительные усилия. На стенках бункеров с углами 65—70° происходит налипание и зависание ТБО. При дли­тельном хранении ТБО слеживаются, самоуплотняются и теряют сыпучесть.

Компрессионные свойства. Для уменьшения общего объема ТБО при пе­ревозке и складировании на полигонах важно знать их компрессионные свой­ства, т.е. влияние давления на степень уплотнения. Например, При прессовании ТБО в мусоровозе при удельном давлении, равном 0,1 МПа, их объем уменьшается в 1,5—3 раза. При повышении удельного давления до 0,3—0,5 МПа происходит полом­ка различного рода упаковок, прессование бумаги и пленок, начинается выдавливание влаги. При повышении удельного давления до 10—20 МПа отжимается 80—90% всей влаги, содержащейся в ТБО при сборе. При этом объем ТБО снижается еще в 2—2,5 раза, а плотность повышается в 1,3—1,7 раза. При дальней­шем повышении удельного давления до 60 МПа происходит почти полное отжатие влаги, но объем практически уже не изменяется. Микробиологичес­кая жизнь в таком материале замедляется.

Абразивные и коррозионные свойства (от лат. abrasio — соскабливание и corrosio — разъедание). Соскабливание трущихся поверхностей происходит за счет балластных фракций (металл, бой стекла, фаянса, кости и др.). В связи с этим ТБО обладают абразивностью и могут истирать соприкасаю­щиеся с ними взаимоперемещающиеся поверхности. При контакте с метал­лами ТБО оказывают коррозирующее воздействие, что связано с их высо­кой влажностью, наличием в фильтрате растворов различных солей и кис­лой средой (рН=5—6,5).

Теплотехнические свойства. Наличие в ТБО большого количества органи­ческих веществ обуславливает их теплотворную способность. Удельная теп­лоемкость ТБО определяется по формуле:

, Дж/кг·град.,

где W – влажность ТБО, %.

Удельная теплоемкость основных компонентов ТБО (в Дж/кг • град.) следу­ющая: вода — 4190; дерево, картон, бумага — 2000—2500; стекло, камни — 800—1000; железо — 400; алюминий – 860.

Теплотворная способность ТБО также зависит от их плотности. Так, при изменении плотности от 0,2 т/м³ до 0,5 т/м³ теплотворная способность ТБО снижается с 2000 до 940 ккал/кг.

Санитарно-бактериологические свойства. ТБО содержат большое коли­чество влажных органических веществ, которые, разлагаясь, выделяют гни­лостные запахи и фильтрат. При высыхании продукты неполного разложе­ния образуют насыщенную загрязнителями и микроорганизмами (от 300 до 15 млрд на 1 г сухого вещества) пыль. В результате происходит интенсив­ное загрязнение воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод. В среде ТБО наряду с сапрофитными развиваются патогенные бактерии — носители различных заболеваний. Кроме патогенных микроорганизмов, ТБО содержат яйца гельминтов (глистов). Микроорганизмы, обнаруживаемые в ТБО, являются возбудителями ге­патита, туберкулеза, дизентерии, аскаридоза, респираторных, аллергических, кожных и других заболеваний.

Обеззараживание ТБО осуществляется следующими методами: сжигание органики на мусоросжигающих заводах, обработка дезинфицирующими ра­створами, биологическое обеззараживание в аэробных (компостирование) и в анаэробных (захоронение на полигонах) условиях, глубокое прессование с полным отжатием фильтрата, капсулирование измельченного ТБО различ­ными отвердителями.

Биологическое обеззараживание ТБО при захоронении их на полигонах осуществляется следующим образом. ТБО перекрываются слоем земли, что прекращает доступ кислорода. В анаэробных условиях развиваются анаэробные бактерии, разлагающие органические вещества и убивающие патогенную микрофлору. Процесс разложения очень длителен и требует больших площадей для складирования ТБО. При этом возможна утилизация органических веществ в виде биогаза, со­держащего до 55—60% метана.

Биологическое обеззараживание ТБО при компостировании осуществля­ется следующим образом. При наличии влаги и кислорода в среде ТБО развиваются аэробные бактерии. Сначала развивается группа мезофилъных аэроб­ных бактерий, которые расщепляют некоторые органические соединения. При этом выделяется энергия, которая разогревает ТБО до 20—35°С. После пер­воначального разогрева в среде ТБО начинает активно развиваться группа термофильных аэробных бактерий, которые способны расщеплять более ус­тойчивые органические соединения. Выделяющаяся при этом энергия разо­гревает ТБО до 60° С и более. Такая температура губительна для патогенных микроорганизмов.

Нормы накопления – это количество ТБО, образующихся на расчетную единицу (человек для жилого фонда; одно место в гостинице; 1 м² торговой площади для магазинов и складов; одно посадочное место в столовых, кафе, ресторанах, кинотеатрах; одного ребенка в яслях и детсадах; одного учащего­ся в школах, училищах, институтах и т.д.). К ТБО, входящих в норму накоп­ления от населения и удаляемых специальным автотранспортом, относятся отходы, образующиеся в жилых и общественных зданиях, включая отходы от текущего ремонта помещений, отходы от отопительных устройств, смет, опав­шие листья, собираемые с улиц и дворовых территорий, и крупные предметы домашнего обихода.

Нормы накопления ТБО образуются из двух источников: жилых зданий и общественных учреждений (предприятий общественного питания, учебных, зрелищных учреждений, гостиниц, детских садов, парикмахерских и др.).

На нормы накопления и состав ТБО влияют: степень благоустройства жи­лого фонда (наличие водопровода, канализации, газа, мусоропроводов, систе­мы отопления), этажность, развитие общественного питания, культура торгов­ли, степень благосостояния населения, климатические условия (различная про­должительность отопительного сезона), потребление овощей и фруктов.

