XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Проблема ТБО: переход из отходов в доходы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хайдукова И.Д. 1

---

1Негосударственное учреждение "Школа "Престиж"

Колесникова Т.А. 1Хомич А.А. 1

---

1Негосударственное учреждение "Школа "Престиж"

Работа в формате PDF

138.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Проблема чистоты планеты, городов, утилизации промышленных, сельскохозяйственных, бытовых отходов давно превратилась в глобальную экологическую проблему для всех стран. Масштабы проблемы мусора, отходов становятся просто недопустимыми. Мусор – это свидетельство запущенности, заброшенности, упадка – как отдельного дома, так и города, и страны, и всей планеты.

Вот статистические данные, свидетельствующие о том, сколько отходов производит 1 человек в разных странах:

• до 400 кг мусора производит 1 человек в год в России.

• на каждого казахстанца ежегодно приходится более 165 кг мусора.

• в Германии на каждый человек в среднем производит 600 кг мусора.

• во Франции 1 человек производит 513 кг в год.

• в США 1 человек производит 500 кг отходов в год.

• в Швеции 1 человек производит 452 кг отходов в год.

• в Дании 1 человек производит 781 кг в год.

По данным Всемирного банка, ежегодно человечество производит чуть более 2 млрд тонн твердых бытовых отходов.

Причины загрязнения окружающей среды носят глобальный характер и заключаются в следующем:

1. Идет процесс роста численности населения.

2. Увеличиваются масштабы хозяйственной деятельности человечества.

3. Нерационально используются природные ресурсы во многих странах мира.

Но в некоторых странах проблемы ТБО решаются. Например: в Швеции нет свалок – эта страна перерабатывает 99% своих отходов; Германия превращает 64% твердых бытовых отходов (ТБО) в 50 млрд евро ежегодного дохода; в Японии из спрессованного мусора строят острова.

В Казахстане объем переработки твердых бытовых отходов составляет 14% от объема сбора, более 20 полигонов ТБО в стране переполнены, а казахстанские предприниматели-переработчики пока только в поиске эффективной бизнес-модели.

Таким образом, проблема ТБО актуальна для отдельных населенных пунктов, в частности, и для города Алматы.

Как избавиться от ТБО, превратить эти отходы в доходы и спасти окружающую среду? Считаем, что поставленные вопросы являются архиактуальными и общечеловеческими проблемами.

Гипотеза: если ТБО не будут подвергаться технологической переработке, то экологическое состояние города Алматы и его пригородной зоны достигнет «крайне тяжелого состояния». Изучение мирового опыта переработки ТБО позволит выбрать технологию, которая может быть адаптирована к условиям города Алматы и позволит внести существенный вклад в решение проблемы сохранения окружающей среды города и его пригородной зоны.

Цели:

1. Изучить мировой опыт переработки ТБО и определить наиболее доступный способ переработки для города Алматы.

2. Предложить пути решения проблемы ТБО в городе Алматы.

Задачи:

1. Проанализировать способы переработки ТБО в разных странах мира.

2. Изучить проблему переработки ТБО в Казахстане, определить и объяснить причины увеличения их объемов.

3. Провести классификацию отдельных стран мира по переработке ТБО, указать способы сортировки, утилизации, преимущества и недостатки этих способов. Составить таблицу «Как сортируют и перерабатывают ТБО в отдельных странах мира».

4. Выбрать технологию переработки ТБО для города Алматы.

5. Предложить пути решения проблемы ТБО в РК и городе Алматы.

Методы исследования: изучение и анализ информации по теме исследования, метод формирования гипотезы, метод продуцирования идей, наблюдение, анализ и синтез, сравнение, обобщение, классификация.

1. «Мусорная цивилизация»

1.1 Причины увеличения мусора

В каждой семье, каждый человек выбрасывает мусор и с каждым годом его становится все больше и больше.

Можно назвать несколько причин увеличения мусора в последние годы:

-рост производства товаров одноразового использования;

-увеличение количества ярких, синтетических упаковок;

-повышение уровня жизни, позволяющие пригодные к использованию вещи заменять новыми.

