Снижение взрыво- и пожароопасности метаносодержащих отходов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат наук Миркасимова, Вероника Рустемовна

• Миркасимова, Вероника Рустемовна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Миркасимова, Вероника Рустемовна

Оглавление

Введение

1. Анализ существующего положения в системе обращения с

8

отходами

1.1 Законодательные основы системы управления отходами

1.2 Состав отходов и количество извлекаемого сырья

1.3 Мировая практика управления отходами

1.4 Технологический регламент устройства полигонов и фактическое состояние

Выводы по первой главе

2. Экспериментальное исследование качественного (и количественного) состава биогаза на различных стадиях жизненного 41 цикла полигона

2.1 Общие сведения о процессе метаногенеза

2.2 Методика проведения экспериментов

2.3 Проведение исследований по определению качественного ^ состава биогаза

2.4 Обработка и анализ полученных результатов 48 Выводы по второй главе

3. Оценка рисков, возникающих при пожарах и взрывах на ^ полигонах

3.1 Оценка рисков от пожаров

3.2 Оценка рисков от взрывов

3.3 Существующие способы тушения и предотвращения пожаров ^ на полигонах

Выводы по третьей главе

4. Математическая модель и методика расчета технологического

73

комплекса по утилизации отходов и метаносодержащего газа

4.1 Обоснование схемы технологического комплекса по

переработке отходов

4.2 Методики расчета и подбора оборудования технологического

комплекса

4.3. Расчет единичной вместимости и количества метантенков

4.4. Подбор оборудования технологического комплекса

4.5. Подбор вспомогательного оборудования

4.6. Состав спроектированного технологического комплекса по переработке органических отходов на полигоне

4.7. Теплопотребление, водопотребление, энергопотребление 108 4.8 Стоимость комплекса по переработке отходов 110 Выводы по четвертой главе

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Снижение взрыво- и пожароопасности метаносодержащих отходов»

Введение

Актуальность

Резкий рост уровня потребления товаров и услуг, рост промышленного производства в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования отходов. Одним из основных способов удаления отходов различного происхождения остается их депонирование в приповерхностной геологической среде, являющееся наименее затратным.

Как правило, совместно депонируются промышленные, бытовые и строительные отходы. При этом в теле полигонов возможно образование пустот, в которых скапливается биогаз с большим содержанием горючих компонентов. Наличие плотных включений способствует миграции биогаза в поры грунтов и последующему их выходу в более поздних стадиях жизненного цикла. В связи с этим, действующие и закрытые полигоны являются потенциальными объектами пожаро- и взрывоопасности. В настоящее время нет конкретных требований в законодательстве к месту расположения полигонов, а размеры санитарно-защитных зон назначаются исходя из условий рассеивания загрязняющих атмосферу веществ. Между тем при размещении полигонов должна учитываться потенциальная взрывопожароопасность близлежащих объектов, например, предприятий нефтегазового комплекса, так как взрыв на полигоне может сдетонировать взрывы на ближайших предприятиях по подготовке и переработке углеводородного сырья.

Целью диссертационной работы является разработка схемы обращения с отходами, позволяющей извлекать материальные и энергетические ресурсы путем утилизации отходов и выделения метаносодержащего газа.

Для достижения цели решаются следующие задачи:

1) Экспериментальное исследование качественного и количественного состава биогаза на различных стадиях жизненного цикла полигонов.

2) Определение величины пожарного риска при взрыве метана на полигоне для зданий и обслуживающего персонала.

3) Разработка пошаговой математической модели, позволяющей оптимизировать параметры технологического комплекса по утилизации отходов и выделению метаносодержащего газа.

4) Обоснование технологической схемы утилизации отходов, снижающей взрыво- и пожароопасность полигонов при выделении метаносодержащего газа.

Научная новизна

1) Установлено, что выбросы метаносодержащего газа, имеющего взрыво-пожароопасные концентрации, происходят на всех стадиях жизненного цикла полигонов, включая стадию накопления и пострекультивационный период. Доказано, что в период эксплуатации полигона на последней стадии концентрации метана не уменьшаются по сравнению со штатным режимом эксплуатации, характеризующимся максимальными концентрациями.

2) Установлено, что расположение полигонов по депонированию отходов и размеры санитарно-защитных зон должны определяться для каждого полигона отдельно с учетом наличия вблизи потенциально взрывопожароопасных объектов.

3) Разработан пошаговый алгоритм расчета, позволяющий оптимизировать параметры технологического комплекса по утилизации отходов и выделению метаносодержащего газа.

Практическая значимость

Разработанная методика расчета технологического комплекса по утилизации отходов с выделением метаносодержащего газа была применена для обоснования эффективности полигона с совместным размещением бытовых и промышленных отходов.

Результаты исследований используются в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета при подготовке инженеров по специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика».