Для крупных городов нормы накопления выше, чем для средних и малых. Для благоустроенных домов с мусоропроводами норма накопления ТБО на 15% выше, чем для таких же домов, но без мусоропроводов.

2. Сбор и удаление твердых бытовых отходов.

Различают валовый и раздельный сбор ТБО. Валовый сбор - сбор ТБО без разделения на отдельные составляющие. Планово-регулярная организация сбора и удаления ТБО предусматривает вывоз отходов из домовладений с установленной периодичностью. Периодичность удаления ТБО устанавливается санитарными службами исходя из местных условий в соответствии с действующими правилами содержания территории населенных мест.

Тип и емкость применяемых мусоросборников зависит от количества накапливающихся отходов, типа и этажности застройки, способа погрузки и выгрузки ТБО. В малоэтажной застройке все ТБО собирают в мусоросборни­ки. Затем вручную или механизировано загружают в кузов мусоровоза. Для многоэтажных или группы малоэтажных домов устанавливают стандартный контейнер на колесиках, отходы из которого механизированным способом выгружают в мусоровоз. В местах большого скопления ТБО устанавливают съемные контейнеры-кузова.

Наиболее оптимальными для сбора мусора являются бачки из пластмасс. Масса и стоимости таких бачков сравнительно невысока, срок службы в 2—3 раза больше сталь­ных и составляет 5—6 лет. Пластмассовые бачки удобны в эксплуатации, имеют хороший внешний вид. Влажные отходы к их стенкам не прилипа­ют и не примерзают, чем облегчается их мойка и дезинфекция. При использовании пластмассовых сборников необходимо соблюдать противо­пожарные меры.

В ряде стран используют сборники одноразового пользования - бумажные, картонные или пластмассовые, что исключает операцию перегрузки, минимизирует контакт обслуживающего персонала с отходами. Емкость одноразовых сборников колеблется в пределах 70—200 дм³. Такие сборники устанавливаются на специальные контейнеры определенных размеров, соответствующих загрузочному устройству мусоровозов.

В зданиях повышенной этажности устраиваются мусоропроводы различ­ной конструкции. Обычно они состоят из вертикального ствола, отводов с приемными устройствами, камер для сбора ТБО и вентиляционного канала. Ствол мусоропровода представляет собой трубу диаметром 400—600 мм, изготовленную из асбоцемента, бетона или стали с гладкой внутренней поверхностью. Стальные трубы должны иметь вибропоглощающее покрытие на внут­ренней поверхности. Загрузочные клапаны должны предотвращать поступле­ние газов из мусоропровода при закрытом положении, а также обеспечивать защиту от шума. Вход в мусоросборную камеру, располагаемую, как правило, в подвале или на первом этаже здания, изолируется от входа в жилище. Клапаны изготавливают из листовой стали, покрытой антикоррозионной краской. Камера оборудуется водопроводом и канализацией. Ревизионные отверстия для чистки, дезинфекции и дезодорации ствола мусоропроводов обычно устраивают в верхней его части.

Разделъный сбор. Раздельная, или селективная, система сбора отдельных составляющих ТБО обеспечивает получение относительно чистых вторичных от населения и уменьшение количества вывозимых отходов. Эта система требует от населения сознательного подхода к удалению ТБО, увеличения числа обслуживающего персонала, тары, спецтранспорта для вывоза каждого вида вторсырья. Эти дополнительные расходы вполне окупаются за счет утилизации вторичных ресурсов. Обычно в основу таких технологий положен принцип сбора населением ТБО в отдельные емкости контейнеры или мешки для различных видов отходов. В Беларуси разработана и одобрена программа «Обращение с коммунальными отходами». В ее основу лег сортировочно-биомеханический метод, основанный на принципе раздельного сбора отходов, который в настоящее время внедряется в практику городов.

Сбор и удаление крупногабаритных отходов. К крупногабаритным относятся отходы, по габаритам не помещающиеся в стандартные контейнеры. В крупных городах за год на каждого человека накапливается до 40 кг крупногабаритных ТБО с удельной массой 0,2 т/м³. Крупногабаритные отходы собирают на специальных площадках, расположенных у жилых домов. Вывоз их производится по графику или заявке ЖЭО.

Дробление ТБО и удаление в канализацию. Такой метод с санитарной точки зрения имеет преимущества перед вывозной системой, так как позволяет уда­лять быстроразлагающуюся часть ТБО сразу же после образования, без накопления и хранения. Дробленые ТБО вместе с водой сплавляются по канализационным сетям и обезвреживаются вместе со сточными водами на очистных канализационных сооружениях. В В В ряде стран широко применяют сплав в канализацию дробленых ТБО из квартир, ресторанов, гостиниц, столовых и других объектов.

Мусородробилки устанавливают либо под кухонной мойкой, либо под специальным бункером для сбора ТБО в квартирах. Существует два типа дро­билок: порционные и непрерывного действия. Основные параметры обычно используемых квартирных дробилок: масса ~ 15 кг, производительность ~ 20 кг/ч, мощность ~ 1,2 кВт • ч. В дробилках не измельчаются тряпки, пласт­массовые изделия, металлические предметы, стеклянные бутылки. Несмотря на то, что при сплаве отходов в канализацию требуется значи­тельное увеличение мощности очистных сооружений, этот метод считается более экономичным по сравнению с обычным способом удаления и обеззараживания ТБО. Такой способ удаления отходов существует в одном из круп­нейших городов США — Чикаго. Все же рассмотренный вариант сбора удаления ТБО является вспомогательным и не снимает основных проблем санитарной очистки городов от ТБО.