Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4441| Назва: | Аналіз сучасних методів переробки та утилізації твердих побутових відходів |
| Автори: | Лобода, Олександр Андрійович Лисогор, Валентин Миколайович |
| Ключові слова: | ТПВ;ПЕРЕРОБКА;СОРТУВАННЯ;УТИЛІЗАЦІЯ;ПОВОДЖЕННЯ |
| Дата публікації: | чер-2023 |
| Короткий огляд (реферат): | Кваліфікаційна робота бакалавра: 77 с.; 11 рисунків; 4 таблиці; 22 джерела; мультимедійна презентація. Мета роботи: надати аналіз сучасним методам переробки та утилізації твердих побутових відходів; проаналізувати екологічні проблеми у сфері поводження з твердими побутовими відходами. Завдання роботи: проаналізувати проблеми утворення, транспортування , зберігання твердих побутових відходів, шляхи їх утилізації та переробки, а також державного контролю у сфері поводження з твердими побутовими відходами. Об’єкт дослідження: тверді побутові відходи. В роботі розглянуто та досліджено проблему поводження з твердими побутовими відходами; проаналізовані сучасні методи переробки та утилізації твердих побутових відходів, дана характеристика полігонів для ТПВ, проаналізований склад і властивості твердих побутових відходів. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4441 |
| Розташовується у зібраннях: | 101 Екологія (Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природо-користування) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Лисогор_БР.pdf Restricted Access | 1.22 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет технологій, будівництва та раціонального природокористування
Кафедра екології
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему АНАЛІЗ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ПЕРЕРОБКИ ТА УТИЛІЗАЦІЇ
ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ
Виконав: студент 5 курсу, групи ЗЕ-182
спеціальності 101 «Екологія»
(шифр і назва спеціальності)
_Лисогор В.М.__________________
(прізвище та ініціали)
Керівник _Лобода О.А.__________
(прізвище та ініціали)
Нормоконтроль _Хоменко О.М._____
(прізвище та ініціали)
Рецензент Бакум О.М.
(прізвище та ініціали)
Черкаси – 2023 рік
2
ЗМІСТ
Вступ 4
1 Аналітичний огляд літератури 6
1.1 Характеристика відходів та їх класифікація 6
1.2 Характеристика нормативних термінів та понять у сфері 9
поводження із твердими відходами
1.3 Тверді побутові відходи: джерела утворення, комплексне 12
управління та основні технології утилізації
1.3.1 Аналіз проблем поводження з ТПВ 12
1.3.2 Проблеми збору та утилізації ТПВ в Україні 14
1.3.3 Комплексне управління відходами 18
1.3.4 Основні правила та принципи знешкодження та 20
захоронення ТПВ
1.4 Основні правила і принципи знешкодження та захоронення 25
твердих промислових відходів
1.5 Правила лімітування підприємств щодо утворення та 27
розміщення твердих відходів
1.5.1 Загальнодержавні задачі у сфері поводження з ТПВ 27
1.6 Аналіз основних напрямків вирішення проблем твердих 29
відходів
2 Аналіз сучасних методів переробки та утилізації твердих побутових 31
відходів
2.1 Аналіз державної законодавчої політики у сфері поводження з 31
твердими побутовими відходами
2.2 Міжнародне співробітництво України і Європейського союзу 36
в сфері поводження з відходами
2.3 Морфологічний склад, основні фізичні та санітарно – 40
бактеріологічні властивості твердих побутових відходів
3
2.4 Характеристика основних методів знезараження та утилізації 45
твердих побутових відходів
2.5 Аналіз сучасних методи переробки та утилізації твердих 49
побутових відходів
2.6 Методи комплексного сортування відходів 64
Висновки 70
Перелік посилань 73
Додатки 76
Додаток А Апробація результатів роботи 77
4
ВСТУП
Проблема збору, накопичення та переробки твердих побутових відходів
для нашої країни є досить актуальною, оскільки загальні обсяги нагромадження
відходів в Україні сягають близько 30 млрд. тонн і на Україні під відходами
зайнято близько 160 тис. га землі, що є одним із найбільших показників
нагромаджень відходів у світі.
Майже всі тверді побутові відходи захоронюються на полігонах і
переважна їх більшість працюють в режимі перевантаження, тобто зі значним
порушенням проектних показників щодо обсягів накопичення відходів.
Одним із головних завдань вирішення проблеми поводження з ТПВ є
впровадження системи роздільного збирання органічних та неорганічних частин
ТПВ безпосередньо у споживачів, оскільки щорічно в Україні утворюються
майже 50 млн. м3 побутових відходів, причому до 40 % з яких містять
ресурсоцінні компоненти, які можуть бути повернені у господарський обіг
(папір, скло, пластик, тощо). Тому одним із головних напрямків вирішення
проблеми зменшення екологічного навантаження на довкілля є використання
відходів в якості вторинної сировини.
Перехід від валової до роздільної системи збирання ТПВ необхідно
здійснювати поступово, проводячи апробацію системи спочатку в окремих
мікрорайонах міста або навіть в окремих будинках районів, з метою виявлення
та аналізу недоліків та переваг. А потім вже на підставі одержаного досвіду
впроваджувати систему роздільного збирання ТПВ у всьому місті.
Аналіз стану проблеми технічного забезпечення збирання,
транспортування та переробки твердих побутових відходів показав необхідність
системного підходу до її вирішення. Такий підхід вимагає створення та
енергійного впровадження комплексу організаційних, економічних, технічних,
природоохоронних заходів.
5
Залишаються неповністю вирішеними проблеми збирання та ефективного
використання твердих відходів лісового господарства, парків,
сільськогосподарського виробництва тощо. Повна відмова від використання цих
відходів як традиційного палива не тільки значно прискорює повне виснаження
енергетичних ресурсів, але й погіршує санітарно-екологічний стан довкілля. Для
зменшення впливу відходів на навколишне середовище необхідно
вдосконалювати законодавчу базу, оновлювати обладнання підприємств,
розробляти нові схеми утилізації відходів, вдосконалення відчуття сумліності
громадян нашої держави.
Тому тематика роботи є досить актуальною, оскільки висвітлює питання
характеристики та аналізу сучасних методів переробки та утилізації твердих
побутових відходів, запровадження яких дозволить суттєво зменшити вплив на
довкілля полігонного методу захоронення відходів.
6
1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
1.1 Характеристика відходів та їх класифікація
Господарська діяльність людини призводить до виникнення різного роду
небезпек для навколишнього середовища. Абсолютно точного числа хімічних
речовин, створених людиною або виділених нею з природних джерел, невідомо.
За оцінками науковців загальна кількість речовин, що виділена з природних
джерел або створена людиною, перевищує 6 млн речовин і має тенденцію до
постійного зростання на 3-5 % від їх загальної кількості за один рік. Лише близько
80 000 речовин та їх сполук використовується людиною в господарстві та в
науковій діяльності. Деякі з цих речовин характеризуються біологічною
активністю, яка проявляється в їх мутагенних, канцерогенних, тератогенних
властивостях, що призводять до системних змін у клітинах, викликаючи
порушення в її структурно-функціональних системах забезпечення
життєдіяльності, а саме в:
• генетичній;
• мембранній;
• ферментно-білковій.
Неминуче призводить до появи відходів використання цих речовин і їх
сполук людиною в повсякденній діяльності [1].
До відходів належать будь-які речовини, матеріали і предмети, що
утворилися в процесі людської життєдіяльності та не мають подальшого їх
використання за місцем утворення чи виявлення, власник яких повинен їх
позбутися шляхом утилізації чи видалення.