Полученные результаты исследований могут быть использованы при разработке государственных экологических программ территориальных подразделений, доработке нормативных документов, регламентирующих обращение с отходами, а также при обосновании эффективного и экологически

чистого способа обращения с отходами различного происхождения. Методы исследования

В процессе выполнения работы использовались аналитические,

экспериментальные, статистические и численные методы. На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований состава

метаносодержащего газа на полигонах в зависимости от стадии жизненного

цикла;

- оценка рисков взрывопожароопасности полигонов, находящихся вблизи предприятий нефтегазового комплекса;

- пошаговый алгоритм расчета обоснования технологического

комплекса по утилизации отходов;

схема технологического комплекса по утилизации отходов различного

происхождения.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Инновации и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности» (г. Уфа, 2008 г.), международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт - 2009» (г. Уфа, 2009 г.), IV научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывоопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2010 г.).

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 9 работах, из них 4 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ.

I, I

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 63 наименований, содержит 252 страницы машинописного текста, включая 42 рисунка и 64 таблицы.

Глава 1. Анализ существующего положения в системе обращения с

отходами

1.1. Законодательные основы системы управления отходами

Правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья определяет Федеральный закон № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» от 24.06.98 (ред. от 28.07.12 с изменениями, вступившими в силу с 01.09.2012).

В статье 3 ФЗ № 89 «Основные принципы государственной политики в области обращения с отходами» сказано, что «...Основными принципами государственной политики в области обращения с отходами являются:

• охрана здоровья человека, поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей среды и сохранение биологического разнообразия.

В редакции Федерального закона от 30.12.2008 № 309-Ф3 при обращении с отходами требуется:

• научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества в целях обеспечения устойчивого развития общества;

• использование новейших научно-технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий;

• комплексная переработка материально-сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов;

• использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами в целях уменьшения количества отходов и вовлечения их в хозяйственный оборот;

На орган исполнительной власти Российской Федерации возложены:

- контроль требований законодательства;

- лицензирование;

- государственный контроль за деятельностью в области обращения с отходами на объектах, попадающих под федеральный надзор;

- контроль платежей.

По происхождению отходы разделяются на три категории:

• промышленные;

• сельскохозяйственные;

• бытовые.

Анализ деятельности предприятий по обращению с отходами показывает, что требования законодательства соблюдаются в основном предприятиями, расположенными в городских поселениях.

Сельскохозяйственные предприятия любой формы собственности, как правило, практикуют размещение отходов на землях вблизи предприятий. Например, для свиноводческого комплекса на 50 тыс. голов используется навозохранилище площадью 300 га. Многие предприятия просто сваливают отходы на близлежащих полях, что является недопустимым.

Несмотря на то, что наша страна обладает огромной территорией, такое использование земель совершенно недопустимо, так как в результате разложения отходов происходит загрязнение воздушного бассейна газообразными выделениями, почвы и воды жидкими стоками.

Для оценки опасности отходов для окружающей природной среды установлены следующие классы опасности:

I класс - чрезвычайно опасные отходы;

II класс - высоко опасные отходы;

III класс - умеренно опасные отходы;

IV класс - мало опасные отходы;

V класс - практически неопасные отходы;

В соответствии с проектом ПНООРЛ сбором, хранением и обезвреживанием отходов первого и второго класса опасности занимаются специализированные предприятия, имеющие лицензии. При отсутствии лицензии на предприятии оно должно заключить договор со специализированным

предприятием для удаления этих отходов. Отходы III - V класса опасности допускается захоранивать на специализированных полигонах. Поскольку этот способ обращения с отходами является самым простым и дешевым, то он широко используется предприятиями, тем более, что плата за размещение отходов не является значительной.

Несмотря на провозглашенный в ФЗ № 89 принцип «...комплексной переработки материально-сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов...» в условиях переходной экономики сложно его соблюсти, поэтому вокруг мегаполисов увеличивается количество полигонов.

Значительный вклад в заполнение полигонов вносит отходы городских поселений. Как правило, в городах не организуется раздельный сбор бытовых отходов. Это простое мероприятие могло бы уменьшить выход бытовых отходов на 65% и при этом можно было бы получить вторичные материальные ресурсы (металл, бумага, стекло, полиэтиленовая тара и т.д.). Как известно, использование вторичных материальных ресурсов позволяет сократить потребление энергоресурсов на их производство.

Полигоны устраивают в выработанных карьерах, оврагах, заболоченных местах вблизи населенных пунктов. Организация таких «полигонов» состоит только в том, что площадка огораживается от доступа посторонних лиц и выставляется охрана. Полигоном такую свалку назвать невозможно, так как она не имеет гидроизолирующего основания, препятствующего проникновению загрязненных влажных отходов в почву. По мере заполнения карт (выделенных площадок внутри полигона) происходит их засыпка землей и трамбование участка. После заполнения одного полигона выделяется участок земли под новый полигон. При такой технологии размещения отходов большие площади земель выводится из эксплуатации на многие годы. Но и спустя десятилетия место бывшего полигона не годится для использования под жилую застройку, или в качестве земель сельскохозяйственного назначения.

В соответствии с ФЗ № 244 от 03.12.2012 г. «О внесении изменений в Бюджетный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты

Российской Федерации» 25% от платежа за негативное воздействие на окружающую среду перечисляется в бюджет Российской Федерации, 55% в бюджет региона и 20% в бюджет муниципального образования, на территории которого осуществляет свою деятельность предприятие.

