Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

19.2: Утилізація відходів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3783

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Існує три основні методи утилізації відходів: відкриті звалища, санітарні полігони та спалювання. Санітарні звалища та спалювання запобігають повторному використанню, переробці та належному розкладанню. Хоча відкриті звалища сприяють розкладанню краще, ніж інші методи утилізації відходів, і дозволяють викинуті матеріали бути врятовані або перероблені, вони сприяють поширенню захворювань і спричиняють забруднення води. Таким чином, вони є незаконними в багатьох країнах.

    Відкриті звалища

    Відкриті звалища передбачають просто накопичення сміття в спеціально відведеному місці і, таким чином, є найпростішим методом утилізації відходів (рис.\(\PageIndex{a}\)). Відкриті звалища можуть підтримувати популяції організмів, які розміщують і передають захворювання (резервуари та переносники відповідно). Додатково забруднюючі речовини з сміття змішуються з дощовою водою, утворюючи фільтрат, який проникає в землю або стікає. Цей рідкий вилущувач може містити токсичні хімічні речовини, такі як діоксин (стійкий органічний забруднювач), ртуть та пестициди.

    Відкрите звалище, що складається з поліетиленових пакетів та іншого сміття
    Ілюстрація\(\PageIndex{a}\): Відкрите звалище у В'єтнамі. Зображення Жюльєна Беллі (CC-BY).

    Санітарні звалища

    Після переробки, компостування та спалювання решта 50% твердих побутових відходів (ТПВ) у США були викинуті на санітарні полігони (рис.\(\PageIndex{b}\)). Сміття герметизують зверху і знизу, щоб зменшити забруднення оточення (рис.\(\PageIndex{c}\)). Дощова вода, яка просочується через санітарний полігон, збирається в донному вкладиші, і цей нижній шар таким чином запобігає забрудненню грунтових вод. За грунтовими водами поблизу полігону ретельно стежать за ознаками забруднення з вилуговування. Шари грунту зверху запобігають поширенню хвороб. Кожен день після того, як сміття скидається на звалище, його засипають глиною або пластиком, щоб запобігти перерозподілу тваринами або вітром.

    Сміття ущільнюється на санітарному полігоні важкою технікою
    Малюнок\(\PageIndex{b}\): Санітарний полігон 1972 року. Зображення Білла Плащаника/EPA (суспільне надбання).
    Ділянка звалища показує сміття, ущільнене під землею та запечатане зверху та знизу
    Малюнок\(\PageIndex{c}\): Санітарний полігон. Сміття ущільнюється і зберігається під землею. Вкладиш звалища запобігає стіканню вилуговування в водоносний шар і забрудненню грунтових вод, що контролюється за допомогою колодязя. Додатково збирають і обробляють вилуговування (система очищення вилуговування). Глиняний ковпачок запобігає доступу тварин або вітру до сміття. Система рекуперації метанового газу захоплює потужний парниковий газ, який можна використовувати як біопаливо. Зображення ЄПА/Національного проекту розвитку енергетичної освіти (публічне надбання).

    Кілька практик можуть зменшити вплив санітарних звалищ на навколишнє середовище. Ущільнення на звалищах знижує рівень води та кисню, уповільнюючи розкладання та сприяючи виділенню метану. У США Закон про чисте повітря вимагає, щоб звалища певного розміру збирали сміттєзвалищний газ (біогаз), який може використовуватися як біопаливо для опалення або виробництва електроенергії. Інші гази, такі як аміак та сірководень, також можуть виділятися звалищем, сприяючи забрудненню повітря. Ці гази також контролюються і при необхідності збираються для утилізації. Для вирішення часто сухого стану відходів на сміттєзвалищах виникла концепція полігонів біореакторів. Вони рециркулюють фільтрат та/або вводять інші рідини для збільшення вологи та сприяння розкладанню (а отже, збільшенню швидкості виробництва біогазу). Після закриття багато звалищ піддаються «переробці землі» і можуть бути перебудовані як поля для гольфу, рекреаційні парки та інші корисні види використання.