Класифікація відходів відбувається за:
• за агрегатним станом відходів;
• за властивостями;
• за походженням;
7
• за джерелами забруднення.
Відходи за агрегатним станом поділяються на:
• тверді;
• рідкі;
• газоподібні.
За властивостями відходи поділяють на наступні категорії або класи:
• малонебезпечні;
• помірнонебезпечні;
• високонебезпечні;
• надзвичайно небезпечні.
За походженням відходи поділяють на наступні види:
• промислові;
• сільськогосподарські;
• побутові;
• військові.
За джерелами забруднення відходи поділяють на такі види:
• фізичні;
• хімічні;
• біологічні.
Фізичними відходами є шум, вібрація, ультразвук, електрохімічні поля,
випромінювання, тощо.
Хімічними відходами є хімічні речовини та їх сполуки, яккі утворюються в
процесах виробничої та інших видів діяльності людини, та ті, що підлягають
утилізації та подальшій переробці.
Біологічними відходами є віруси, шкідливі мікроорганізми, гриби,
антибіотики, спори рослин тощо [2].
В Україні сучасна структура промислового виробництва характеризується
високою питомою вагою ресурсо- та енергоємних технологій. Високі обсяги
щорічного утворення та нагромадження твердих відходів виробництва і
8
споживання спричинені значними масштабами ресурсокористування економіки
України.
В Україні до основних джерел утворення твердих відходів відносяться
підприємства хімічної, металургійної, гірничорудної, машинобудівної, паливно-
енергетичної та будівельної галузей народного господарства, які посідають
провідне місце в структурі національної економіки. А отже, і в подальшому не
буде суттєвих структурних змін в утворенні твердих промислових відходів.
Щорічно в Україні згідно експертних оцінок утворюється близько 1 млрд
тонн твердих відходів виробництва та споживання, з яких лише десята частина
використовується в якості вторинних матеріальних ресурсів, а решта потрапляє на
сховища, терикони та шламонакопичувачі. Тверді промислові відходи займають
площу понад 1600 км2, а загальний їх обсяг досягає до 25 млрд тонн, в тому числі
понад 4,5 млрд тонн є високотоксичними відходами. Саме ці відходи є одним з
найбільш вагомих факторів забруднення навколишнього середовища та
негативного впливу на всі його компоненти. Такі процеси, як інфільтрація
сховищ, горіння териконів, пилоутворення та інші фактори, зумовлюють міграцію
токсичних речовин, що призводить до забруднення підземних та поверхневих вод,
погіршення стану атмосферного повітря, земельних ресурсів тощо. Все це
призводить до неагтивного впливу на здоров’я населення.
На сучасному етапі загроза поглиблення екологічної кризи полягає в
неподоланні розриву між прогресуючим накопиченням відходів та заходами щодо
їх утилізації та знешкодження.
Ефективність вирішення екологічних проблем, що пов’язані з ліквідацією
чи обмеженням негативного впливу твердих відходів на довкілля та здоров’я
населення, залежить від послідовної реалізації Законів України (ЗУ) «Про
охорону навколишнього природного середовища», «Про відходи», «Про
забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення»,
Постанови Кабінету Міністрів України (КМУ) «Про затвердження порядку
розроблення, затвердження і перегляду лімітів на утворення та розміщення
9
відходів» та інших нормативно-правових актів, державних стандартів України з
охорони навколишнього природного середовища, санітарних норм і правил тощо.
В Україні запроваджено екологічну паспортизацію підприємств, установ,
організацій, реєстрацію та паспортизацію джерел забруднення довкілля та
опосередкованого впливу їх на здоров’я населення, введення єдиного державного
класифікатору твердих відходів. В основу формування державних принципів
вирішення проблеми твердих відходів покладено:
• пріоритетність захисту навколишнього природного середовища та
здоров’я населення від негативного впливу твердих відходів;
• забезпечення ощадливого використання матеріально-сировинних ресурсів;
• економія енергоресурсів ;
• науково-обгрунтоване узгодження екологічних, економічних та
соціальних інтересів суспільства щодо утворення твердих відходів та поводження
з ними;
• поступовість мінімізації виробництва твердих відходів, особливо
високотоксичних;
• здійснення державного обліку твердих відходів щодо їх утворення та
розміщення;
• здійснення загальнодержавного контролю та моніторингу за місцями і
об’єктами утворення та розміщення твердих відходів для запобігання їх
шкідливого впливу на довкілля та здоров’я населення [3].
1.2 Характеристика нормативних термінів та понять у сфері поводження із
твердими відходами
В Україні використовуються наступні терміни та визначення у
відповідності до нормативно-правових актів і державних стандартів України у
сфері поводження з твердими відходами:
10
- до твердих відходів відносять будь-які речовини, матеріали і предмети, що
утворюються у процесі діяльності людини та ті, що не мають подальшого їх
використання за місцем утворення чи виявлення, яких їх власник повинен
позбутися шляхом утилізації чи видалення;
- до небезпечних твердих відходів відносять ті відходи, які мають такі
фізичні, хімічні, біологічні чи інші небезпечні властивості, що створюють або
можуть створити значну небезпеку для довкілля та здоров'я населення та які
потребують спеціальних методів і засобів поводження з ними;
- до виробників твердих відходів відносять фізичні або юридичні особи,
діяльність яких призводить до утворення відходів;
- поводженням з твердими відходами називають дії, які спрямовані на
запобігання утворенню відходів, їх збирання, перевезення, зберігання,
оброблення, утилізація, видалення, знешкодження і захоронення, включаючи
контроль за цими операціями та нагляд за місцями видалення;
- збиранням твердих відходів називають діяльність, що пов'язана із
вилученням, накопиченням і розміщенням відходів у спеціально відведених
місцях чи об'єктах, включаючи сортування відходів з метою подальшої утилізації
чи видалення;
- зберіганням твердих відходів є тимчасове розміщення відходів у
спеціально відведених місцях чи об'єктах (до їх утилізації чи видалення);
- до оброблення або перероблення твердих відходів відноситься здійснення
будь-яких технологічних операцій, що пов'язані зі зміною фізичних, хімічних чи
біологічних властивостей відходів, з метою підготовки їх до екологічно
безпечного зберігання, перевезення, утилізації чи видалення;
- перевезенням твердих відходів називають транспортування відходів від
місць їх утворення або зберігання до місць чи об'єктів обробки, утилізації чи
видалення, що здійснюється після обов’язкового страхування суб’єктів
перевезення небезпечних вантажів на випадок настання негативних наслідків при
їх перевезені;
11
- до утилізації твердих відходів відносять використання відходів в якості
вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів;
- до видалення твердих відходів відносять здійснення операцій з відходами,
що не призводять до їх утилізації;
- до знешкодження твердих відходів відноситься зменшення чи усунення
небезпечності відходів шляхом механічної, фізико-хімічної чи біологічної
обробки;
- до захоронення твердих відходів відносять остаточне розміщення відходів
при їх видаленні у спеціально відведених місцях чи на об'єктах таким чином, щоб
довгостроковий шкідливий вплив відходів на довкілля та здоров'я населення не
перевищував встановлених нормативів;
- до об’єктів поводження з твердими відходами відносяться місця чи
об’єкти, які використовуються для збору, зберігання, обробки, утилізації,
видалення, знешкодження та захоронення відходів;
- до суб’єктів поводження з твердими відходами відносять громадян
України, іноземціі та осіб без громадянства, а також підприємства, установи та
організації усіх форм власності, діяльність яких пов’язана із поводженням з
відходами;
- до спеціально відведених місць чи об'єктів відносяться місця чи об'єкти:
місця розміщення відходів, сховища, полігони, комплекси, споруди, ділянки надр
тощо, на використання яких отримано дозвіл спеціально уповноважених органів
на видалення відходів чи здійснення інших операцій з відходами;
- до операцій поводження з твердими відходами відносять збір,
перевезення, зберігання, обробку та переробку, утилізацію, видалення,
знешкодження і захоронення відходів;
- розміщенням твердих відходів називають зберігання та захоронення
відходів у спеціально відведених для цього місцях чи об'єктах;
- збиранням і заготівлею твердих відходів у якості вторинної сировини
називають діяльність, що пов'язана зі збором, купівлею, прийманням,
12
зберіганням, обробкою, перевезенням, реалізацією і постачанням таких відходів
переробним підприємствам на утилізацію, а також надання послуг у цій сфері;
- державним класифікатором відходів називають систематизований перелік
кодів та назв відходів, що призначений для використання в державній статистиці з
метою надання різнобічної та обґрунтованої інформації про утворення,
накопичення, обробку (переробку), знешкодження та видалення відходів;
- лімітом на утворення твердих відходів називають максимальний обсяг
відходів, на який у суб’єкта права власності є документально підтверджений
дозвіл на передачу їх іншому власнику для їх розміщення, утилізацію
знешкодження і поховання;
- нормативно допустимі обсяги утворення твердих відходів, що можуть
утворитися в результаті технологічного процесу за умови дотримання
встановленого технологічного регламенту;
- лімітом на розміщення твердих відходів називають обсяг відходів кожного
класу небезпеки, на які у власника відходів є дозвіл на їх розміщення [4].
1.3 Тверді побутові відходи: джерела утворення, комплексне управління та
основні технології утилізації
1.3.1 Аналіз проблем поводження з ТПВ
Аналіз складу твердих побутових відходів (ТПВ) вказує, що вони
складаються з харчових відходів, паперу, картону, деревини, металобрухту
чорних і кольорових металів, кісток, шкіри, гуми, текстилю, скла, полімерних
матеріалів. Проте до складу ТПВ можуть входити і небезпечні речовини, зокрема
солі ртуті з батарей, фосфоро-карбонати з флюорисцентних ламп, токсичні
хімікати, що містяться в залишках фарб та розчинників, лаків та аерозолей,
акумуляторах тощо.
13
Кількість ТПВ залежить від таких факторів як пора року, побутових та
харчових потреб людини, розвитку економіки товарів народного вжитку, тари та
інших чинників.
Для прикладу, восени кількість ТПВ зростає за рахунок опалого листя з
дерев та відходів фруктів та овочів.
Також збільшенню кількості ТПВ сприяють товари одноразового
використання, товари народного споживання з короткочасним терміном
придатності, які ми купуємо, споживаємо та викидаємо, не дивлячись на їх
залишкову вартість.
Також призводить до росту потоку сміття і тара, що використовується.
Останніми роками значно зменшилась в твердих побутових відходах кількість
скла та жестяних банок, в той же час зросла кількість пластику та інших
полімерних матеріалів. За експертними оцінками кожна людина в середньому за
одну добу створює від 2 до 3 кг твердих побутових відходів, і спостерігається
тенденція до постійного їх зростання, що заставляє муніципальну владу всіх міст
постійно шукати оптимальні шляхи утилізації відходів своїх громадян.
Оптимальним із цих шляхів є поелементний збір відходів, що дає змогу
ефективно вирішувати проблему їх утилізації та всебічного використання
вторинних ресурсів сировини та матеріалів.
Іншим шляхом утилізації твердих побутових відходів є їх вивезення до
санітарних зон, де відбувається їх сортування з метою одержання вторинної
сировини і спалювання в спеціальних печах для отримання енергії.
Третім шляхом утилізації ТПВ є їх захоронення на спеціальних
сміттєзвалищах або полігонах.
Четвертим шляхом утилізації твердих побутових відходів є їх зберігання на
відкритих площадках, що призводить до розмноження гризунів та забруднення
атмосфери, підземних і поверхневих вод [5].
14
1.3.2 Проблеми збору та утилізації ТПВ в Україні
Досить актуальною проблемою все ще залишається проблеми утилізації та
видалення ТПВ. У 2019-2020 роках кількість відходів в Україні зросла: в 2019
році утворилося 441,5 млн тонн відходів, з яких 108 млн тонн утилізували і 239
млн тонн відправили на зберігання. В 2019 році загальний обсяг накопичених
відходів склав 15 млрд 398,6 млн тонн, а в 2020 – 15 млрд 635,3 млн тонн.
Причому зазначені показники щодо обсягів відходів не повною мірою
відображають дійсне утворення відходів, оскільки послугами зі збирання ТПВ
охоплено не все населення України, а лише близько 76 %. ТПВ, на відміну від
промислових відходів, характеризуються тим, що роззосереджені по всій
території України і на сьогодні саме вони привертають увагу як органів влади, так
і громадськості. В нашій країні, незважаючи на зменшення кількості населення,
спостерігається тенденція до зростання обсягів збору й вивезення побутових
відходів.
Аналіз складу ТПВ показує, що переважають харчові відходи – 35-50%, 10-
15% паперу і картону, вторинні полімери складають 9-13%, 8-10% скла, 2%
металів, текстильних матеріалів від 4 до 6%, 1% дерева, 5% будівельного сміття,
інші відходи – 10 %. Також нові види відходів додаються до складу побутових
відходів, а саме відходи електричного й електронного обладнання (ЕЕО),
різноманітні хімічні джерела струму, ртутьвмісні освітлювальні прилади тощо. В
нашій країні актуальність проблеми поводження з такими видами відходів
посилюється не тільки швидким зростанням їх кількості, але й відсутністю
законодавчої бази та налагодженої системи збирання їх від населення, сортування
та переробки. У зв’язку з відсутністю в нашій країні законодавчої бази щодо цієї
категорії відходів, використане електричне та електронне обладнання, хімічні
джерела струму та ртутьвмісні лампи складають суттєвий внесок до ТПВ. Ця
група відходів становить близько 5% від усіх ТПВ та представляє одну з найбільш
небезпечних видів відходів серед складових ТПВ.
15
Приблизний склад твердих побутових відходів в Україні представлений на
рисунку 1.1.
Рисунок 1.1 – Склад ТПВ в Україні
Слід відзначити, що в складі ТПВ зростає питома частка паперу та
пластику, а знижується – скла, металів і харчових продуктів. Такі зміни складу
ТПВ підтверджують світову тенденцію до збільшення кількості паперу та
пластику в побутових відходах за рахунок сучасних видів упаковки товару.
Отже, описані вище дані по обсягам відходів в Україні свідчать про
необхідність вирішення проблем зі збором, утилізацією, переробкою та
захороненням ТПВ. Для вирішення цих проблем необхідно здійснювати
комплексний підхід по управлінню відходами [6].
Під впливом різноманітних факторів на сміттєзвалищах відбуваються
процеси руйнування батарейок, оболонки ЕЕО, енергозберігаючих ламп,
внаслідок чого хімічні елементи, що входять до їх складу, випаровуються та
вимиваються, потрапляючи в навколишнє середовище. Токсичні речовини, що
входять до складу ТПВ, можуть переноситись повітряними потоками і випадати
16
на землю, проникаючи глибоко в ґрунт і воду. Далі через харчовий ланцюг (вода-
рослини-тварини) токсичні речовини надходять до організму людини, що
призводить до тяжких отруєнь і навіть генетичних змін. Для прикладу, лише грам
ртуті, який потрапив у навколишнє середовище, може призвести до забруднення
понад 3,3 млн м3 повітря, а одна пальчикова батарейка може забруднити близько
20 м2 грунту або 400 л води згідно даних біологічного музею імені К.А.
Тімірязєва.
Громадською організацією (ГО) «МАМА-86» встановлено, що в масштабах
України до атмосфери та ґрунтових вод за рік потрапляє понад 40 кг ртуті, 160 кг
кадмію, 400 т інших важких металів, 260 т сполук марганцю та інших сполук, які
в агресивному, насиченому хімічними речовинами середовищі сміттєзвалищ,
можуть вступати в різноманітні неконтрольовані реакції з утворенням
небезпечних активних хімічних сполук.
Досить гострою є проблема поводження з будівельними відходами, що
утворюються під час демонтажу і монтажу будівель і споруд, реконструкції,
нового будівництва, оскільки відсутні місця для їх видалення. Міські звалища
ТПВ приймають ці відходи як ізолюючий матеріал в незначних обсягах, а
підприємства змушені їх розміщати і накопичувати на своїй території.
Існуюча в нашій країні структура системи санітарного очищення населених
пунктів є недосконалою, оскільки її фрагментарність, роз’єднаність та
різнорідність за відсутності взаємодії органів управління різного рівня не
забезпечує належного контролю за санітарним станом територій, а також збором,
вивезенням, знешкодженням та захороненням побутових відходів.
Видаленням ТПВ на полігони та звалища займаються переважно
комунальні підприємства (КП) і частково підприємства різних форм власності, які
використовують близько 20 000 працівників, більше 1000 підприємств та понад
4000 сміттєвозів. Ці КП не в повному обсязі забезпечують потреби населених
пунктів у своєчасному та ефективному видаленні відходів, що погіршує
санітарний стан міст України, внаслідок чого відбувається забруднення ґрунтів та
17
підземних вод у місцях розташування звалищ, що негативно впливає як на
довкілля так і на здоров’я населення.
До основних завдань санітарного очищення населених пунктів відносять
збирання відходів, основна маса яких, що складає близько 94 %, захоронюється на
6700 полігонах та звалищах загальною площею понад 10 000 га. В більшості
випадках існуючі місця видалення ТПВ не відповідають нормам екологічної
безпеки та санітарним нормам. Тому неналежна санітарна очистка населених
пунктів від відходів призводить до виникнення стихійних та несанкціонованих
звалищ. Щорічно їх в Україні виявляється понад 30 000. Щорічно місцевою
владою проводиться активна робота по ліквідації несанкціонованих звалищ
відходів, проте ліквідація звалищ не вирішує проблеми, що склалася з твердими
відходами.
Загалом за останній рік було утилізовано лише 6,2% ТПВ, з них 2,3 %
спалено на сміттєспалювальному заводі, лище 3,9% надійшло на заготівельні
пункти вторинної сировини та сміттєпереробні підприємства.
Слід зазначити, що в нашій країні продовжується розбудова
інфраструктури, що пов’язана із поводженням з твердими побутовими відходами.
Утилізація побутових відходів здійснюється на сміттєспалювальному заводі у м.
Києві та установці в м. Люботин Харківської області. Також у с. Шпатів
Рівненської області працює завод із переробки побутових відходів у
альтернативне паливо, що використовується на цементному заводі. У Рівненській
області в межах державно-приватного партнерства введено в експлуатацію завод з
переробки побутових відходів потужністю 120 тис.т/рік.
В 15 населених пунктах України працює 21 сміттєсортувальна лінія,
зокрема у містах Нікополь, Запоріжжя, Севастополь, Марганець, Чернівці,
Червоноград Львівської області, м. Буча, Біла Церква та с. Погреби Київської
області, Луганськ, Ровеньки та Старобільськ Луганської області. В місті Дніпро
працює 2 лінії, а в. Києві – 6 таких ліній. Також у 23 населених пунктах країни
18
будуються сміттєсортувальні комплекси, а у місті Макіївка Донецької області
будується сміттєперевантажувальна станція.
Досить активно в Україні впроваджується роздільний збір побутових
відходів, яким охоплено понад 43% населення.
Недивлячись на певні позитивні зміни, все ж таки проблема побутових
відходів залишається однією з найбільш гострих екологічних проблем, оскільки
щорічне збільшення обсягів ТПВ, зміни їх компонентного складу, обмеженість
територій для їх розміщення призводять до зростання витрат на поводження з
ними та напруженості в суспільстві.
До значних проблем у сфері поводження з ТПВ можна віднести застарілість
парку сміттєвозів, оскільки їх зношеність у середньому становить близько 70 %,
та контейнерів для збирання ТПВ, відсутність виділених земельних ділянок для
спорудження нових полігонів, пожежонебезпечність звалищ через порушення
технологічних регламентів захоронення твердих побутових відходів.
1.3.3 Комплексне управління відходами
В основі традиційного підходу до вирішення проблем ТПВ покладено
зменшення небезпечного впливу їх на довкілля за рахунок ізоляції сміттєзвалища
від ґрунтових вод, очистки викидів сміттєспалювальних заводів тощо.
В основі нетрадиційного підходу до проблеми ТПВ покладено орієнтацію
на вхідний контроль побутових відходів.
Основною концепцією комплексного управління відходами передбачено,
що до складу побутових відходів входять різного роду компоненти, які в
ідеальній ситуації не повинні змішуватися між собою, а повинна відбуватися їх
утилізація окремо один від одного найбільш доцільними еколого-економічними
методами. Поєднання різних технологій і методів, що включають скорочення
кількості відходів, їх вторинну переробку і компостування, захоронення на
полігонах та сміттєспалювання, повинні застосовуватися для утилізації тільки
19
того чи іншого специфічного компонента ТПВ. Всі технології та методи повинні
використовуватися комплексно, взаємодоповнюючи одне одного.
В основі розробки муніципальної системи утилізації ТПВ повинно бути
покладено врахування конкретних міських проблем та базування її на місцевих
ресурсах. Досвід щодо утилізації твердих побутових відходів повинен
здобуватися шляхом розробки та виконання невеликих програм.
Комплексний підхід щодо переробки ТПВ повинен базуватись на
стратегічному довгостроковому плануванні для забезпечення гнучкості та
адаптації до майбутніх змін у складі та кількості побутових відходів і доступності
технологій їх утилізації. У реалізації програми комплексного управління
твердими побутовими відходами повинні брати участь не лише місцева влада, а й
також всі групи населення (сміттєвиробники).
Концепцією комплексного управління ТПВ передбачено, що разом із
традиційними методами утилізації твердих побутових відходів, тобто
сміттєспалюванням та захороненням на полігонах, повинні використовуватись
також заходи щодо скорочення кількості відходів, їх вторинна переробка і
компостування, як невід’ємна частина концепції. Тільки поєднання декількох
методів може сприяти ефективному вирішенню проблем поводження з ТПВ [7].
Комплексною системою управління ТПВ передбачено наступну схему
вирішення проблем щодо їх утилізації:
1. роздільний збір небезпечних компонентів ТПВ;
2. скорочення відходів;
3. вторинна переробка відходів;
4. спалювання відходів;
5. захоронення твердих побутових відходів.
Згідно вимог Законів України (ЗУ) «Про відходи» та «Про
загальнодержавну програму поводження з токсичними відходами» в Україні ще з
2001 року організовано роботу щодо збору особливо небезпечних
високотоксичних компонентів твердих відходів, а саме акумуляторів, батарейок і
20
люмінесцентних ламп. Проте мережа їх збору ще є недостатньо розвинутою в
нашій країні.
Тому під скороченням відходів слід розуміти не лише зменшення їх
загальної кількості, але й зниження їх токсичності та інших шкідливих
властивостей.
1.3.4 Основні правила та принципи знешкодження та захоронення ТПВ
Одночасно в декількох місцях формується потік твердих побутових
відходів. Найбільш масовим та звичним для нас джерелом є квартири та приватні
будинки.
Найбільш важливим моментом на цій стадії формування потоку твердих
побутових відходів є принцип їх збору. Традиційним та найбільш поширеним є
так званий валовий збір, коли в одну ємність скидаються всі відходи. Найбільш
суттєвим недоліком такого принципу збору є змішування різних складових
відходів між собою. Це значно погіршує, а в окремих випадках навіть взагалі
знищує можливість їх утилізації з отриманням вторинних корисних речовин чи
матеріалів. Роздільний збір ТПВ, недивлячись на його перспективність, вимагає
додаткових як матеріальних так і соціальних витрат. Кожна країна обирає
самостійно, на які фракції розділяти тверді побутові відходи.
До найбільш екологічно та економічно виправданих методів знешкодження
та утилізації твердих побутових відходів варто віднести:
• захоронення ТПВ на спеціально обладнаних полігонах;
• сортування ТПВ з повторним використанням відібраних компонентів;
• спалювання ТПВ у різних умовах, часто з утилізацією тепла;
• компостування ТПВ з одержанням добрив чи біопалива;
• вермікультивування ТПВ із отриманням біогумусу.
Для того, щоб значно скоротити обсяги твердих побутових відходів,
потрібно запровадити одночасне виконання наступних заходів:
21
1. видалення з ТПВ небезпечних токсичних компонентів, до яких
відносяться акумулятори, батарейки та люмінесцентні лампи, через роздільне їх
збирання;
2. видалення з ТПВ відходів будівництва та будівельного сміття через
роздільний їх збір;
3. скорочення відходів паперу та пластику, які є домінуючими
компонентами в ТПВ, що становлять 40-45 % від їх кількості.
З метою скорочення відходів паперу та пластику необхідно:
- зменшити вагу та об’єм паперової та пластикової упаковки товару;
- використовувати оптимально необхідну кількість матеріалів на упаковку
товару;
- використовувати тару багаторазового використання та ту, що легко
переробляється;
- віддавати перевагу тій упаковці, для виготовлення якої використовується
екологічно чисті матеріали.
Згідно постанови КМУ №668 «Про програму використання відходів
виробництва і споживання» відбувається вторинна переробка ТПВ, якою
передбачено виконання наступних задач:
1. відбір компонентів ТПВ, які можна використовувати в якості вторинного
матеріального ресурсу;
2. відбір органічних компонентів ТПВ, зокрема залишків харчових
продуктів, очисток овочів, фруктів тощо, для подальшого їх компостування;
3. відбір залишків фарб, лаків, пластику, клеїв, пластмас та інших продуктів
органічного синтезу з метою подальшого їх високотемпературного піролізного
спалювання;
4. відбір відходів ТПВ, що не піддаються спалюванню.
Значна частка компонентів ТПВ переробляється в корисні матеріали та
товари.
22
Переробка скла здійснюється шляхом подрібнення та переплавлення.
Причому якщо скляний бій одного кольору та задовільної якості, то його
використовують як вторинний матеріальний ресурс для виготовлення виробів зі
скла. У випадку коли скляний бій не одного кольору та низької якості, то його
використовують як наповнювач при виготовленні будівельних матеріалів. В
багатьох містах є підприємства, де відбувається відмивання і повторне
використання скляного посуду.
Сталеві та алюмінієві компоненти ТПВ видаляють з відходів та
переробляють з метою одержання відповідного металу.
Паперові відходи та папір видаляють з ТПВ і в подальшому
використовують в якості вторинного матеріального ресурсу для виробництва
паперу.
Будівельне сміття та відходи будівництва використовують у якості
вторинного матеріального ресурсу для одержання щебеню та піщано-гравійної
маси.
Харчові відходи, очистки овочів та фруктів, листя та інші органічні відходи
використовують для компостування або біотехнологічної переробки.
Процес компостування відбувається на відкритому повітрі з утворенням
компостних куп різного розміру та доступу кисню повітря до них за допомогою
періодичного їх перекидання або застосування спеціальної аерації. В результаті
такого процесу отримують компост через декілька тижнів або три роки в
залежності від технології, що використовується при компостуванні.
Проте більш перспективною технологією переробки ТПВ є компостування
без доступу кисню повітря. Цей процес відбувається шляхом заповнення
бетонних ємностей або колодязів харчовими відходами, очистками овочів і
фруктів, гноєм, листям, тирсою тощо, щільно їх закриваючи, щоб не було доступу
повітря. Вже через певний період починається процес бродіння суміші внаслідок
життєдіяльності метанобактерій і виділення ними біогазу, тобто суміші метану та
чадного газу, що може бути використано як вторинний енергетичний ресурс.
23
Після закінчення процесу бродіння отримуємо компост, тобто знезаражений
і без запаху, та є більш цінним ніж гній. Такий компост можна використовувати в
якості високоефективного органічного добрива.
Наступним етапом вторинної переробки ТПВ є відбір залишків фарб, лаків,
клеїв, пластику, пластмас, лінолеуму та інших продуктів органічного синтезу, до
складу яких входить або може входити хлор, спалювання яких не допускається
при температурі 600-9000 0С, оскільки утворюються діоксин. Налічується 75 видів
діоксинів, які є токсичними. Підвищує ризик розвитку онкологічних захворювань
добове їх надходження в організм людини масою до однієї мільярдної грам. При
спалюванні 1 кг полівінілхлориду, з якого виготовляють багато видів шпалер,
лінолеуму, пластикових віконних рам та пляшок, утворюється до 50 кг діоксину.
Саме така кількість діоксину є достатньою для інтенсивного розвитку
онкологічних пухлин у 50 000 лабораторних тварин. Тому хлорвмісні ТПВ
необхідно спалювати при температурі більше 12000 0С, щоб не допустити
утворення діоксинів.
Заключним етапом вторинної переробки ТПВ є видалення з них тих
компонентів, що не піддаються горінню. До таких компонентів ТПВ відноситься
будівельне сміття, яке використовують для виготовлення щебеню та пісчано -
гравійної суміші.
Процес спалювання ТПВ використовують з метою зменшення їх обсягів та
для одержання тепла і електроенергії. У світовій та вітчизняній практиці
використовують чотири методи термічного знешкодження та утилізації ТПВ, а
саме:
1. шарове спалювання непідготовлених ТПВ у топках сміттєспалювальних
котлів;
2. шарове або камерне спалювання підготовлених ТПВ, тобто звільнених
від баластових складових, у топках енергетичних котлів;
3. низькотемпературний піроліз ТПВ з їх підготовкою або без неї;
4. високотемпературний піроліз ТПВ з їх підготовкою або без неї.
24
Кожний з цих методів у тій чи іншій мірі призводить до зменшення обсягів
перероблених відходів, зокрема від 2 % при високотемпературному піролізі та до
30 % при шаровому спалюванні непідготовлених відходів.
Сучасні сміттєспалювальні установки забезпечені системою газової очистки
та електрогенератором. Ці установки використовуються в комплексі з іншими
методами утилізації ТПВ у випадку їх великого потоку.
Захоронення ТПВ використовуються з метою їх утилізації, проте в
наступних випадках:
1. вміст високотоксичних компонентів ТПВ;
2. негорючість компонентів ТПВ та неможливістю їх переробки в
будівельні матеріали;
3. вміст залишків горючих компонентів відходів;
4. відсутність установок для спалювання ТПВ.
Захоронення ТПВ здійснюється на санітарних полігонах, які відповідають
екологічним вимогам та санітарно-епідеміологічним нормам і є сучасними
складними інженерними спорудами, що обладнані системами боротьби із
забрудненням повітря, грунту та води.
Для розміщення та подальшого функціонування сучасних полігонів ТПВ
висуваються наступні вимоги:
• геологічні: передбачають не допущення розміщення полігонів на
тектонічних розломах та сейсмічно небезпечних зонах;
• гідрологічні: передбачають віддаленість полігонів від відкритих
водоймищ, низький рівень ґрунтових вод;
• санітарні: передбачають будівництво та експлуатацію полігонів згідно
санітарних правил та вимог;
• екологічні: передбачають недопущення розміщення полігону в природо-
охоронній зоні, проведення екологічної експертизи проекту, експлуатацію та
функціонування полігону згідно екологічних норм і правил, зменшення його
впливу на довкілля та здоров’я населення, державну реєстрацію як джерела
25
екологічного лиха, план виводу його з експлуатації та рекультивації земель, що
зайняті під полігон, моніторинг навколишнього природного середовища на
полігоні і його санітарній зоні;
• фінансові: передбачають надання фінансових гарантій безпечного
функціонування полігону, страхування на випадок екологічного лиха.
Ще досить тривалий час санітарні полігони для захоронення ТПВ будуть
залишатися основним методом переробки твердих побутових відходів. Проте
альтернативою цьому методу є первинна покомпонентна утилізація відходів [8].
1.4 Основні правила і принципи знешкодження та захоронення твердих
промислових відходів
Тверді промислові відходи, що не утилізуються з отриманням корисних
матеріалів, складуються та захоронюються на спеціальних майданчиках.
Виділяють основні способи складування промислових відходів:
- тимчасове зберігання на виробничих територіях на відкритих майданчиках
чи в спеціальних приміщеннях;
- тимчасове зберігання на виробничих територіях основних чи допоміжних
(дочірніх) підприємств по переробці та знезараженню відходів (в коморах,
сховищах, накопичувачах), а також на проміжних (приймальних) пунктах
збору та накопичення відходів;
- складування за межами виробничої території, тобто на полігонах
промислових відходів, в шламосховищах, у відвалах порожньої породи,
териконах, золошлаковідвалах, в спеціально обладнаних комплексах по їх
переробці та захороненню.
Тимчасове складування ТПВ з метою накопичення необхідного їх обсягу
для проведення подальших операцій чи використання в наступних технологічних
операціях допускається на виробничих територіях основних виробників відходів,
на приймальних пунктах збору вторинної сировини або в приміщеннях
26
спеціалізованих підприємств по переробці та знезараженню токсичних відходів.
При цьому зберігання твердих відходів I класу небезпеки допускається виключно
в герметичних ємностях, до яких відносять контейнери, бочки, цистерни. Для
відходів II класу небезпеки в якості тари можна використовувати герметичні
поліетиленові мішки чи пластикові пакети, а для відходів III класу небезпеки -
паперові, текстильні чи бавовняні мішки. Відходи IVкласу небезпеки можуть
зберігатися навалом на підготовлених територіях. До критерію граничної маси
відходів, які можуть зберігатися на території підприємства, відносять вміст
специфічних для даного типу відходу забруднюючих речовин у повітрі на рівні 2
м у межах до 30 % гранично-допустимої концентрації (ГДК) у повітрі робочої
зони. Для тих відходів, що містяться у герметичній тарі, маса накопичення їх на
виробничій території не регламентується.
В залежності від вологості відходів вони можуть бути у вигляді пульпи
(співвідношення тверда фаза/вода коливається в межах від 1/1 до 1/30) чи у
вигляді повітряно-сухої твердої речовини, тому і складуються у гідровідвалах,
хвостосховищах, шламосховищах, шламонакопичувачах чи відвалах (териконах).
В залежності від вологості відходів застосовують гідравлічний чи сухий
спосіб їх транспортування.
Типи сховищ ТПВ залежно від рельєфу наведені на рисунку 1.2.
Значні екологічні проблеми виникають у зв'язку з необхідністю захисту від
забруднення поверхневих та підземних вод. Фільтраційні води сховищ
ізолюються від поверхневих водойм за допомогою канав, дренажів,
протифільтраційних завіс та екранів.
Для захисту підземних вод найбільш часто влаштовують водонепроникні
екрани із синтетичних полімерних та природних глинистих матеріалів різної
товщини.
Найбільш перспективними на сьогодні вважають геоматеріали.
27
а - балочне; б - рівнинне; в - пойменне; г - косогірне; 1 - дамба; 2 - надводний
пляж; 3 - ставок-відстійник; 5 - водоспускний колектор; 6 - канава; 7 - плавуча
насосна станція
Рисунок 1.2 - Типи сховищ твердих промислових відходів
Разом з тим, не забороняється й використання традиційних матеріалів.
Нормативними документами встановлено, що при захороненні токсичних
промислових відходів визначальним є коефіцієнт фільтрації ґрунту, який залягає в
основі полігона.
1.5 Правила лімітування підприємств щодо утворення та розміщення
твердих відходів
1.5.1 Загальнодержавні задачі у сфері поводження з ТПВ
Згідно вимог Конституції України, ЗУ «Про охорону навколишнього
природного середовища», «Про відходи», «Про забезпечення санітарного та
епідемічного благополуччя населення», «Про поводження з радіоактивними
28
відходами», «Про металобрухт», постанови КМУ «Про затвердження порядку
розроблення, затвердження і перегляду лімітів на утворення та розміщення
відходів», нормативно-правових актів та державних стандартів України з охорони
навколишнього природного середовища, санітарних норм і правил та інших
документів суб’єкти господарської діяльності у сфері поводження з твердими
відходами повинні виконувати наступні загальнодержавні задачі:
1. всебічний захист навколишнього природного середовища та здоров’я
населення від негативного впливу відходів;
2. обґрунтоване узгодження економічних та екологічних інтересів
суспільства щодо утворення, розміщення, утилізації та захоронення ТПВ;
3. здійснення комплексу наукових, технічних, технологій та маркетингових
досліджень щодо виявлення ресурсної цінності ТПВ;
4. проводити максимально можливу утилізацію ТПВ шляхом прямого,
повторного та альтернативного використання їх ресурсноцінних компонентів;
5. зведення до мінімуму утворення та зберігання ТПВ та зниження їх
токсичності;
6. організація роздільного збирання небезпечних, тобто високотоксичних
компонентів ТПВ;
7. проведення екологічної паспортизації суб’єктів господарської діяльності;
8. здійснення науково-технічного обґрунтування лімітів на утворення та
розміщення ТПВ під час виробництва суб’єктами господарської діяльності;
9. проведення загальнодержавної класифікації та паспортизації ТПВ;
10. здійснення державного обліку ТПВ щодо їх утворення та розміщення
через органи статистики;
11. здійснення загальнодержавного контролю та моніторингу за місцями та
об’єктами утворення та розміщення ТПВ з метою запобігання їх шкідливого
впливу на довкілля та здоров’я населення [5].
29
1.6 Аналіз основних напрямків вирішення проблем твердих відходів
До основних принципів державної політики України у сфері вирішення
проблем твердих відходів на сучасному етапі відносять пріоритетний захист
навколишнього природного середовища та здоров’я населення від їх негативного
впливу, забезпечення ощадливого використання матеріально-сировинних та
енергетичних ресурсів, науково-обґрунтоване узгодження екологічних,
економічних та соціальних інтересів щодо утворення та використання ТПВ [9].
На сучасному етапі до основних напрямків вирішення проблеми з твердими
відходами можна віднести:
• розробка та затвердження загальнодержавної програми по вирішенню
проблем поводження з ТПВ;
• запровадження маловідходних та безвідходних технологічних процесів у
переробці твердих відходів;
• забезпечення своєчасного збору та знешкодження твердих відходів;
• дотримування правил екологічної безпеки при їх розміщенні, переробці та
знешкодженні;
• зменшення токсичності ТПВ у виробничих процесах;
• забезпечення комплексного використання ТПВ;
• стимулювання роздільного збору компонентів ТПВ;
• сприяння максимально можливій утилізації твердих відходів;
• постійне розширення переліку твердих відходів, які підлягають
вторинному використанню;
• організація контролю та моніторингу за місцями та об’єктами розміщення
ТПВ, запобігання їх шкідливого впливу на довкілля та здоров’я населення;
• обов’язковий облік ТПВ на основі їх класифікації та паспортизації;
• створення загальнодержавної інформаційно-аналітичної системи та банку
даних по утворенню, використанню та знешкодженню ТПВ;
30
• розробка загальнодержавних нормативних документів, що регламентують
та регулюють питання утворення, використання та знешкодження твердих
відходів;
• погодження лімітів на утворення та розміщення ТПВ;
• затвердження загальнодержавних санітарних норм і правил під час
утворення, збирання, перевезення, зберігання, оброблення, утилізації,
знешкодження та захоронення ТПВ;
• встановлення санітарно-гігієнічних вимог до продукції, що виготовлена із
ресурсів вторинної сировини та видача гігієнічних сертифікатів на неї;
• моніторинг місць утворення, зберігання та видалення твердих відходів;
• заборона вести будь-яку господарську діяльність з утворенням твердих
відходів без затверджених лімітів на їх утворення;
• організація роздільного збору небезпечних, тобто високотоксичних
компонентів твердих відходів [10].
31
2 АНАЛІЗ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ПЕРЕРОБКИ ТА УТИЛІЗАЦІЇ
ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ
2.1 Аналіз державної законодавчої політики у сфері поводження з твердими
побутовими відходами
З метою запобігання негативному впливу на довкілля чинне законодавство
встановлює спеціальний правовий режим поводження з відходами. Він
передбачає комплекс певних заходів та правил поводження з відходами на усіх
стадіях від їх утворення до знешкодження і захоронення. Ці заходи регулюються
такими Законами України, як «Про охорону навколишнього природного
середовища», «Про відходи», «Про забезпечення санітарного та епідемічного
благополуччя населення», «Про поводження з радіоактивними відходами», «Про
використання ядерної енергії та радіаційну безпеку», «Про металобрухт»,
Кодексом України про надра та іншими нормативно-правовими актами.
Базовим у регулюванні правовідносин щодо поводження з відходами є ЗУ
«Про відходи», норми якого конкретизовано у підзаконних актах, що були
прийняті на його виконання, а саме у «Порядку ведення реєстру об’єктів
утворення, оброблення та утилізації відходів», що затверджений Постановою
КМУ від 31 серпня 1998 p., «Порядку ведення реєстру місць видалення відходів»
та «Порядку розроблення, затвердження і перегляду лімітів на утворення та
розміщення відходів», що затверджений Постановою КМУ від 3 серпня 1998 p.,
«Порядку ведення державного обліку та паспортизації відходів», що
затверджений Постановою КМУ від 1 листопада 1999 р.
Виділяють кілька груп відходів у відповідності до ЗУ «Про відходи» та
інших нормативно-правових актів:
1) за сферою утворення - відносять відходи виробництва та споживання, а
також побутові відходи;
32
2) за ступенем небезпечності та характером впливу на довкілля та людину
поділяють на: токсичні, вибухові, вогненебезпечні, радіоактивні
відходи тощо (небезпечні відходи);
3) залежно від агрегатного стану, в якому знаходяться відходи, поділяють
на: газоподібні, рідинні, тверді, сумішеві [2].
У Державному класифікаторі відходів міститься систематизований перелік
відходів та кодів, що закріплюються за ними, що ведеться з метою надання
різнобічної та обгрунтованої інформації про відходи. До відходів виробництва
згідно із Державним класифікатором України «Класифікатор відходів» ДК 005-
96, що затверджений наказом Держстандарту України від 29 лютого 1996 р. (із
змінами, внесеними згідно з наказом Державного комітету України по
стандартизації, метрології та сертифікації від 30 березня 2000 р) відносять:
залишки напівфабрикатів, сировини, матеріалів тощо, що утворюються в процесі
виробництва продукції та втратили свої споживчі властивості; новоутворені
речовини та їх суміші, що не є метою даного виробництва (зола, шлак, кубові
залишки та інші тверді утворення, а також аерозолі та рідини); супутні гірничі
породи та залишкові продукти (пил, шлам, відсіви тощо); бракована,
некондиційна продукція чи забруднена небезпечними речовинами і не придатна
до використання; залишкові продукти сільськогосподарського виробництва (у
тому числі тваринництва) та лісівництва [6].
До основних законів України у сфері управління відходами відносяться
ЗУ: «Про охорону навколишнього природного середовища», «Про забезпечення
санітарного та епідеміологічного благополуччя населення», «Про відходи»,
«Про поводження з радіоактивними відходами», «Про металобрухт», Кодексу
України про надра та інших нормативно-правових актів. Наведені ЗУ спрямовані
на врегулювання відносин, що пов'язані з проблемами, що виникають у суб'єктів
права стосовно поводження з відходами, а також системою заходів щодо
організаційно-економічного стимулювання ресурсозбереження. До основних
принципів законодавства відносять максимальну утилізацію, мінімізацію
33
утворення відходів, забезпечення повного збору та своєчасного знешкодження
відходів відповідно до вимог екологічної безпеки.
Застосування сучасних методів ідентифікації відходів, їх класифікації,
паспортизації з метою визначення високоефективних технологій поводження з
ними відповідно до стандартів Європейського союзу є важливим аспектом
поводження з відходами [11].
Відповідно до Закону України «Про охорону навколишнього природного
середовища» (стаття 44) у сфері поводження з відходами реалізується один із
основоположних принципів екологічного законодавства, а саме «забруднювач
платить». Плата за забруднення природного середовища встановлюється на
основі фактичних обсягів викидів, лімітів скидів забруднюючих речовин у
навколишнє природне середовище і розміщення відходів. Такі ліміти
встановлюються у тому випадку, якщо виробнича, сільськогосподарська та
комунально-побутова діяльність підприємства призводить до забруднення
природних ресурсів за оцінками подання спеціально уповноважених органів
виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. Порядок
встановлення нормативів плати за забруднення довкілля та їх стягнення
визначається Кабінетом Міністрів України, а саме Постановою КМУ №303 від
01.03.1999 р. із доповненнями від 01.07.2002 р. та Постановою КМУ №402 від
28.03.2003 р. «Про внесення змін у додаток 1 до Порядку встановлення
нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і
стягнення цього збору»).