Эти суммы настолько незначительны и расходование их неизвестно. В этих условиях бывает экономически выгодно для муниципалитета организовать на своей территории полигоны и брать плату за размещение отходов.

В законодательстве не прописаны методы экономического стимулирования раздельного сбора и утилизации отходов, которые могут быть вторичными ресурсами (кроме металлолома).

По результатам анализа законодательных основ регулирования управления отходами можно сделать выводы:

1. Не отработан государственный механизм получения, расхода финансов, поступивших за счет платежей за негативное воздействие на окружающую среду и организацию контроля прихода и расхода на всех уровнях бюджета (федерального, субъектового, муниципального).

2. Не предусмотрены методы симулирования предприятиями, осуществляющим переход на новые технологии, обновление производства, утилизацию (переработку) отходов, особенно накопленных в прошлые периоды, вовлекающие их в хозяйственный оборот.

3. Нет источников финансирования для создания предприятий по переработке отходов.

4. Не разработаны вопросы о возможности создания государственной корпорации, в основные функции которой входили бы:

- постоянный мониторинг образования, движения, хранения, переработки,

- разработки технологий переработки и утилизации,

- выполнения всего комплекса мероприятий по переработке отходов, их захоронения, рекультивации земель особенно в случае ранее накопленных, бесхозных, или особо опасных отходах и много тоннажных отходах.

5. Не предусмотрена возможность заключения прямых договоров на утилизацию, переработку, реализацию отходов между хозяйствующими субъектами и государственно - частными партнерствами или госкорпорациями в счет платежей за негативное воздействие на окружающую среду.

1.2. Состав отходов и количество извлекаемого сырья

Для обоснованного выбора системы утилизации отходов необходимо определить количественный и качественный состав отходов, образующихся в бытовом секторе и промышленных предприятиях.

Анализ статистических даных по РБ показано, что в 2011 году на 4721 предприятии образовалось 838 видов отходов в количестве 59,14 млн.т, в том числе:

отходов I класса опасности - 0,068 млн. т;

отходов II класса опасности -0,176 млн. т;

отходов III класса опасности - 0,507 млн. т;

отходов IV класса опасности - 1,779 млн. т;

отходов V класса опасности - 56,612 млн. т.

Объем отходов в 2011 году по сравнению с 2010 годом вырос на 12,19 млн. т. Как и в прошлом году, в отчетный период увеличение произошло за счет отходов V класса опасности, которые составили 95,7 % от общей массы отходов и, которые как раз захораниваются на полигонах.

На рисунке 1.1 представлено образование отходов в зависимости от видов экономической деятельности, тыс. т.

я сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство, рыболовство и рыбоводство

■ добыча полезных ископаемых

■ обрабатывающие производства

■ производство и распределение электроэнергии, газа и воды ® строительство

оптовая и розничная торговля транспорт и связь

здрвоохранение, предоставление социальных услуг

предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг

прочие разделы деятельности

Рисунок 1.1 - Образование отходов по в 2011 г. в зависимости от экономической деятельности

Основной объем образующихся отходов приходится на долю предприятий, осуществляющих добычу и переработку полезных ископаемых. Их вклад в 2011 году составил 54,47 млн. т - 94,72% от суммарного количества отходов по республике. Из образовавшихся отходов переработано 7,46 млн. т, обезврежено 0,049 млн. т.

Второе место по количеству образовавшихся отходов занимают обрабатывающие производства - 2,43 млн. т, к которым относятся производства нефтепродуктов, химические, металлургические, текстильные, производства пищевых продуктов и др.

На третьем месте - отрасли сельского, лесного хозяйства и др. В 2011 году здесь образовалось 1,67 млн. т отходов.

Объем отходов в 2011 году составил 2,38 млн. т, что на 0,68 млн. т больше, чем в 2010 г. За последние 5 лет ежегодный объем образования твердых бытовых отходов увеличился в 2 раза. В таблице 1 представлены данные по ежесуточному и ежегодному поступлению отходов на полигоны республики. На рисунке 2 представлен график ежесуточного поступления отходов на полигон в городах РБ [25].

Таблица 1.1- Информация по объемам размещенных отходов на полигонах

№ Наименование Ежесуточное поступление Ежегодное поступление

п/п города отходов на полигон, тыс. м отходов на полигон, тыс. м

1 Уфа 6,5 2400

2 Стерлитамак 1,45 534

3 Туймазы 0,36 130

4 Белебей 0,37 130

5 Октябрьский 0,51 188

6 Мелеуз 0,19 69

7 Сибай 0,36 132

8 Баймак 0,08 26

9 Салават 0,70 221

10 Нефтекамск 0,63 230

11 Агидель 0,07 24

12 Янаул 0,08 30

13 Белорецк 0,27 99

14 Учалы 0,31 115

15 Ишимбай 0,39 143

о

X

э

«

в

и О

с

г

о> (О ю

о

I____

^ ^ л

с

«Я

а

Рисунок 1.2 - График ежесуточного поступления отходов на полигон в

городах РБ

Как видно из рисунка, наибольшее количество отходов образуется в г. Уфе - самом большом городском поселении с большим количеством промышленных предприятий. Эти отходы включают в себя и промышленные и коммунальные отходы.

При обосновании системы утилизации отходов необходимо иметь данные по составу отходов и местам их складирования. Существующая в Республике Башкортостан система обращения с отходами основана преимущественно на захоронении их на полигонах твердых бытовых отходов.

Многие сельские населенные пункты республики не охвачены системой сбора, транспортировки и размещения отходов, что приводит к росту несанкционированных свалок.

В таблице 1.2 представлены данные по наличию санкционированных и несанкционированных мест размещения отходов на территории республики, по показателям 2011 г. они занимают значительные площади.

Таблица 1.2 - Наличие мест размещения отходов

Наименование показателей Ед. изм. Показатели за 2011 год

Общее количество санкционированных мест размещения отходов шт. 405

Площадь санкционированных мест размещения отходов тыс. га 2,385

Количество выявленных несанкционированных свалок шт. 1545

Количество ликвидированных несанкционированных свалок за отчетный период шт. 1426

Анализ литературных источников показывает, что состав отходов исследовался в работах Черп О.М., Тимонина A.C., Систер В.Г. и др.

Примерные оценки состава отходов по данным авторов в России представлены в таблицах 3-7, и на рисунках 3-7 [42, 36, 21, 35, 28].

Таблица 1.3 - Механический состав твердых бытовых отходов в процентах

[42]

Состав отходов Процент от общей массы, %

Пищевые отходы 30

Бумага, картон 30

Дерево 3

Текстиль 5,00

Металлы 4,00

Полимеры (пластмасса) 3,00

Кожа, резина 4,50

Стекло 3,50

Кости 5,00

Уголь, шлак 7,00

Камни, керамика 4,00

Кожа, резина. 4%

Кости 5%__

Уголь, шлак 5%

Стекло 7%

Камни, керамика \ 4%

Полимеры (пластмасса) 3%

Металлы 4%

Пищевые отходы

30%

Кучага.каргон 30!'«

«¡¡¡■¡И

Рисунок 1.3 - Механический состав отходов в процентах Таблица 1.4 - Механический состав твердых бытовых отходов в процентах

[36]

Состав отходов Процент от общей массы, %

Пищевые отходы 35-45

Бумага, картон 32-35

Дерево 1-2

Черный металлолом 3-4

Цветной металлолом 0,5-1,5

Текстиль 3-5

Кости 1-2

Стекло 2-3

Кожа, резина 0,5-1

Камни, штукатурка 0,5-1

Пластмасса 3-4

Прочее 1-2

Отсев (менее 15 мм) 5-7

Текстиль 3-5%

Пластмасса 3-4%

Кожа, резина 0,5-1%

Камни, штукатурка 0,5-1%

Прочее 1-2%

Стекло

2-3%

Кости

1-2%

Цветной металлолом 0,5-1,5%

Черный металлолом 3-4%

Дерево 1-2%

Отсев (менее 15 мм) 5-7%

Рисунок 1.4 - Механический состав отходов в процентах

Таблица 1.5 - Механический состав твердых бытовых отходов в процентах

[21]

Состав отходов Процент от общей массы, %

Бумага, картон 38,0

Пищевые отходы 30,0

Дерево 1,5

Текстиль 5,5

Кожа, резина 1,3

Полимерные материалы 5,5

Кости 0,7

Черный металл 2,5

Цветной металл 0,5

Стекло 4,3

Камни, керамика 1,4

Отсев менее 16 мм 8,8

Стекло Цветной металл 4% 1%

Черный металл 3% Кости 1%

Камни, керамика 1%

Отсев менее 16 мм

9%

Текстиль

5% Дерево 1%

Полимерные материалы

6%

Кожа, резина 1%

Рисунок 1.5 — Механический состав отходов в процентах

Таблица 1.6- Механический состав твердых бытовых отходов в процентах

[35]

Состав отходов Процент от общей массы, %

Бумага, картон 26

Пищевые отходы 28

Дерево 5

Металл 8

Текстиль 8

Кожа, резина 2

Стекло 5

Полимерные материалы 8

Строительные отходы 10

Бумага, картон 26

Пищевые отходы 28

Дерево 5

Пищевые ДеРево п

о о/ I ОТХОДЫ 7

18%

Б}'мага, картон 17%

Строительный______

Полимерные материалы Стекло 5% 3%

Бумага, картон

16%

Пищевые

I

■ отходы 18%

Дерево 3%

.Металл

.Текстиль 5% ^Кожа, резина 5%

1%

Рисунок 1.6- Механический состав отходов в процентах Таблица 1.7 - Механический состав твердых бытовых отходов в процентах

[28]

Состав отходов Процент от общей массы, %

Бумага, картон 20-36

Стекло 5-7

Металлы 2-3

Пластик 3-5

Текстиль 3-6

Резина, кожа 1,5-2,5

Древесина 1-4

Пищевые отходы 20-38

Прочее 10-35,5

Прочее 10-35,5%

Бумага, картон

20-36%

Пищевые отходы 20-38%

Древесина 1-4%

.Металлы 2-3%

Резина,кожа Текстиль4^-Пластик

1,5-2,5% 3-6% 3-5%

Рисунок 1.7- Механический состав отходов в процентах

В таблице 1.8 представлены параметры морфологического состава отходов города Уфы в зависимости от сезонов года [24, 10, 11, 38].