    Що стосується варіантів пом'якшення відходів, звалище швидко перетворюється на менш бажаний або здійсненний варіант. Потужність сміттєзвалища в Сполучених Штатах скорочується з кількох причин. Старі існуючі полігони все частіше досягають дозволеної потужності. Крім того, більш суворі екологічні норми ускладнили створення нових сміттєзвалищ. Нарешті, громадська опозиція затримує або, в багатьох випадках, перешкоджає схваленню нових сміттєзвалищ або розширенню існуючих об'єктів.

    спалювання

    Спалювання - це просто спалювання сміття. Це має ряд переваг: зменшує обсяг і може використовуватися для виробництва електроенергії (відходи до енергії). Фактично, величезний обсяг відходів зменшується приблизно на 85%. Спалювання є дорогим, однак, і воно забруднює повітря і воду. Забруднювачі повітря, що виділяються при спалюванні, включають тверді частинки, діоксид сірки, оксиди азоту, метан, важкі метали (такі як свинець і ртуть) та діоксини. Побічний продукт спалювання, зола, часто токсичний. Залежно від її складу, зола може вимагати спеціальної утилізації; інші види золи можуть бути перероблені.

    Спалювальна установка обробляє сміття і спалює його в камері згоряння (рис.\(\PageIndex{d-e}\)). Тепло кип'ятить воду, а отриманий пар використовується для вироблення електроенергії. Дим (званий димовими газами) проходить через видалення забруднень, перш ніж він вивільняється, але він все ще містить деякі забруднюючі речовини. США спалили 11,8% ТПВ у 2018 році.

    Сміттєспалювальна установка в снігу виділяє дим з димоходу.
    Малюнок\(\PageIndex{d}\): Завод з виробництва відходів до енергії Wheelabrator Technologies в Согусі, штат Массачусетс, працює з 1975 року. Зображення та підпис (модифіковані) з Fletcher6 (CC-BY).
    На схемі спалювання показані граббер, камера згоряння, генератор і системи очищення.
    Малюнок\(\PageIndex{e}\): Принципова схема установки для спалювання відходів (система енергетики відходів). Граббер збирає відходи і передає їх у сміттєспалювальну установку. Тепло від спалювання сміття використовується для вироблення пари та вироблення електроенергії. Викиди (димові гази) проходять через скруббер і систему видалення твердих частинок, щоб обмежити забруднення перед викидом газів через димохід. Зола залишається після спалювання. Зображення Каза, Сільпа; Бхада-Тата, Періназ. 2018 рік. Керівництва для прийняття рішень щодо технологій поводження з твердими відходами. Серія знань про міський розвиток;. Світовий банк, Вашингтон, округ Колумбія. © Світовий банк. (CC-BY)

    Існує два види систем відходів до енергії: заводи масового спалювання та сміттєспалювальні установки. У масових спалювальних установках всі тверді відходи спалюються. Тепло від процесу спалювання використовується для отримання пари. Цей пар використовується для приводу електрогенераторів. Кислі гази від горіння видаляються хімічними скруберами. Будь-які частинки (дрібні частинки, які залишаються зваженими в повітрі) в газах згоряння видаляються електрофільтрами, які заряджають частинки і видаляють їх електродами. Очищені гази потім викидаються в атмосферу через високий стек. Зола від згоряння відправляється на звалище для утилізації.

    Найкраще, якщо будуть спалені тільки горючі предмети (папір, вироби з дерева, пластмаси). У сміттєспалювальному заводі відходів відокремлюються від відходів негорючі матеріали. Такі предмети, як скло та метали, можуть бути перероблені. Потім горючі відходи утворюються в паливні гранули, які можна спалювати в стандартних парових котлах. Ця система має перевагу у видаленні потенційно шкідливих матеріалів з відходів перед їх спалюванням. Він також передбачає деяку переробку матеріалів.

    Атрибуція

    Модифікований Мелісою Ха з наступних джерел: