|
| |
|
Главная -> Экология
Меморандум. Переработка и вывоз строительного мусораН.А.Свиточ Захоронениена полигонах твердых бытовых отходов,подверженных гниению, неизбежно приводит кобразованию биогаза. Методы контроля заобразованием и утилизацией биогаза внастоящее время достаточно разработаны ишироко используются за рубежом. Газ обычноотводится путем отсоса и направляется насжигание в открытом факеле или призначительных количествах исоответствующем качестве утилизируется. Биогаз– токсичное и взрывоопасное вещество,поэтому за его образованием исвоевременным отводом необходимо вестистрогое наблюдение. Еслинад полигоном отсутствует непроницаемыйверхний слой, газ уходит в атмосферу. Однакочасто даже сооружение непроницаемого слоянад отходами не решает проблемы, т.к. в этомслучае газ из зоны захоронения мигрирует вгоризонтальном направлении. Сборбиогаза осуществляется из вертикальныхскважин, пробуренных на месте ужезаполненных хранилищ, или горизонтальныхскважин-коллекторов, сооруженных впроцессе складирования отходов. Впробуренный ствол скважины на глубину неменее 10 м (лучше 20—30 м) помещаетсяперфорированная в нижней части стальнаятруба. Затрубное пространство хранилищазаполняется гранулированным материалом.Верхняя часть затрубного пространствабетонируется для предотвращенияпоступления в скважину воздуха. Типичноеоборудование для сбора биогаза состоит изсоединения с всасывающим трубопроводом,диафрагменного расходомера и задвижки длярегулирования потока. Наколичество образующегося биогаза влияют: · состав, возраст, плотность,температура и влажность отходов; · площадь, глубина, способыэксплуатации и рекультивации хранилищаотходов; · водный баланс хранилища. Внаиболее простом случае газы могутсобираться и направляться по трубопроводампотребителю в качестве топлива вместодругих источников энергии. Энергетическийпотенциал биогаза составляет 21 МДж/м3. Другимнесложным вариантом использования биогазаявляется его сжигание в специальныхустановках для получения электроэнергии.Это могут быть газовые двигатели с искровымзажиганием, газовые турбины. Газовыедвигатели позволяют создаватьмаломощные установки. Наиболеецелесообразно применение двухтактныхгазовых двигателей без впускающих ивыпускающих клапанов. Газовые турбины эффективны примощности более 2 МВт. КПД газовых турбинсоставляет 32 %. Получениевысококачественного газа – болеедорогостоящий вариант, которыйпредполагает удаление неметановыхкомпонентов, что достигается химическимиили физическими методами сепарации. Пометоду фирмы Карбо-Тех (Германия)очистка биогаза (для использования,например, в газовых двигателях)производится в две стадии. На первой стадииизвлекается сероводород, а на второйпроизводится удаление галогеносодержащихуглеводородов. В качестве очищающеговещества применяется активированный уголь. Напервой стадии ониграет роль катализатора превращениясероводорода в элементарную серу.Остаточное содержание сероводорода послепрохождения газом в этом случае равно 5 мг/м3.Следует заметить, что активированный уголь,на котором осаждается элементарная сера,периодически заменяется на свежий. Навторой стадииактивированный уголь играет рольадсорбента. По достижении емкостинасыщения он восстанавливается путемдесорбции адсорбированныхгалогенсодержащих углеводородов.Десорбция производится с помощью пара,нагретого до температуры 130° С, паро-газоваясмесь конденсируется, а конденсатутилизируется. Длявыработки 1 МВт энергии необходима подачабиогаза в количестве 525 м3/ч. Считается,что одна скважина дает 80 м3/ч газа. Высокаяплотность мусора позволяет извлекать газ сбольшой скоростью. Обычная свалка можетвыдавать газ в течение 10—12 лет. Максимумпроизводительности приходится начетвертый год, затем происходит медленноеее снижение. Послеокончания эксплуатации скважины, т. е. когдасбор образовавшегося биогаза становитсяэкономически неэффективным (концентрацияметана становится очень низкой), необходимконтроль за его образованием иобезвреживанием. Один из способовобезвреживания – окисление метанавоздухом в поверхностных слоях почвы вприсутствии бактерий. В результатеобразуется углекислый газ, которыйдиффундирует из почвы в атмосферу. Одноиз первых в США захоронений отходов свыработкой биогаза площадью 14 гафункционировало с 1978 по 1985 г. В немнаходились 1 млн. т мусора и 0,5 млн. тпромышленных отходов. Свалка давала 60 млн. м3газа в год или 6868 м3/ч. Полный ресурсмощности такой свалки составил 13,1 МВт. С1983 г. фирма Блю Серкл (США) применяетгаз из хранилищ отходов для обжига цемента.