ОБЛАГОРОДИМ... МУСОР

Одной из острейших экологических проблем в Украине является утилизация городского мусора. Города растут, количество отходов увеличивается, с каждым годом ухудшается экологическая обстановка, а отношение к мусорной проблематике практически не меняется. Его можно сформулировать примерно так: куда бы его девать, чтобы его не было и чтобы это ничего не стоило? При таком подходе к столь сложной проблеме мусору еще долго будет уготована только одна участь — свалка. Как следствие — сегодня городские свалки занимают десятки и сотни гектаров, чадят, дымят, загрязняют землю, воздух, воду. На свалках образуется целый букет сильнейших ядов и токсикантов — бензопирены, меркаптаны и один из самых «свежих» и сильнейших ядов —диоксин. Таким образом, погоня за сиюминутной дешевизной оборачивается возникновением вблизи городов мощных термохимических мин замедленного действия, разминирование которых потребует со временем крупных затрат. На Западе давно поняли, что «по дешевке» мусорную проблему не решить. Там выделяются большие средства и на государственном уровне интенсивно ведутся научно-исследовательские работы по созданию экологически чистых технологий переработки и обезвреживания промышленного и бытового мусора.

В Украине разработкой технологий утилизации мусора никогда не занимались и сейчас практически не занимаются. Поэтому сегодня мы не владеем ни одной своей технологией утилизации мусора. В данной ситуации ничего другого не остаётся, как закупать мусороутилизирующее оборудование за рубежом. Оно стоит очень дорого: даже не все крупные города в состоянии приобрести это импортное оборудование. Вот и получается, что не имея ни своих технологий утилизации мусора, ни средств на их покупку за рубежом, Украина вынуждена все больше и больше замусориваться, сбрасывая мусор на обычные городские свалки.

В настоящее время в мире имеется много различных технологий избавления городов от мусора. Известны био- и биохимические технологии, технологии прессования или создания цивилизованных полигонов захоронения, а также различные технологии термического обезвреживания. Украина располагает таким научно-техническим потенциалом, который позволяет ей быстро решить проблему утилизации мусора. Из всего разнообразия указанных технологий чаще всего применяется сжигание мусора в специальных котлах. В ряде стран до 80% мусора обезвреживается термическим (огневым) методом. Целесообразно и Украине сосредоточить внимание на разработке термических методов утилизации отходов.

В термических методах утилизации мусор рассматривается как низкосортное топливо. На эффективность сжигания топлива, как известно, сильное влияние оказывает величина его теплотворной способности. Чем она выше, тем выше эффективность сжигания. Но на эффективность сжигания сильное влияние оказывает и диапазон, в котором колеблется теплотворная способность топлива. Оказывается, эта величена для мусора колеблется в широких пределах, поскольку зависит от многих факторов. Например, от того, когда происходит сбор мусора: зимой или летом. Но главным образом величина теплотворной способности зависит от того, по какой системе происходит сбор мусора.

Таким образом, перед тем, как решить, какому термическому методу утилизации мусора следует отдать предпочтение в Украине, нужно дать ответ на вопрос: как в Украине будет собираться мусор? Если так, как сейчас, без предварительной обработки, то нужны одни термические методы утилизации; если же как на Западе, например, в Германии, Франции, — другие. На Западе мусор формируется путем раздельного сбора, сортировки и сепарации, в Украине же отсутствует какая-либо его предварительная обработка. В результате получается, что теплотворная способность «украинского» мусора имеет величину порядка 1000—1200 ккал/кг, а «западного» — 2300—2400 ккал/кг.

В своё время в бывшем СССР при покупке мусоросжигающих котлов этому обстоятельству, скорее всего, не придавали должного значения. Построили много мусоросжигающих заводов с котлами производства ЧКД «Дукла» (Чехословакия), которые предназначены для сжигания «западных» отходов. При этом систему сбора мусора оставили прежней, т.е. без какой-либо предварительной обработки. В результате сжиганию приходится подвергать топливо, теплотворная способность которого почти в два раза ниже проектной. Существенно снижаются как экономические, так и экологические показатели термической переработки мусора. Так, например, на Киевском мусоросжигающем заводе «Энергия» производительность (по мусору) в два раза ниже, чем по проекту: 175 тыс. т/год вместо 350 тыс. т/год. Кроме того, значительно снижаются и другие экономические показатели работы завода. Высокая влажность «украинского» мусора увеличивает расход воздуха на сушку. За счет этого растет избыток воздуха в котле и, соответственно, падает его КПД. Удорожает переработку мусора в этом случае еще и то, что дополнительно приходится затрачивать много природного газа на подсветку.

Но это еще не весь букет отрицательных последствий того, что вместо «западного» мусора в «западном» котле сжигается его «украинский» собрат. Дело в том, что при сжигании низкосортного топлива практически невозможно постоянно поддерживать необходимый уровень температуры в топке (примерно 850 °С ). В этом случае из дымовой трубы в атмосферу выбрасывается повышенное количество вредных веществ. Из этой ситуации есть два выхода: либо существенно увеличить расход природного газа и за счёт этого обеспечить необходимую температуру в топке, либо сжигать мусор при температуре ниже оптимальной. Первый вариант невыгоден экономически, второй наносит существенный ущерб окружающей среде. Работа в подобных режимах, по-видимому, рассчитана на полную безнаказанность за грубые нарушения экологического законодательства.

Аналогичная ситуация складывается не только в Украине, но и в других странах СНГ. Её можно было бы поправить, заменив украинскую технологию сбора мусора на западную. Однако вряд ли можно рассчитывать на то, что в ближайшие годы технология сбора мусора в нашей стране изменится. Основанием для такого вывода могут служить следующие соображения. Во-первых, для перехода на новую технологию сбора мусора нужны большие средства. Однако учитывая тяжелое экономическое положение, в котором сейчас находится экономика Украины, трудно рассчитывать на возможность выделения под мусорную проблематику значительных средств. Во-вторых, трудно представить, что можно будет быстро обучить население Украины производить сбор мусора раздельно — то есть формировать «западный» мусор.

В Институте технической теплофизики (ИТТФ) НАН Украины предложен другой способ (патент Украины №34013А) решения проблемы. Его отличительной особенностью является то, что технология сбора мусора может оставаться прежней. Процесс же энергетического облагораживания мусора (как бы преобразование «украинского» в «западный») совершается не при его сборе, а уже непосредственно внутри топочного пространства мусоросжигающего котла. Для реализации данного способа существующий котел оснащается специальным теплогенератором. При помощи этого устройства образуется высокотемпературный теплоноситель, за счёт которого собственно и осуществляется энергетическое облагораживание мусора (сушка, пиролиз, газификация отдельных компонентов и т.д.) до попадания его для горения на колосниковую решетку.

На котле №2 ЧКД «Дукла» Киевского мусоросжигающего завода «Энергия» такой теплогенератор (ТХП-1000) уже установлен. Работа котла с ТХП-1000 показала: за счёт такого энергетического облагораживания удается значительно повысить эффективность переработки. Так при расходе природного газа — 50 нмЗ на ТХП-1000 достигнуты следующие результаты: на 10—30% увеличилась производительность (по мусору) котла, на 15—25% снизился расход природного газа на подсветку, на 3—7% повысился КПД котла, в 3—5 раз сократилось количество вредных газообразных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

В ИТТФ НАН Украины ведётся разработка технологии внутриотвальной газификации городского мусора (по авторскому свидетельству №385992 от 21.03.73.). Утилизация мусора по этой технологии имеет ряд преимуществ как экономического, так и экологического характера. Перечислим некоторые из них: позволяет утилизировать несортированный мусор, использовать его энергию при помощи существующих энергоустановок, свести до минимума транспортные расходы за счет создания в черте города внутриотвального газификатора в специальном подземном сооружении, получить за счет двухступенчатого горения мусора наиболее чистые продукты сгорания и т.д.

В заключение следует обратить внимание на то, что в большинстве государств Западной Европы и Америки правильная утилизация мусора приносит не убыток государственной казне, как у нас, а, наоборот, существенную прибыль.