1.2. Способы утилизации ТБО

Наибольшее распространение получили три способа переработки мусора:

1. Устройство специально оборудованных свалок (самый распространенный и дешевый, но не лучший способ);

2. Компостирование мусора;

3. Утилизация на мусоросортировочных и мусороперерабатывающих заводах.

Рассмотрим каждый из этих способов:

Оборудованные свалки представляют собой специально сооруженный склад для отходов. Место для них выбирается с учетом определенных условий:

- значительное расстояние от населенных пунктов;

- роза ветров (чтобы ветер не дул к жилым массивам);

- вдалеке от охраняемых природных территорий;

- вдали от водоемов (для защиты грунтовых вод);

- достаточно большая территория.

Сделать это далеко не просто. Ведь нужны ещё подъездные дороги, ограждения, обслуживающий персонал и техника Доставленный на свалку мусор должен разравниваться, уплотняться и укрываться слоями строительного мусора. Чаще всего мусор сваливают в большую кучу, иногда разравнивают, а чаще всего сжигают – это грубое нарушение переработки.

Компостирование мусора - способ обезвреживания и использования отходов. Этим способом можно перерабатывать только органические вещества, имеющие естественное происхождение (растительное или животное)

Под воздействием бактерий и кислорода они разлагаются. Отходы перегнивают и образуют компост, который применяют как сырье для удобрений или корм для животных.

Мусоросортировочные и мусороперерабатывающие заводы.

Мусоросортировочные заводы готовят вторсырье для дальнейшей переработке, а мусороперерабатывающие заводы сжигают, перерабатывают мусор. Этот метод пока является самым эффективным и безопасным способом переработки, ведь при высокотемпературном процессе переработки исключается попадание в воздух токсических веществ.

Проблема утилизации отходов актуальна для всех стран.

2.Способы переработки отходов в разных странах мира

2.1. Переработка отходов в Германии

Немцы уверены, система утилизации отходов работает эффективно, когда модернизируется инфраструктура, проектируется новое оборудование, развивается экологическое сознание граждан. Ведь переработка мусора – это не только чистый город, но и отдельная – очень важная – сфера экономики.

За год в Берлине на человека собирается 127 кг перерабатываемых материалов и 323 кг остальных несортированных отходов. (Для сравнения, на каждого жителя Москвы образуется 500 кг обычного и 40 кг токсичного мусора в год.) По опросам, около 15 % жителей Берлина регулярно сортируют мусор, 20 % не сортируют совсем и остальные сортируют нерегулярно или не всё.

Плата за отходы жильцов входит в квартплату, предприятия платят за тот объем отходов, который вывезут с их территории. Муниципальные компании, которые собирают бытовые отходы, должны финансироваться исключительно за счет пошлин за мусор. Они являются собственностью городской власти и не могут сделать прибыль, хотя на «лишние» деньги могут развивать новые технологии. Тот, кто сдает отходы, может выбрать, кому их сдать: частному предприятию или муниципальной компании, так что между ними есть конкуренция за отходы. Эта конкуренция не позволяет возрасти плате за отходы.

2.2. Переработка отходов в разных штатах США

В разных штатах страны действуют особые типы муниципальных программ по сбору мусора. Всего их три. Какую выбрать, решают местные власти, и в большинстве своем муниципалитеты поощряют жителей к сортировке мусора.

Чаще всего в домах, оборудованных мусоропроводом, выбрасывают пищевые отходы, сложенные в один пакет. То, что не поддается сортировке, выбрасывается в другом пакете. Старую бумагу складывают рядом, банки и бутылки помещают в контейнер, который расположен на площадке. Все это потом выносит мусорщик.

В некоторых штатах, например, в Сан-Франциско (Калифорния) возле домов, не оборудованных мусоропроводом, устанавливают специальные контейнеры для разных типов отходов: для стекла, алюминиевых банок, пластиковых упаковок и бутылок; для бумаги и картона; для пищевых отходов.

Позже за этими контейнерами приезжает мусоровоз, а в некоторых штатах даже не один. Например, во Флориде население обслуживают специальные машины с раздельными отсеками: в один грузится пластик, в другой — бумага. Следом проезжает машина, которая забирает пищевые отбросы.

