Функции и этапы работы мусороперерабатывающего завода

Проблемы переработки

Самая глобальная проблема в сфере — финансовая. Несмотря на обилие в сети статей на тему «построй свой завод по переработке ТБО и начни зарабатывать», высокие технологии доступны не всем. Стоимость обычного перерабатывающего завода — около 20 млрд рублей, такую сумму небольшие компании позволить себе не могут.

Рентабельность завода составляет 30%, что делает отрасль непривлекательной для малого и среднего бизнеса. Рынок оборудования для переработки в основном наполняется зарубежными производителями, немецкими и китайскими компаниями. Необходимость покупать оборудование за рубежом повышает затраты.

Для того чтобы запустить завод пиролизной переработки и вывозить на него мусор, нужна лицензия. Управляют выдачей разные инстанции, что тоже препятствует созданию прозрачной и рентабельной системы. При таком количестве контролирующих инстанций разработать бизнес-план для небольшого перерабатывающего завода становится затруднительно.

Рынок вторичных ресурсов всё ещё очень ограничен — перед перерабатывающими компаниями встает проблема сбыта продукции. Зарубежный опыт показывает, что для нормального функционирования отрасли необходимы требования использовать в производствах вторичное сырьё, льготные кредиты для заводов и производств из вторсырья, скидки в системе госзакупок.

Вторичное использование отходов

При переработке отходов от строительства возникает вопрос о целесообразности такого процесса. Но ответ на этот вопрос однозначный. Это экономически выгодно, а использование переработанных строительных отходов оказывает положительное воздействие на окружающую среду.

Сфера применения таких отходов весьма широка. Может производиться отсыпка строительным мусором болот, котлованов, временных дорог. Также есть возможность повторно использовать металлические части зданий.

Однако стоит заметить, что в нашей стране еще не очень популярно вторичное использование отходов.

Наши строительные компании не задумываются об экологии и просто предпочитают вывозить отходы на специальный полигон. При увеличении количества строящихся зданий стоит задуматься о вторичном использовании мусора со строек.

Проблема утилизации и переработки

До недавних пор во всем мире ликвидация бытовых отходов производилась двумя вариантами:

• сжигание в специальных печах или на открытых свалках
• захоронение в могильниках

При первом варианте возникает дополнительное загрязнение воздуха продуктами горения, а при втором – загрязнение грунтовых вод, проседание грунта, а также интенсивное образование газа метана, способного взрываться при малейшей искре. Таким образом пожары на свалках очень частое событие.

Попытки радикально решить проблемы утилизации бытовых отходов предпринимают уже в Японии, а также в странах Запада с высоко развитой индустрией. Они практикуют, высокотехнологичные линии по сортировке на заводах и внедряют раздельный сбор в разных контейнерах. Например в Швеции, Нидерландах и Бельгии уровень переработки уже свыше 60%. В России решение проблемы переработки выглядит совершенно по другому, в худшую сторону.

Основные методы утилизации бытового мусора

Утилизация бытового мусора происходит по различным методикам. Существует несколько способов утилизации ТБО. Различные способы утилизации бытового мусора подходят для различных типов отходов и различных объемов.

В настоящее время активно используются следующие способы:

1. Захоронение мусора. Этот метод остается наиболее востребованным. Мусор вывозят на полигоны, где его сортируют (если это не было сделано ранее). Современные полигоны для хранения ТБО оснащены специальными системами очистки вод и воздуха, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Основная проблема захоронения ТБО на полигонах состоит в ускоренном накоплении мусора.
2. Компостирование. Этот метод основан на биоразложении некоторых материалов. Подходит для переработки любых неопасных отходов биологического происхождения. Практически не наносит вреда окружающей среде. Несмотря на множество преимуществ, компостирование не получило распространения на территории России.
3. Термическая переработка. Считается наиболее перспективным методом. Позволяет получить вторсырье, также подлежащее последующей утилизации. Основная сложность связана с необходимостью первоначальных инвестиций.
4. Плазменная переработка. Современный высокотехнологичный метод, который позволяет получать газ при переработке ТБО с достаточным количеством органической составляющей.

Мировая практика утилизации состоит в сочетании всех перечисленных методов, в зависимости от типа мусора и промышленно-перерабатывающих возможностей страны.