Таблица 1.8 - Средние морфологические показатели состава отходов г. Уфы (по сезонам года и среднегодовые), % к общей массе

Компоненты Сезоны года Среднегодовые значения

Зима Весна Лето Осень 2005 год 2008 год

Бумага, картон 34,5 36,0 33,0 29,1 33,2 38,4

Пищевые отходы 32,5 28,0 35,6 44,2 35,1 27,6

Дерево, листья 0,9 2,8 1,7 2,6 2,0 2,1

Текстиль 5,6 5,5 3,8 4,8 4,9 5,8

Кожа, резина 0,3 0,6 0,3 0,3 0,4 1,2

Полимерные материалы 4,8 3,9 3,6 3,0 3,8 4,9

Кости 3,4 3,0 1,8 1,2 2,3 2,3

Металл черный 2,5 2,6 3,3 2,0 2,6 0,3

Метал цветной 0,5 0,3 0,7 0,3 0,5 0,1

Стекло 4,0 4,5 4,3 3,4 4,1 5,6

Камни, керамика 0,7 0,8 1,0 0,8 0,8 1,1

Компоненты Сезоны года Среднегодовые значения

Зима Весна Лето Осень 2005 год 2008 год

Опасные отходы (батарейки, бытовая химия, нитрокраска, лекарства, ядохимикаты и ДР-) 0,2 - 0,5 0,2 0,2 0,4

Отсев менее 16 мм 10,1 12,0 10,4 8,1 10,1 10,2

Плотность, т/м 0,2 0,18 0,21 0,25 0,21 0,23

Влажность, % к общей массе 45,9 44,6 50,5 57,4 49,6 49,5

Зольность, % на сух. вещ. 28,5 30,1 37,8 34,7 32,8 33,0

Оценка морфологического состава отходов в 2005-2008 гг. показала существенное изменение состава: возросла доля полимерных материалов, которая составила в среднем 16,9 % масс., бумаги и картона - до 38% масс., текстиля - до 7,8%> масс., стекла - до 7,2% масс. Это свидетельствует о росте потребления упакованных товаров и продуктов. Существенно снизилось содержание черных и цветных металлов в составе отходов до 0,3 и 0,1%) масс. Соответственно, это связано с предварительной сортировкой образующихся отходов и эффективной работой пунктов по сбору металлолома. В составе отходов преобладают пищевые отходы и бумага [38].

Плотность твердых бытовых отходов зависит от сезона года и изменяется в пределах 0,21-0,25 т/м . Наименьшая плотность наблюдается в декабре по март и связана с высоким содержанием бумаги, картона и минимальным содержанием влажных пищевых отходов. К тому же при контейнерной системе сбора отходов не происходит его увлажнение за счет дождей, как это происходит в осенний период. При расширении многоэтажного строительства следует ожидать стабилизации плотности отходов в течение года [22].

В результате анализа состава отходов, размещаемых на полигонах, можно сделать вывод о том, что состав отходов изменяется по годам. А также отходы можно разделить условно на две группы: около 60...70 % отходов можно использовать в качестве вторичных ресурсов, а около 30...40 % - необходимо

перерабатывать особым способом, поскольку они будут являться источников биогаза.

В результате разложения отходов на полигонах происходит образование биогаза, в состав которого входят горючие газы. При соответствующих условиях эти газы способны к самовозгоранию и, как следствие, к пожарам. Вследствие и этого полигоны являются объектами повышенной пожарной опасности, что и доказали жаркие 2010-2011 гг.

Особо следует отметить депонирование на полигонах отходов нефтепереработки. Как известно, на этих предприятиях имеются собственные нефтеловушки и шламонакопители, работающие в течение длительного периода. По мере накопления нефтесодержащих отходов емкости должны освобождаться для приема следующих потоков отходов. Имеются технологии по переработке нефтяных отходов и шламов, но они как правило являются дорогостоящими, так как используется нестандартное оборудование и переработка осуществляется специализированными предприятиями. Поэтому используется более дешевый способ очистки шламонакопителей, заключающийся в том, что шлам перемешивается с привозным грунтом и затем вывозится на полигоны. Таким образом нефтесодержащие отходы попадают на полигоны общего пользования.

Метан, образованный из бытовых отходов может привести к взрыву и последующему пожару, а нефтесодержащие отходы будут поддерживать горение отходов в течение длительного времени.

Кроме того, метан, входящий в состав биогаза является парниковым газом с коэффицентом трансформации равным 21 по отношению к углекислому газу, являющемуся основным загрязнителем атмосферного воздуха.

По планам Правительства Российской Федерации наша страна обязалась сократить выбросы парниковых газов к 2020 г. на 40 %.

1.3. Мировая практика управления отходами

1.3.1. Разделение стран по способам обращения с отходами

Анализ состояния обращения с отходами в развитых промышленных странах показывает, что в мире по-разному относятся к отходам.

До настоящего времени подавляющее количество отходов все еще продолжают вывозить на полигоны. Полностью отсутствует система утилизации отходов в таких странах как: Болгария (100 % захоронения), Румыния (99%), Узбекистан (100%).

Частично утилизируются с помощью переработки, сжигания, компостирования: Россия (3%), Великобритания (10%), США {21%), Ирландия (38%), Словения (38%), Франция (68%), Япония (85%), Бельгия (95%), Дания (96%).

Полностью утилизируют страны: Германия (100%), Швеция (99%), Нидерланды (99%) [58, 26].

Завозят чужие отходы для складирования на своей территории Германия и Нидерланды. Огромной мировой свалкой стал Китай, импортирующий отходы из США, Англии и других стран Евросоюза. Планируется, что Норвегия будет платить Швеции за переработку своих отходов, а также захоронять на своей территории экологически вредные и опасные продукты переработки - тяжелые металлы, диоксины и т.д.

На рисунке 1.8 представлены объемы переработки отходов по методам обращения в зарубежных странах и в России [62].

100

90 -80

70 ~ 60 й? 50

ш

Я Депонирование - Сжигание

Я Биологическая утилизация отходов ■ Переработка

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Миркасимова, Вероника Рустемовна, 2014 год

Список литературы

1. Алексеев В.И., Винокуров Т.Е., Пугачев Е.А. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий: учебное пособие. - М.: АСВ, 2003.- 176 с.

2. Бабанин И.В. Мусорная революция // Твердые бытовые отходы. -2009.-№3.-С. 56-60.

3. Вайсман, Я.И., Коротаев, В.Н., Петров, Ю.В. Полигоны депонирования твердых бытовых отходов [Текст] / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, Ю.В. Петров. Пермский гос. техн. ун-т. - Пермь, 2001. - 150 с

4. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1. Отопление / Богословский В.Н., Крупнов Б.А., , Сканави А.Н., и др.; под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. - 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1990. - 344 с.

5. Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых бытовых отходов -возможные пути решения // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды: межвуз. сб. науч. тр. Вып.2. - Рост.-на-Дону: Рост.-на-Дону гос. акад. с.-х. машиностроения, 1998. - С. 103-105.

6. Гелетуха Г.Г. Скважина в природе. Утилизация биогаза / Гелетуха Г.Г., Матвеев Ю.Г.Допейкин К.К. // Деньги и технологии. -2002. -№4. -С. 34-37.

7. Голубчиков С. Свалки ТБО как источник метана // Энергия: экономика, техника, экология. - 2008. - №7. - С. 50-54.

8. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 г.». - М.: 2012. - 351 с.

9. Гурвич В.И., Лифшиц А.Б. Добыча и утилизация биогаза -самостоятельная отрасль мировой индустрии. - М.: ЗАО «Фирма Геополис», 2001. -11с.

10. Зайнуллин Х.Н. Обращение с отходами производства и потребления / Зайнуллин Х.Н. и др. -Уфа: Изд-во «Диалог»,2005. -292 с.

11. Зайнуллин Х.Н. Утилизация промышленных и бытовых отходов (на примере уфимской городской свалки) / Зайнуллин Х.Н., Абдрахманов Р.Ф., Савичев H.A. - Уфа: Изд-во УНЦ РАН, 1997. -235 с.

12. Инструкция «Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов» М-1998

13. Канализация. Охрана окружающей среды / Яковлев C.B., Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. и др. - 5-е изд. - М.: Стройиздат, 1975. - 632 с.

14. Королев В.А Полигоны ТБО: есть ли альтернатива? // Инженерная геология. - 2010. - №1. - С. 46-56.

15. Краснянский М.Е., Бельгасем А. Проблемы биодеградации и самовозгорания свалок ТБО // Безопасность жизнедеятельности. - 2006. - №4. - С. 24-29.

16. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. - М.: Академкнига, 2004. - 679 с.

17. Кузимов К.Г., Гусев В.Е. Основы газового хозяйств: Учебн. для проф. учебн. завед.. - 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с.

18. Кузьминов A.C., Смага Г.А., Савватеева O.A., Каплина С.П. Пути повышения рентабельности применения биогаза на полигонах твердых бытовых отходов. // Автономная некоммерческая организация «РУСДЕМ-Энергоэффект», г. Москва. Режим доступа http://geoeko.mrsu.ru/2010-2/PDF/Kuzminov3.pdf.

19. Лосюк Ю.А. Нетрадиционные источники энергии: учебно-методическое пособие для практических работ для студентов энергетических специальностей. - Минск: БНТУ, 2009. - 100 с.

20. Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения. - М.: Госстрой России, 2003. - 81 с.

21. Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых и промышленных отходов / Абрамов Н.Ф., Санников Э.С., Русаков Н.В., Миляев М.Б, Халевин Р.Г., Лифанов A.B., Буренин Н.С., Турбин A.C., - М.: 2004. - 20 с.

22. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов. - М.: АКХ им. К.Д. Памфилова, 1995. - 20с.

23. Нетребин Ю.Я., Вайсман Я.И., Рудакова Л.В., Нурисламова Т.В. Технология снижения газовой эмиссии на полигонах твердых бытовых отходов // Инженерная экология. - 2004. - №3. - С. 51-55.

24. О состоянии и использовании природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2008 году: государственный доклад / Министерством природопользования и экологии РФ; Министерством природопользования и экологии Республики Башкортостан.- - Уфа: 2007. - 200 с.

25. О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2011 году: государственный доклад / Министерством природопользования и экологии РФ; Министерством природопользования и экологии Республики Башкортостан.- - Уфа: 2012. - 388 с.

26. Отчет с рекомендациями по управлению опасными бытовыми отходами на территории Казахстана, в частности, в г. Астана. - Астана: 2010. - 10 с.

27. Петров В.Г., Трубачев A.B. Бытовые и промышленные отходы. -Ижевск: Ин-та приклад, механики УрО РАН, 2004. - 71 с.

28. Петров В.Г., Чечина A.A. Линии сортировки мусора. Перспективы применения. - Ижевск: Изд-во Института прикладной механики УрО РАН, 2005. -112 с.

29. Ривкин С.Л. Александров A.A. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. Часть 2. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 43 с.

30. РД 03-409-01. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (с изменениями и дополнениями). - Утверждена Постановлением Госгортехнадзора России от 26.06.01 № 25. [Электронный ресурс] - Режим доступа: Ьир://док01 .рф/%О1%80%Б0%В4-03-409-01

31. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий [Текст]. Введ. 1986-01-01. — М.: Изд-во стандартов, 1988.

32. СНиП 2.04.07—86. Тепловые сети,— М.: 1987, ЦИТП.— 48 с.

33. СНиП 23.01.99 "Строительная климатология" - М.: Стройиздат, 2001. -

74 с.

34. Соборова И.Г. Самохвал И.Г. Мельнова О.В. Совершенствование технологий с целью экологической безопасности утилизации твердых коммунальных отходов и использование «Мусорного топлива» в сфере альтернативной энергетики и энергосбережения // Новости науки и технологии. -2009.-№4(13).-С. 14-18.

35. Твердые бытовые отходы (сбор, транспорт и обез-вреживание) (справочник) / Систер В.Г., Мирный А.Н., Скворцов JI.C., Абрамов Н.Ф., Никогосов Х.Н., - М.: Ака-д. коммун, хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2001. - 319 с.

36. Тимонин A.C. Инженерно-экологический справочник. Том 3. - Калуга: Н. Бочкаревой, 2003. - 1024 с.

37. Тыршу М. С., Константинов Н., Узун М. Комплексная биоэнергетическая установка // Проблемы региональной энергетики. 2008. №3.

38. Шаимова A.M. Утилизация отходов производства и потребления на полигонах твердых бытовых отходов с получением альтернативного источника энергии-свалочного биогаза / А. М. Шаимова, JI. А. Насырова, Г. Г. Ягафарова. -Уфа : Нефтегазовое дело, 2010. - 154 с.

39. Шаимова A.M., Насырова JI.A., Ягафарова Г.Г. Повышение экологической безопасности полигонов и свалок твердых бытовых отходов. // Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа. Режим доступа http://sgm_oil.ru/articles/konkurs2/nominatsiay/article (shaimova).pdf.

40. Шаимова A.M., Насырова JI.A, Ягафарова Г.Г, Фасхутдинов P.P. Получение биогаза - экономия первичных природных энергоресурсов [Текст]: Сб. тезисов Международной научно - практической конференции // Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2006, Уфа, март 2006. -Уфа, 2006.- с. 246248

41. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. - М.: Энергия, 1972.-424 с.

42. Черп О.М., Винниченко В.Н. Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход. - М.: Эколайн, 1996. - 48 с.

43. Яцук А.В. Газогеохимия и геология полигона твердых бытовых отходов г. Владивостока: автореф. дис. ... канд./д-р геолого-менералогич. наук: 25.00.36. - Иркутск, 2011. - 19 с.

44. Nymberopoulos N. 2004. Microturbines and their application in bio-energy. EESD Contract No: NNE5-PTA-2002-003/1. www.bioturbine.org

45. Persson, M., Jonsson, O. & Wellinger, A. 2006. Biogas upgrading to vehicle fuel standards and grid injection. IEA Bioenergy Task 37 - Energy from biogas and landfill gas.

46. Separation solution division. Pieralisi dedicated innovators. Date Views 15.02.2013 www.pieralisi.com/viewdoc?co_id=l.

47. Vasen, N., Vivarelli S., Janssen R., Liebich M. 2004. Biofuel-burning Microturbine. Opportunities for Biofuel burning Microturbines in the European Decentralised-generation Market. ISBN 88-89407-09-3. ETA. Florence, Italy.

48. Биогазовые технологие // Белгородский институт альтернативной энергетики URL: http://www.altenergo-nii.ru/biotexnology/ (дата обращения: 27.08.2013).