В других штатах для сбора сортированных отходов устраивают отдельные дни приема мусора. Местные власти заранее информируют население о времени, когда каждый может вынести бумагу, стекло и пластик к проезжей части. После чего специальные машины проезжают по улице, собирая рассортированный мусор.

Верхом технологичности являются оптические сканнеры. Их программируют так, что из всей кучи мусора они выделяют пластик определенного вида. Например, галлоновые бутылки из-под воды и молока. Когда луч «видит» такую бутыль – он подает сигнал сотням воздушных фонтанчиков, установленных на ремне большого конвейера. И те выдувают ее на сторону, на отдельный конвейер. Каждый такой «умный» сканер» стоит около ста тысяч долларов.

Рассортированный утиль прибывает на упаковочный пресс. Отсюда выходят готовые продукты завода – прессованные брикеты из пластика, бумаги, металла весом каждый до полу-тонны. Они похожи на какую-нибудь урбанистическую художественную инсталляцию. Брикеты продают промышленным предприятиям. Их них опять делают бутылки, банки и другие предметы обихода ньюйоркцев.

2.3. Переработка отходов в Швеции

Швеция — один из мировых лидеров по переработке отходов. По данным местной ассоциации по переработке Avfall Sverige на 2019 год, на свалки отправлялось лишь 0,8% всех отходов в стране. При этом говорить, что шведы абсолютно все остальное отдают на переработку, нельзя: по данным на тот же год, 50% отходов сжигалось для производства энергии. Также шведы пытаются сократить количество отходов за счет повторного использования вещей.

2.4. Переработка отходов в Южной Корее

Переработка мусора может повлиять на стоимость жилья. Это произошло в Южной Корее. Квартиры в небольшом городе Ханам, что в 20 километрах от Сеула, подорожали после того, как там построили мусороперерабатывающий комплекс, сообщает корреспондент. Этот объект стал местной достопримечательностью. У мусора неприятный запах, но воздух в окрестностях Ханнамского комплекса всегда свежий. Стопятиметровая башня, откуда можно увидеть весь город, это труба бывшего завода по утилизации отходов. Четыре года назад здесь построили первый в мире подземный мусороперерабатывающий комплекс.

Строительство завода избавило нас от проблемы неприятного запаха. Повысился комфорт жителей Ханама, улучшилась экология. Ежедневно здесь перерабатывается около 15 тонн мусора. Брикеты мы продаем в качестве сырья заводам. Прибыль идет на нужды города и управление предприятием. В городе с помощью видеокамер следят за незаконным выбросом мусора. Нарушителям грозит штраф до одной тысячи долларов. Скорее всего, поэтому на улицах и чисто. А на поверхность мусороперерабатывающего комплекса жители приходят отдыхать. Здесь построили парк, спортивный комплекс и бассейн. Для Южной Кореи это предприятие является своеобразной достопримечательностью. На нем перерабатываются практически все виды отходов. Из пищевых на заводе делают специализированный корм для животных. Бытовые отходы перебираются и из них делают вторичное сырье. Весь проект подземного предприятия оценен в 275 миллионов долларов. На эти средства были закуплены оборудование для сортировки, установки по переработке и устранению неприятного запаха.

К примеру, одна из установок способна перебирать пластиковый мусор до мельчайшей крошки. Впоследствии ее прессуют и получают топливо, которое используется для теплоэлектростанций. Основные виды отходов, которые на заводе перерабатывают чаще всего, - это пластик, бумага, полиэтилен и пенопласт. Одно из преимуществ заключается в том, что предприятие не выделяет никаких запахов и не загрязняет атмосферный воздух. После введения завода в эксплуатацию в городе значительно улучшилась экологическая обстановка.

2.5. Переработка отходов в России

2.5.1. Как перерабатывают пластиковые бутылки в России

Переработанный пластик ничем не отличается по качеству от того, что поступает на предприятие. Готовое сырье используется для производства новых пластиковых бутылок. Сырье закупается на мусорных полигонах, мусоросортировочных предприятиях и в частных сборниках.

2.5.2. Как перерабатывают полиэтиленовые пакеты в России

Ежегодно только в Москве используют и выбрасывают миллионы полиэтиленовых пакетов. Оказывается, некоторые из них успешно перерабатываются. Корреспонденты Recycle отправились в Подмосковье на завод компании «Эксперт Втор». После сортировки пакеты определенного цвета пускают в дробилку. В ней на V-образных ножах пленка измельчается до однородных по размерам частиц. Следующий этап – это агломерация. В нем происходит так называемая «варка», в результате масса спекается в отдельные мелкие шарики.

2.5.3. Как перерабатывают электронику и технику в России

Корреспондент Recycle отправился в подмосковную Лобню, чтобы увидеть и сфотографировать, как утилизируется электроника и техника на предприятии ЗАО «Петромакс» финского концерна Kuusakoski recycling в России. Здесь рабочие вручную разделяют металл, провода и пластик. Картонную упаковку прессуют и отправляют на переработку другим предприятиям. То, что рабочие не отделили руками, отправляется в дробилку. Затем от раздробленного сырья отмагничивается железная фракция, она идет в черный лом. Ее вывозят по железной дороге на продажу.

2.5.4. Как перерабатывают старую одежду и текстиль в России

Благотворительные магазины «Спасибо!» работают в Санкт-Петербурге на протяжении пяти лет. По всему городу команда проекта установила более 30 контейнеров для сбора ненужных вещей. В какой-то момент они решили запустить собственную линию переработки. Теперь с помощью производственного станка здесь получают новый материал — ватин. Это волокно может использоваться в строительстве в качестве шумоизоляционного материала. Также его применяют при изготовлении ватных подушек, матрацев, одеял, мебели, игрушек, спецодежды и других изделий. Смотреть весь процесс подробнее.

2.5.5. Как перерабатывают полиэтиленовые пакеты в России

Ежегодно только в Москве используют и выбрасывают миллионы полиэтиленовых пакетов. Оказывается, некоторые из них успешно перерабатываются. Корреспонденты Recycle отправились в Подмосковье на завод компании «Эксперт Втор». После сортировки пакеты определенного цвета пускают в дробилку. В ней на V-образных ножах пленка измельчается до однородных по размерам частиц. Следующий этап – это агломерация. В нем происходит так называемая «варка», в результате масса спекается в отдельные мелкие шарики. [4]

3. Переработка отходов в Казахстане

На сегодняшний день в Казахстане объем накопленных твердых бытовых отходов (ТБО), по экспертным оценкам, составляет 25 млрд тонн. Общее количество полигонов превышает 4 тыс., причем узаконенных только 307. Эти цифры продолжат расти, если не принять меры. Одной из них является переработка ТБО, но с ней дела обстоят нелучшим образом: только 5% твердых отходов перерабатываются, остальные же 95% помещаются на полигоны для хранения и захоронения. Между тем на заседании правительства в начале года министр экономики и бюджетного планирования Ерболат Досаев сказал: «Если мы говорим о реализации концепции по вхождению в тридцатку наиболее развитых государств, то понятно, что проблема утилизации ТБО становится одной из самых важных». Однако на сегодня мусор медленно ищет себе «вторую жизнь», невзирая на звучащие с трибун лозунги о необходимости перехода к зеленой экономике.

Объем переработки ТБО в Казахстане увеличился за год на 3% и составляет сейчас 14% от объема сбора. Концепция по переходу страны к зеленой экономике предусматривает, что к 2030 году этот показатель вырастет до 40%.

Однако за годы независимости в Казахстане так и не удалось возвести ни одного крупного мусороперерабатывающего завода. Во всей Центральной Азии работает только одно такое предприятие — в Астане, на котором осуществляются сортировка отходов и переработка пластика и бумаги на оборудовании испанского, итальянского, австрийского и финского производства. Проект стоимостью 36 миллионов евро рассчитан на переработку 250 тысяч тонн твердых бытовых отходов в год. Но, как говорят эксперты, на сегодняшний день загруженность предприятия составляет 30 процентов.

В скором времени в Астане намерены перерабатывать мусор по американским технологиям. Уже в июне этого года обещают запустить новый цех, где из пластика и пакетов будет производиться бытовое печное топливо, которое станут использовать для функционирования самого предприятия — отопления и получения производственного пара. Излишки планируется продавать другим организациям.

Однако это единичный такой проект в Казахстане, если он к тому же будет успешным, потому что такие предприятия у нас почему-то «не приживаются». Вспомнить хотя бы мусороперерабатывающий завод, который был построен в Алматы в микрорайоне Дорожник в 2007 году. Сейчас его вытеснила барахолка, а народ до сих пор критикует акимат, вложивший в проект бюджетные деньги, которые «растворились», и учредителей в их некомпетентности и недобросовестности. [2,3]

4. Экспериментальная часть. Классификация отдельных стран мира по переработке ТБО

Изучая проблему ТБО в Казахстане и, в частности, в городе Алматы, мы пришли к выводу, что нам необходимо изучить опыт наиболее продвинутых стран мира в решении этой проблемы.

Проанализировать способы сортировки и переработки мусора, выявить преимущества и недостатки в их использовании для того, чтобы подобрать нужную для Казахстана технологию, чтобы адаптировать ее в нашем городе Алматы.

Для этого автор научного проекта разработал таблицу «Как сортируют и перерабатывают ТБО в отдельных странах мира» по принципу классификации. Считаем, что критериями отбора способов утилизации отходов и технологий переработки ТБО должны быть: экологичность, экономичность, рентабельность, доступность, надежность, простота.

Таблица 1 – Как сортируют и перерабатывают ТБО в отдельных странах

мира

Для нашего города Алматы можно было бы полностью использовать японскую технологию борьбы с ТБО (см. таблица 1), а также подошёл бы интегрированный с другими странами способ сортировки и утилизации ТБО.

I. Сортировка мусора

1. Сортировку мусора начать дома 4 – 5 пакета (можно разного цвета).

Первый пакет – стекло, металлические отходы;

Второй паке – пластиковые упаковки, бутылки;

Третий паке – бумага, картон;

Четвёртый пакет – пищевые отходы;

Такую сортировку мы предлагаем по опыту США.

2. Раскладываем мешки разных цветов в контейнеры 4 – 5 цветов для всех видов мусора (по опыту Швейцарии).

II. Утилизация ТБО

1. По опыту Франции можно организовать работу мусоросортировочных заводов следующим образом: на заводах работают упаковочные прессы, выпускающие прессованные брикеты из пластика, бумаги, металла. Эти брикеты повторно перерабатываются, в результате переработки получаемое тепло идет на обогрев теплиц, помещений, а зола используется в строительстве для изготовления строительного материала.

2. На основе технологии США и Японии предлагаем мусоросжигающие заводы, на которых используется самая современная технология утилизации – плазменная газификация. Согласно этой технологии производится сжигание ТБО, в результате которого образуемый шлак прессуется в брикеты используемые в дальнейшем в строительстве.

Необходимо разработать технологический процесс, который мог бы включить в себя все этапы утилизации (мусоросортировку и мусоросжигание) на одном мусороперерабатывающем заводе нового типа. Считаем, что со временем нам удаться разработать такой проект.

5. Меры по решению проблемы перехода от отходов в доходы

Таким образом, возможность использования известных и апробированных способов борьбы с ТБО, позволит Казахстану перейти к использованию безотходных технологий. Для этого необходимо дорогостоящее оборудование, экономическая база, соответствующая инфраструктура, значительные капиталовложения.

Изучая информацию, мы сделали следующую подборку основополагающих мер по решению проблемы ТБО для того, чтобы отходы можно было превратить в доходы.

5.1. Регулирование производства

Сократить использование пластмасс в производственных процессах: применять альтернативные, переработанные или биоразлагаемые материалы; совершенствовать конструкции изделий с целью уменьшения количества пластика, увеличения срока службы продукта, его ремонта и повторного использования; запретить определенные виды одноразового пластика; использовать многоразовый и биоразлагаемый упаковочный материал.