Оборудование для переработки

Есть отходы, которые невозможно переработать вышеперечисленными технологиями. Это ПВХ, полиэтилен, ряд производственного и медицинского мусора, опасные вещества и пр. Передовые методы переработки и утилизации отходов дают возможность не только безвредно освободиться от них, но сделать это безопасным для экологии и людей способом.

Для переработки используется такое оборудование:

• дробилки;
• автотоматические клавы;
• сушилки;
• сепараторы.

Высокотехнологичные машины позволяют не просто переработать отходы, но и получать из них вторсырье. Полиэтилен, бумагу, топливные брикеты, горючие, смазочные вещества, предметы домашнего пользования. К тому же таким способом минимизируется негативное воздействие на природу.

Ежегодно территории, которые занимают отходы, только увеличиваются. В связи с этим   проблемы и способы утилизации отходов – самые сложные, важные. Загрязненность экологии из-за отходов увеличивается огромными масштабами. Для решения проблемы нужно внедрять новые технологии по переработке хлама, которые бы уменьшили опасное воздействие на природу.

Нормативные акты, регулирующие утилизацию ТБО

Последние годы правительство приняло ряд нормативно-правовых документов, которые должны исправить существующую ситуацию.

С 1 января 2019 года в стране вводится новая система обращения с отходами, согласно ФЗ № 89 «Об отходах производства и потребления».

Государственная политика направлена на поэтапные изменения, которые помогут решить экономическую, экологическую, технологическую составляющие проблемы.

В регионах начнут работать региональные операторы, на которых возлагается вся ответственность за сбор и вывоз отходов. Меняется оплата населением за вывоз и утилизацию бытовых отходов. Теперь эта услуга из разряда жилищных переходит в коммунальные, и ее стоимость определяет поставщик услуг, в данном случае региональный оператор.

Полученные деньги он должен направлять на повышение качества услуг, на модернизацию оборудования для переработки ТБО. Усиливаются штрафные санкции в случае нарушений.

Оборудование для переработки в зависимости от этапа и вида принимаемого сырья

Мусорный завод может выполнять разные функции, от чего будет зависеть, какие станки, агрегаты понадобятся для переработки по той или иной технологии:

• сортировка, применяют магниты, габаритные рамки, конвейерные линии: для разделения мусора на категории до сих пор используется ручной труд, но на крупных предприятиях задействуют автоматические линии с улавливателями, магнитами;
• измельчение (дробилки, шредеры, измельчители): завод по переработке оснащается таким оборудованием, если самостоятельно перерабатывает отсортированное сырье (некоторые предприятия получают его в готовом виде), измельчители позволяют привести отходы к более подходящему виду – дробленый материал легче перерабатывать;
• прессы – для прессования: оборудование используется не на всех этапах, применяется, когда необходимо уплотнить отсортированный мусор, а также получить готовую продукцию из вторсырья;
• переработка (печи, камеры, ванные, механические инструменты):для подготовки измельченного, спрессованного мусора с целью повторного производства он должен пройти полную переработку – изменить структуру, форму, размеры, применяют печи для сжигания, ванны для физического, химического воздействия, обеззараживающие камеры;
• производство готовой продукции (фильтры, литейные станки):вторсырье должно быть очищено, подготовлено к прохождению последнего этапа – формированию новых изделий, для чего применяют экструдеры, формы и др.

ТБО и проблемы утилизации в РФ

В России долгое время не уделяли должного внимания утилизации мусора. Последние 50 лет в стране применялся метод закапывания отходов в почву. При этом не учитывались сроки разложения отходов и урон, наносимый окружающей среде. Вместе с растущим населением значительно возросло потребление.

Старые методы привели к огромному количеству полигонов с отходами, портящими экологию страны.

В одном контейнере смешивается мусор, который может подвергаться различным процессам утилизации, переработки.

При этом только 35% бытовых отходов состоят из биоразлагаемого материала. Еще 35% представляют собой сырье, которое можно подвергнуть вторичной переработке. И только 30% – это мусор, который называют неперерабатываемым.

Устаревшие методы работы в сфере обращения с ТБО привели к слабому рынку переработки бытовых отходов.

Всего лишь незначительная часть твердых коммунальных отходов (ТКО) подвергалась переработке при старой системе. Более 90% оправлялось на свалки и полигоны. Вывозимые ТБО становились источником загрязнения воды в грунте, почвы. Выделяемый газ отравлял воздух. Проблема утилизации ТБО появилась также в результате использования устаревших технологических процессов и запутанной правовой базы.

Мусоросжигательный геноцид

Сейчас у государства есть план по строительству по всей стране мусоросортировочных комплексов, экотехнопарков, а также мусоросжигательных заводов (МСЗ). «Ростех» сейчас строит пять мусоросжигательных заводов: четыре в Московской области и один в Татарстане. А в планах ВЭБа, «Ростеха» и «Росатома» построить еще 25 заводов около городов от 500 тыс. жителей, что противоречит концепции обращения с отходами.

Изменения в законе дали «зеленый свет» для строительства мусоросжигательных заводов в любом регионе России. Скорее всего, не будет учитываться мнение людей при проектировании завода и выборе площадки, потому что процедура участия общественности достаточно формальная. Также не будут учитываться в полной мере экологические и социальные вопросы. Санитарно-защитная зона вокруг мусоросжигательного завода — всего 1 км. То есть на этом расстоянии не должно быть ни одного жилого дома. Но и такая санитарная зона не дает гарантий безопасности для людей, которые будут жить рядом с МСЗ.

При нашей системе экологического надзора я не уверен, что реально будет действовать даже заявленная трехступенчатая система очистки. В Европе же на мусоросжигательных заводах действует пятиступенчатая система очистки.

Зеленая экономика

Как Германия разделяет отходы во время пандемии

К сожалению, в России есть такие печальные случаи: заводы с вредными выбросами вводится в эксплуатацию согласно проектной документации, учитывающей все необходимые для безопасности фильтры для очистки выбросов. Но обслуживание и замена фильтров стоит как половина стоимости самого завода, поэтому в России существует практика, когда очистные сооружения просто отключаются. Содержать их невыгодно. Но когда приедет проверка с санкции прокурора по жалобам граждан, все фильтры могут включить и показать, что предприятие работает строго в пределах норм. Такая же ситуация может быть и с мусоросжигательными заводами.

Я не уверен, что даже исправно работающая система очистки на наших МСЗ будет обеспечивать безопасность для людей. Ведь диоксины, которые образуются при сжигании мусора будут отравлять воздух, почву, растения, организмы животных и людей, которые живут в районе 24 км от завода. Диоксины способны подавлять иммунитет людей, приводить к бесплодию, вызывать мутации у ребенка в утробе матери и создавать проблемы с нормальным его развитием. Это еще не полный список проблем, который вызывает один диоксин.

Сжигание отходов — это просто перевод их из твердого в газообразное состояние с резким увеличением объема. И здесь еще встает вопрос об утилизации токсичной золы и газов, которые образуются в результате сжигания мусора. Вместо одной проблемы твердых отходов, мы получает проблемы крайне токсичной золы, газов и диоксинов.

Я бы хотел задать Минприроды и госкомпаниям вопрос: почему огромные деньги (600 млрд руб.), которые планируется потратить на мусоросжигательные заводы не вложить в создание заводов по переработке мусора? Хотя понятно зачем эти заводы понадобились: мусоросжигание — самый быстрый способ избавляться от ТКО.

Функции мусороперерабатывающего завода

Мусороперерабатывающий завод (МПЗ) – высокорентабельный автоматизированный комбинат по сбору бытового и производственного мусора, транспортировке его к месту поэтапной сортировки и переработки, для дальнейшего производства из отходов новых изделий и материалов.

Из полученного от перерабатывающего завода сырья, промышленные предприятия выпускают такие товары:

• полимерные трубы, швабры, пленки, совки, ведра;
• стройматериалы;
• биологическое топливо;
• брикеты лома черных металлов и цветных;
• гранулированные материалы;
• стеклопорошок;
• картонную тару, контейнеры для яиц, туалетную бумагу.

Уровень утилизации мусора в России

В России проблема утилизации мусора стоит довольно остро. И речь в первую очередь идет о бытовом мусоре, так как промышленные отходы должны быть утилизированы в установленном законом порядке и их уничтожение контролируется. Люди даже не думают о том, что объем выбрасываемого мусора достигает показателя 400 килограмм за один год на человека, данные Министерства природных ресурсов России. В дальнейшем эти отходы транспортируются на свалку, а в редких случаях на мусороперерабатывающие заводы, занимающийся сортировкой и переработкой.