Другое хранилище, Стоун (США), имеетплощадь 40 га, объем полости 10 млн. м3,глубину от 25 до 45 м. Продуктивность хранилища 7500м3 газа в 1 ч при содержании метана 50 %,что позволяет получить электроэнергию вколичестве 5—7 МВт с применением двигателейэлектроискрового зажигания и газовыхтурбин, а также тепловую энергию ототработанных газов. Установкасостоит из 20 скважин, соединенныхтрубопроводом длиной 2200 м,газокомпрессорной станции, включающей трипоршневых компрессора, водяногохолодильника, градирни и КИП. Газтранспортируется потребителю потрубопроводу на расстояние 5000 м. Ужев 1985 г. в США работало более 30 установок,использовавших биогаз, вырабатываемый наполигонах отходов. В Германии в частнойкоммерческой эксплуатации имеется рядустановок малой мощности, вырабатывающихэлектроэнергию путем сжигания биогаза изхранилищ отходов. В Великобританиисуществуют установки по обжигу цемента икирпича, применяющие биогаз из хранилищмусора. Такимобразом, к настоящему времени накоплензначительный практический опыт поиспользованию биогаза из хранилищ мусора иотходов. В нашей стране таких установок нет,что помимо упускаемой экономической выгодыприводит к загрязнению газом окружающейсреды. Опасностьгазохимической загрязненности объектаоценивают в зависимости от интенсивноститечения активных микробиологическихпроцессов на свалке ТБО и количествубиогаза, образующегося в разное время. Цельдегазации свалок, по мнению зарубежныхспециалистов, — исключение отрицательноговоздействия биогаза на окружающую среду.Для этого свалки герметизируют, (дляпредотвращения неконтролируемой утечкибиогаза), или свалочный газ целенаправленнособирают и обезвреживают. Дляполного исключения эмиссии биогазаисследуют процессы его распространения вкаждом конкретном случае. Как показываетпрактика эксплуатации полигонов ТБО,биогаз, образующийся в толщескладированных отходов, распространяетсяпреимущественно в горизонтальномнаправлении, и эмиссионная ситуациязависит главным образом от состоянияверхнего слоя отходов и степени их изоляцииот атмосферного воздуха. Смешение биогаза сатмосферным воздухом происходит в верхнем,более рыхлом слое свалки. При уплотненномверхнем слое или наличии герметичногопокрытия свалки биогаз концентрируется ивыделяется на откосах и ограниченныхучастках поверхности полигона. Длядегазации свалок используют такие методы,как пассивная дегазация, производимая засчет собственного избыточного давления,имеющегося в толще свалки, и активнаядегазация, осуществляемая с помощьюспециальных устройств для добычи газов. Пассивнуюдегазацию свалокприменяют редко, так как этот методнедостаточно эффективен и требует высокойстепени изоляции свалки. Дляактивной дегазации используютсредства, обеспечивающиевысококачественный отсос биогаза ипредотвращающие его утечку. Надежнозащититься от эмиссии биогаза по периметрусвалки можно, разместив газосборныеколодцы на расстоянии до 30 м друг от друга, атакже поддерживая более высокое разрежение.В результате мигрирующий биогазпринудительно смешивается с большимколичеством воздуха, что в большинствеслучаев исключает возможность егоиспользования из-за образованиявзрывоопасных смесей биогаза с воздухом. Эффективнаядегазация возможна при обеспечениисущественного разрежения в толще свалки;сведении до минимума подсоса воздуха;стабильности работы сооружения в течениедлительного времени; наличии достаточныхмощностей по отводу газа. Хорошозарекомендовали себя системы вертикальныхскважин, соединенные горизонтальнымидегазационными трубопроводами. Вертикальнаягазовая скважина представляетсобой колодец диаметром 0,6-1,2 м, внутрикоторого имеется перфорированная труба изполиэтилена высокого давления или другогоантикоррозионного материала.Горизонтальные трубопроводы, соединяющиегазовые скважины, производят изполиэтиленовых труб. По образованнойсистеме трубопроводов биогаз подается насжигание либо на утилизацию другимспособом. Энергетическиполезным считают биогаз с отношениемконцентрации СН4:СО2 = 1:5. Однакопри использовании сооружений системдегазации свалок возможны нарушенияанаэробных условий в толще отходов,приводящие к подавлению процессаметаногенеза. Так, отношение концентрацииСН4:СО2 в биогазе менее 1:2, атакже наличие кислорода и присутствиеазота в количестве более 1 % являетсясигналом проникновения биогаза в толщувоздуха. В этом случае необходимы срочныемеры по дополнительной герметизациискважин. Голылтейнскоегазовое общество (ФРГ) разработалоконструкцию газового зонда,обеспечивающего необходимые условия присооружении системы дегазации свалок. Зондвыполнен в виде шлицованной трубы свнутренним диаметром 400-500 мм и длиной 6-10 м иможет быть укомплектован устройствами дляпрокачки газосборной камеры, чтобыпериодически очищать ее от проникающейгрязи Спомощью проходческой насадки, имеющейформу трубы, его забивают в тело свалки наглубину до 35 м. В процессе забивки трубуплотняется свалочный грунт в пристеннойзоне, что препятствует преимущественногоризонтальному перемещению биогаза. Дляустранения этого явления корпус зондаоборудован крестообразным рыхлителем.Вместе с проходческой насадкой в скважинувводят закрепленную в корпусе зонда трубуиз полиэтилена высокого давления диаметром160 мм. Призагрязнении и закупоривании зонд можнооткрыть и очистить с помощью подаваемогопод давлением биогаза, а также подходящегодля этих целей инертного газа. Возможнопрямое воздействие на процесс в зонерасположения зонда за счет внесениясубстанций микроорганизмов, штаммов идругих сред, разлагающих метан. Натрех свалках в районе Гамбурга (ФРГ) ужеустановлено до 200 зондов, биогаз от которыхиспользуется в одной утилизационнойустановке. Расчетная мощность установки 14МВт, что соответствует расходу получаемогобиогаза около 2500 м3/ч.
Необхідність рішучих кроків у напрямі підвищення ефективності використання енергоресурсів в усіх сферах суспільного виробництва в Україні давно назріла. Енергетичний сектор є без перебільшення одним з найкритичніших напрямків реформування, який потребує серйозного стратегічного та політичного переосмислення. Додаткової гостроти цій проблемі на сучасному етапі розвитку додає сформована у період індустріалізації висока енергомісткість товарної продукції та залежність України від імпорту енергоносіїв з-за кордону. Запозичений з минулого вузький погляд на енергетику, як на процес вироблення і доставки енергоресурсів, не дозволяє українському політикуму сформувати інтегроване бачення проблем єдиного соціально-економічного циклу. Побудова оптимальних схем енергозабезпечення та енергоспоживання, - куди входять не тільки виробництво і доставка енергоресурсів, але й споживання та утилізація відходів - має зайняти перше місце у суспільному виробництві. Вилучивши з поля зору чинник споживання та оцінку наслідків для навколишнього середовища діяльності енергетичних об’єктів неможливо всерйоз говорити про оцінювання ефективності управління енергоресурсами. Не усучаснивши своїх поглядів на енергетику ми, як суспільство, й далі будемо нехтувати величезним потенціалом, що криється в оптимізації споживання енергоресурсів, або витрачати все більше публічних ресурсів на компенсацію шкоди, якої завдає довкіллю наша однобока енергетика. Якщо суспільство, очолюване новими лідерами, перейме від віджилої пострадянської політичної еліти старі погляди на енергетику, то українці й далі платитимуть все більше і більше за спожиті енергоносії без надії отримати у найближчій перспективі якісні товари та послуги, а Україна, як держава, ще довгий час залишатиметься за бортом Європейської спільноти. На жаль перші практичні кроки нового українського уряду не вселяють оптимізму. Продовження фіскальної політики, яка заохочує імпорт енергоносіїв і байдуже ставиться до енергоефективних інвестицій в Україні, вказує на традиційність бачення проблем енергетики та підходів до їх вирішення. Насторожує також і підпорядкування Державного комітету України з енергозбереження Міністерству палива та енергетики, в умовах відсутності жодних змін стратегічного характеру у сфері внутрішньої енергетичної політики держави. Настав час привернути увагу суспільства, політиків та уряду до серйозних ризиків, пов’язаних із відсутністю або однобокістю реформ у енергетичні сфері , а також запропонувати всім політичним силам, зацікавленим громадським організаціям та бізнесу об’єднати сили для рішучих дій. Ми пропонуємо створити робочу групу, до складу її мають увійти представники Президента, Кабінету Міністрів, незалежних аналітичних центрів, наукових установ та громадськості. Група мусить забезпечити у трьохмісячний термін розроблення плану дій державної політики розвитку ефективного управління енергоресурсами. Ми вважаємо, що першочерговими завданнями цієї робочої групи мають бути: Проведення ревізії Законів України, програм уряду з точки зору ефективного та екологічного використання енергоресурсів, як основної передумови забезпечення стійкого розвитку українського суспільства на тривалу перспективу. Організація громадського аудиту органів влади стосовно енергоефективності Проведення публічних обговорень проблем енергоефективності у регіонах Започаткування процесу розробки державної стратегії енергоефективності Створення інституційних умов реалізації нової державної стратегії та програм Одним із результатів роботи групи має стати створення Національної Комісії для втілення протягом наступних 2х-2,5 років нової стратегії України з енергоефективності. Не зробити це – означає позбавити громадян України перспектив бути заможними в умовах відкритого конкурентного світу і зробити їх приреченими на існування в умовах корупції, подальшого соціального розшарування і нехтування інтересами людини. Добытый метан сделает уголь дешевле. Амр сша програма тарифної реформи та реструктуризації комунальних підприємств. Энергоаудит объектов коммунального хозяйства и промышленных предприятий. Изменение климата. Стимулиробание энергосбережения вцветной металлургии. Главная -> Экология 
|