5.2. Совершенствование системы сбора и утилизации отходов

Отходы следует перерабатывать и использовать повторно в качестве сырья или для производства энергии. Только конечные отходы, такие как зола, нужно вывозить на свалку или использовать в строительстве. Для контроля за этими процессами необходимо разработать интегрированную систему управления отходами.  Внедрение таких систем стоит дорого. Развивающиеся страны не могут сразу перейти на такие сложные технологии. Международное сотрудничество должно помочь бедным странам знаниями и субсидиями.

5.3. Получение энергии из отходов

Отходы можно преобразовать в пар, тепло, электричество и топливо. Это выгодно по следующим причинам: высокая экономия энергии в сравнении с переработкой пластика; не требует предварительной обработки отходов; можно использовать смешанные или загрязненные отходы; этим можно заменить ископаемое топливо.

При сжигании отходов, в атмосферу выбрасываются токсические вещества и большое количество углекислого газа, чтобы предотвратить эти последствия необходимо хорошая система отчистки выбросов.

5.4. Биоразлагаемый пластик

Биополимеры или биопласты представляют собой полимеры, полученные из возобновляемого сырья. Они разлагаются на воду, диоксид углерода и органические вещества под действием микроорганизмов. Биоразлагаемые полимеры актуальны для товаров с коротким сроком службы: одноразовые приборы, пленка, упаковка. Но остается много неопределенностей: сложность в обращении с отходами, необходимость специальных установок для сбора и компостирования, низкие объемы производства и высокие затраты на него и др.

Таким образом, необходимо запретить производство пластмассовых изделий, которые вредны для окружающей среды; переходить на безотходное производство; преобразовывать отходы в энергию, а при переработке отходов использовать возобновляемую энергию; использовать биоразлагаемый пластик.

Заключение

Изучив весь теоритический материал по теме исследования, проанализировав способы сортировки и переработки ТБО в некоторых странах мира мы пришли к выводу: решение проблемы с ТБО надо начинать прежде всего с себя и отходы можно перевести в доходы.

Сортировать собственный мусор по видам и раскладывать в мешки, а затем отправлять в контейнеры. Такой подход будет способствовать упрощению сортировки и переработки ТБО на мусороперерабатывающих заводах. Шлак, образующийся при сжигании мусора, использовать в строительстве зданий и даже островов (по опыту Японии). Выделяемую в ходе переработки мусора энергию использовать в хозяйстве.

Необходимо проводить организационно просветительскую работу с населением, пропагандировать и прививать экологическую культуру. Большую работу в этом направлении возложить на дошкольные учреждения, школы, колледжи и вузы. Использовать СМИ и разные виды рекламных носителей: средства уличной пропаганды (билборды, ситиборды, медиаборды, в метро, на транспорте и т.д.). Все эти рекламные носители идеально подходят для воспитания экологической культуры населения. Оповещают людей о том, как экологически грамотно обращаться с ТБО.

Считаем, что нам необходимо выйти на специалистов акимата города Алматы с предложением по организации работы мусороперерабатывающего завода города Алматы с использованием опыта Японии, Швеции, США. А также, желательно соблюдать меры по решению проблем, проблем ТБО с тем, чтобы превратить отходы в доходы. Способствовать формированию в Казахстане «безотходной философии» ка в Японии и не иметь ни одной мусорной свалки, как в Швеции.

Список использованных источников информации и литературы

1.https://recyclemag.ru/article/sposob-resheniya-problemi-zagryazneniya-mikroplastikom

2.https://tengrinews.kz/kazakhstan news/43-milliarda-tonn-tverdogo-musora-skopilos-v-kazakhstane-212016/

3.https://aqparat.info/news/2018/10/08/9008572-kto_reshaet_problemy_tbo_v_almaty.html

4.https://go.mail.ru/search?q=%DO%BA%DO%BA%+D1%81%DO%BE%DO%B1%DO%B8%D1%80%DO%BO%D1%8E%d1%82+%DO%BC%D1%8%DO%B83%D1%81%Do%BE%D1%80%Do%B2+%d1%8F%Do%DF%DO%BE%DO%B8%DO%B8fm

5. Н.Ф. Реймерс Охрана природы и окружающей человека среды. //Словарь – справочник. Просвещение – 1992 г.