Утилизация отходов в России – это весьма острая проблема, решение которой возможно только при правильном подходе к ней. По статистике 40% всего мусора – это ценное вторсырье, которое можно переработать в дальнейший продукт. К сожалению, всего лишь 7—8% всех отходов поступает на заводы, весь остальной объем вывозят на полигоны ТБО, затем закапывают или сжигают.

В России отсутствуют заводы, которые бы осуществляли весь цикл переработки мусора, начиная от сбора, сортировки и заканчивая конечным продуктом. Сбор и переработка отходов – это очень прибыльный бизнес, сегодня спрос на вторсырье весьма высок. Также это бизнес с низким уровнем риска, тарифы на утилизацию ТБО весьма устойчивы и с каждым годом только растут.

Способы переработки мусора в России весьма скудны, они заключаются в прессовании и укладке отходов на полигонах для ТБО. Это самый недорогой способ. В Европе, благодаря высоким экологическим требованиям, размещение ТБО на полигонах – самый невыгодный и дорогостоящий способ утилизации отходов.

К сожалению утилизация отходов в России еще не развита, как в Европе и экологические требования у нас проще, как и контроль за соблюдение этих требований. Развитие отрасли невозможно без привлечения государственных и частных средств. Изменения в законодательстве могли бы положительно повлиять на изменение данной ситуации.

Вторичная переработка отходов

Переработка вторсырья и его возвращение в оборот называется рециклингом, что включает:

• сбор и доставку к месту обработки;
• расщепление на полезные и ненужные составляющие с утилизацией последних;
• производство из полезных компонентов новых материалов.

Виды и методы переработки

При вторичной переработке мусора применяются различные виды оборудования:

• компакторы для прессования мусора в целях уменьшения его объёмов;
• дробилки, мельницы для измельчения;
• сепараторы, перфораторы;
• катки, прессы;
• комплексы компостирования;
• печи для сжигания.

Вторичная обработка бывает:

Естественная (компостирование)

Компостирование — производство удобрений путём обезвреживания и разложения биоразлагаемого мусора.

Разложение происходит под влиянием бактерий. Процесс требует присутствия большого количества воздуха, тепла, влажности.

Сжигание ТБО

Мусоросжигательный завод, Россия

Сжигание — один из методов утилизации, преимущество процесса сжигания — получение тепловой энергии. Уничтожение мусора таким путём позволяет избавиться от опасных отходов, не предназначенных для утилизации. После сжигания остаётся зола, используемая затем в производстве.

Существенным минусом термической обработки считается загрязнение атмосферы продуктами горения.

Плазменная утилизация мусора

Пиролизная установка

Альтернативой сжиганию мусора стала его плазменная утилизация, при которой происходит бескислородное уничтожение и отсутствует процесс горения. При плазменной утилизации вторсырья (пиролизе) продукты распадаются на простые вещества и выделяется большое количество энергии, используемой затем в производстве.

Прочие методы для различных категорий отходов

К другим видам обработки вторсырья можно, например, отнести:

• механическое измельчение (для дальнейшего использования в качестве наполнителя);
• воздействие химическими реагентами для его разложения;
• дробление строительного мусора на месте демонтажа здания, вследствие чего получается, к примеру, материал для отсыпки дорог.

Что можно получить при переработке

При вторичной переработке различных видов мусора можно получить нужное в быту и на производстве сырьё, материалы, что значительно экономит первичные ресурсы.

Отходов из древесины

Много древесного мусора (опилки, стружки, щепки) образуется на предприятиях, обрабатывающих дерево.

Опилки широко используются для улучшения характеристик почв

Незагрязненная деревянная стружка пригодна для компостирования

Черного и цветного лома

Из чёрного металла отливают качественную сталь, смешивая его в большом количестве с чугуном. Сырьё, в котором содержатся цветные металлы — алюминий, никель, свинец, цинк, медь — разделяют по видам, очищают от примесей, режут, перерабатывают. Сырьё идёт на производство алюминиевой посуды, труб, карбюраторов, аккумуляторов.

Макулатуры и текстиля

Из макулатуры делают новую бумагу, что помогает экономить древесину. Отслуживший свой срок текстиль сортируется по цвету и составу, затем вторичная текстильная масса измельчается и перерабатывается. Измельчённым текстилем часто набивают матрасы.

Отходов из стекла

Стекло не разлагается в природе, поэтому битая стекломасса, которая может угрожать жизни и здоровью людей и животных, подлежит утилизации. Целая стеклянная упаковка может использоваться не один раз, поэтому на приёмных пунктах стеклотару принимают за деньги.