49. Богданов А. Зачем Россия сжигает мусор // Издание о бизнесе и технологии URL: http://www.equipnet.ru/articles/power-industry/power-industry_571.html (дата обращения: 20.03.2013).

50. Диоксины // Краткий экологический словарь справочник. Экология и безопасность жизнедеятельности URL: http://sprav-ekob.ru/slovar/05%20D/d_007.htm (дата обращения: 11.03.2013).

51. И.В. Масликов Энергетическое использование биогаза полигонов твердых бытовых отходов // Друзья Балтики URL: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:PG19MEYVx_cJ:www.baltfrie nds.ru/node/66+&cd= 1 &hl=ru&ct=clnk&gl=ru (дата обращения: 15.12.2012).

52. Кривошеев С. Взрыв уничтожил гаражный кооператив // Семь дней. 2000. № 120 URL:

Ьир://Ь§Ьк(1.уап0ех.пе1/уапёЬ1т?1ех1=взрыв%20уничтожил%20гаражный%20коопе paTHB&url=http%3A%2F%2Fwww.segodnya.ru%2Fw3s.nsP/o2FArchive%2F2000_12 O_news_text_krivosheevl .html&fmode=inject&mime=html&l 10n=ru&sign=d48 Ib4f8f f43d 1 bdead671 bb80fd60cc&keyno=0 (дата обращения: 13.02.2013).

53. Метан (Methane), CH4 // Forexcontext URL: hghltd.yandex.net/yandbtm?text=TepMOOKHcnHTenbHbrä крекинг и электрокрекинг метана— важные про-мышленные методы получения au;eTraeHa.&url=http%3A%2F%2Fforexaw.com%2FTERMs%2FScience%2FChemistr y%2F1381_%25D0%259C%25D0%25B5%25Dl%2582%25D0%25B0%25D0%25BD _Methane_CH4&fmode=inject&mime=html&l 10n=ru&sign=dddc083 99b60d212818b2 67387dl47d0&keyno=0 (дата обращения: 28.02. 2013).

54. M. Мезина Новые мотоды тушения возгораний на свалке: шило, вода, полиэтиленовый мешок для мусора // Твердые бытовые отходы URL: http://www.solidwaste.ru/publ/view/461.html (дата обращения: 20.02.2013).

55. М. Сартакова, А.Мезин Экологи предложили новые методы тушения свалок // Академ ТВ. Телевидение советского района URL: http://www.solidwaste.ru/publ/view/461.html (дата обращения: 20.02.2013).

56. Н.Б.Нефедьев Организационно-методические вопросы оценки количества парниковых газов на российских полигонах ТБО // Метан на рынке URL: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:IX_mKsOwWCgJ:ww w.methanetomarkets.ru/goods/maetrl 5/+%D0%B2%D 1 %8B%D 1 %85%D0%BE%D0 %B4+%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B0+%D0%B8%D0%B 7+1 +%D0%BC3+%D 1 %82%D0%B 1 %D0%BE&cd=2&hl=ru&ct=clnk&gl=ru (дата обращения: 10.12.2012).

57. Основные физические свойства и характеристики продукта // Компания Prok URL: http://www.pro-k.com.ua/articles/osnovnye-fizicheskie-svoystva-i-harakteristiki-produkta.doc (дата обращения: 28.02.2013).

58. Переработка отходов: анализ мировых тенденций // Зелайф. Природа внутри URL: http://www.zelife.ru/ekoplanet/utilizationworld/16883-wasteworld.html (дата обращения: 13.03.2013).

59. Примерная плотность компонентов твердых бытовых отходов // Отходы.ру: справочно-информационная система URL: http://www.waste.ru/modules/section/item.php?itemid=87 (дата обращения: 03.07.2012).

60. Справочник физических величин: Количество вещества, концентрация // Сенс-оптик URL: http://www.ecmoptec.ru/kolvo (дата обращения: 03.07.2012).

61. Тушение пожаров на свалках // Урал сот. Мобильные сортировочные линии URL: http://ural-sot.narod.ru/index/0-18 (дата обращения: 13.02.2013).

62. Н.Ю. Сопилко Переработка отходов — анализ мировых тенденций // ЗАО "Спецавтосервис-МСК" Отходы в доходы URL: http://msk.specialautoservice.ru/pererabotka-otxodov-analiz-mirovyx-tendencij/ (дата обращения: 19.12.2012).

63. Действия при пожаре // Югорс портал органов местного самоуправления URL: http://www.ugorsk.ru/shema/indexl .php?SECTION_ID =626&ELEMENT_ID= 15033 (дата обращения: 11.09.2013).

64. Типы обращения с отходами // Экология производства URL: http://nwecology.ru/eco/types (дата обращения: 11.09.2011).

65. Цгоев Т.Ф., Шеверева М. Методы переработки и утилизации твёрдых бытовых отходов // Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), Режим доступа http://www.tmy.mwport.ru/files/2011 -2-ze-03.pdf.

66. Строительство производственного комплекса по переработке твердых бытовых и приравненным к ним прозводственных отходов // Информационный портал поддержки малого бизнеса URL: http://www.mybizz.ru/view_post_pol.php? id=377 (дата обращения: 10.06.2012).