Полимеров, ПЭТ-бутылок и пластика

Пластик в природе практически не разлагается, а сжигание его наносит огромный ущерб окружающей среде. Все полимеры легко трансформируются путём термического разложения органических соединений. Из разных видов переработанного пластика выпускают новые пакеты, бутылки, пищевую тару, изоляционные материалы, ПВХ-трубы.

Что нужно изменить в «мусорной» реформе

Необходимо перепрофилировать инфраструктуру. Сейчас строится или реконструируется 350 полигонов — несмотря на то, что строительство большого количества полигонов противоречит иерархии обращения с отходами. Захоронение ТКО — это финальный этап цикла, тогда как в первую очередь строить следует не полигоны, а объекты по сортировке и переработке мусора.

Государство должно работать как с людьми, так и с бизнесом, напоминая, что уменьшать количество отходов компании выгодно и в материальном отношении, и в плане имиджа. А чтобы заслужить доверие людей в этой реформе, государству нужно поддерживать инициативы людей и прислушиваться к их потребностям. Сейчас даже РЭО и другие государственные структуры пишут, что люди одобряют введение раздельного сбора. Есть уже определенный запрос «снизу», и эту позицию нужно поддерживать. Во многих городах создаются сообщества, группы в соцсетях по раздельному сбору, есть общественная инфраструктура и бизнес, который готов перерабатывать мусор. То есть, нужно идти по европейскому пути: работать с обществом и содействовать тому, чтобы как можно больше людей вовлекалось в раздельный сбор отходов.

Различные методы переработки мусора

На перерабатывающих заводах могут применяться разные способы утилизации, они отличаются степенью сложности реализации, причиняемого вреда и воздействия на сырье:

• термический: материалы нагреваются до предельно допустимых температур (эти значения определяются видом сырья), при которых начинается процесс плавления, но не испарения или сгорания;
• химический: материалы подвергаются воздействию веществ (реагентов, катализаторов), за счет чего происходит изменение их свойств, а вместе с тем появляется возможность изменить форму, повысить пластичность, изготовить новую продукцию;
• физический: материалы подвергаются воздействию внешних факторов (излучению с целью обеззараживания, высоким температурам для изменения агрегатного состояния, попадают в дробилки, где меняют форму);
• механический: отходы приобретают первоначальную форму (гранулы, агломерат, крошка), после чего можно производить новые продукты;
• биологический: для утилизации применяются живые организмы (бактерии особых видов), что позволяет изменить структуру и свойства материалов, преимуществом метода является экологичность, но подходит он только для органики;
• комбинированный: способ основан на одновременном или последовательном применении различных технологий (например, физико-химический, термомеханический способ), что повышает качество сырья, производительность завода по утилизации отходов.

Оборудование для утилизации отходов с получением энергии

Этапы переработки мусора

Законодательно определены требования нейтрализации ТБО. Но на региональном уровне, без строгого контроля требования не выполняются.

Игнорирование существующих требований влечет  к штрафным санкциям.

Согласно действующим нормативам утилизация проводится в разные этапы.

Способы утилизации и переработки отходов

Способы утилизации мусора разнообразные. Часто из мусора получают ценное вторичное сырье. Некоторые из них активно загрязняют экологию, а другие обладают менее вредным действием.

Распространение получают следующие способы утилизации промышленных отходов:

• сжигание на полигонах – эта методика позволяет очистить большие площади от мусора, но вредит окружающей среде. Но если предприятие снабжено высокотехнологичным оборудованием, способным нейтрализовать вредные вещества, то методика будет самой рациональной, выгодной;
•  плазменная переработка – позволяет обеззараживать не отсортированное сырье, в результате получается вторсырье. Вторичный продукт используется в производстве строительных материалов, керамической плитки пр.;
• пиролиз при минусовой температуре – полезная методика, которая не несет вреда экологии, а, следовательно, и здоровью людей. В ходе переработки образуется тепловая энергия, которую преобразуют в электричество.

Есть и другие способы утилизации твердых бытовых отходов. Например, засыпка свалки и компостирование. Первый включает засыпку отходов грунтом, в результате чего они разлогаются и выделяется метан. Засыпка полигона финансово выгодная, поскольку газ превращается в обычный природный ресурс. В результате компостирования получается экологичное удобрение, поэтому используются только органические вещества.