Згідно із ЗУ «Про відходи», що регулює правові, організаційні та
економічні засади діяльності, пов'язаної із запобіганням або зменшенням обсягів
утворення відходів, їх збором, зберіганням, перевезенням, обробленням,
утилізацією та видаленням, знешкодженням та захороненням, а також із
відверненням негативного впливу відходів на довкілля та здоров'я людини на
території України, передбачено основні завдання з його реалізації.
До таких основних завдань відносять:
34
- визначення основних принципів державної політики у сфері поводження
з відходами;
- правове регулювання відносин щодо діяльності у сфері поводження з
відходами;
- визначення основних умов, вимог і правил щодо екологічно безпечного
поводження з відходами, а також системи заходів, що спрямовані на
організаційно-економічне стимулювання ресурсозбереження;
- забезпечення мінімального утворення відходів, розширення їх
використання в господарській діяльності, запобігання шкідливого впливу
відходів на довкілля та здоров'я населення.
До основних принципів державної політики у сфері поводження з
відходами відноситься пріоритетний захист навколишнього середовища та
здоров'я населення від негативного впливу відходів, забезпечення ощадливого
використання матеріально-сировинних та енергетичних ресурсів, науково -
обґрунтоване узгодження екологічних, економічних та соціальних інтересів
суспільства щодо утворення та використання відходів з метою забезпечення
його сталого розвитку (згідно ст. 5 ЗУ «Про відходи») [2].
Основними напрямками державної політики щодо реалізації зазначених
принципів є:
- забезпечення повного збору та своєчасного знешкодження і видалення
відходів, а також дотримання правил екологічної безпеки при поводженні з
відходами;
- зведення до мінімуму утворення відходів та зменшення їх небезпечності;
- забезпечення комплексного використання матеріально-сировинних
ресурсів;
- сприяння максимально можливій утилізації відходів шляхом прямого,
повторного чи альтернативного використання ресурсно-цінних компонентів
відходів;
35
- забезпечення безпечного видалення відходів, які не підлягають
утилізації, шляхом розробки відповідних технологій, екологічно-безпечних
методів та засобів поводження з відходами;
- організація контролю за місцями чи об'єктами розміщення відходів для
запобігання шкідливому впливу їх на навколишнє природне середовище та
здоров'я людини;
- проведення комплексу науково-технічних та маркетингових досліджень
щодо виявлення і визначення ресурсної цінності компонентів відходів з метою їх
ефективного використання;
- організація соціального захисту працівників, що зайняті у сфері
поводження з відходами;
- обов'язковий облік відходів на основі їх класифікації та паспортизації.
ЗУ «Про відходи» встановлює основні положення та терміни (поняття
відходів, небезпечних відходів, виробника відходів, поводження з відходами,
збору, зберігання, оброблення (перероблення), перевезення відходів,
транскордонне перевезення відходів, утилізація, видалення, знешкодження,
захоронення, розміщення відходів, Державний класифікатор відходів, відходи як
вторинна сировина тощо) у сфері поводження з відходами.
Згідно із ЗУ «Про відходи»: утилізацією відходів називають використання
відходів в якості вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів; Державний
класифікатор відходів – систематизований перелік кодів та назв відходів,
призначений для використання в державній статистиці з метою надання
різнобічної та обґрунтованої інформації щодо утворення, накопичення, обробки
(переробки), знешкодження та видалення відходів; транскордонне перевезення
відходів – транспортування відходів з території, на/або через територію України,
на території або через територію іншої держави; відходи як вторинна сировина –
відходи, для утилізації та переробки яких в Україні існують відповідні
технології та виробничо-технологічні або економічні передумови.
36
ЗУ «Про відходи» складається із 10 розділів, в яких регламентовано
питання відносин щодо прав власності на відходи, визначено суб'єкти у сфері
поводження з відходами, їх права та обов'язки, встановлено компетенцію органів
виконавчої влади та органів місцевого самоврядування, державний облік,
моніторинг та інформування у сфері поводження з відходами, заходи і вимоги
щодо запобігання або зменшення утворення відходів та екологічно безпечного
поводження з ними, економічного забезпечення заходів утилізації відходів і
зменшення обсягів їх утворення, правопорушення у сфері поводження з
відходами і відповідальність за них, міжнародного співробітництва у сфері
поводження з відходами [11].
2.2 Міжнародне співробітництво України і Європейського союзу в сфері
поводження з відходами
Нормативно-правовою діяльністю ЄС та України у сфері поводження з
відходами передбачено, що Україною обрано один із пріоритетних напрямів
розвитку, спрямованість на ЄС, зокрема, шляхом гармонізації сучасного
українського законодавства до європейських стандартів, адаптації положень
нормативно-правових актів, зокрема у сфері поводження з відходами. Тому
вирішення проблем поводження з відходами на державному рівні має
здійснюватись в першу чергу шляхом впровадження ефективного законодавчого
регулювання, що грунтується на врахуванні національних особливостей та
позитивному досвіді згідно європейського законодавства.
Політикою управління відходами в ЄС передбачено ряд принципів, які
мають загальний характер, тому їх застосування та інтерпретація залишають
державам-членам та країнам-претендентам на членство в ЄС можливість
поступової адаптації національних особливостей до європейського
законодавства.
37
До основного нормативно-правового документу ЄС у сфері поводження й
управління відходами, що визначає правові засади та основні принципи
поводження з ними, відноситься Директива 75/442/EWG [12]. Директивою
визначено єдині терміни і поняття, а саме відходи, утилізація тощо. Згідно
Директиви до відходів відносять кожна субстанція чи предмет, яких власник
позбувається, хоче позбутися або мусить позбутися відповідно до чинного
законодавства. Також Директивою встановлено наступні категорії відходів:
промислові та харчові рештки; продукти, які не відповідають установленим
вимогам; продукти, для яких закінчився термін придатності; предмети, що є не
придатними для використання, зокрема використані батарейки, каталізатори
тощо; відходи виробництва: шлаки, рештки після дистиляції; рештки від
видобутку та переробки сировини: важкі оливи з нафтових полів, гірничі шлаки;
продукти, для яких власник не знаходить подальшого застосування: відходи
сільського господарства, підсобних господарств тощо. В цілому Директива
налічує 16 категорій відходів, на основі яких впроваджено єдиний Європейський
каталог відходів (рішення 2000/532/EWG), що періодично переглядається й
оновлюється.
Згідно Директиви встановлено основні принципи управління відходами,
що регулюють діяльність суб'єктів господарювання в цій сфері, а саме:
запобігання росту об'ємів утворення відходів та зниження ступеню їх
шкідливості; повторне їх використання та вторинна переробка; вилучення
ресурсоцінних компонентів з відходів; утилізація з метою отримання енергії;
безпечне кінцеве розміщення відходів, що застосовується у випадку, коли всі
вищезазначені дії є неможливими.
Слід відзначити, що Директивою не регулюються методи та процедури
утилізації певного ряду відходів, а саме:
- газові забруднення атмосфери;
- радіоактивні відходи;
38
- відходи, які утворені під час дослідницьких робіт, видобутку, переробки і
зберіганні мінеральної сировини та експлуатації каменоломень;
- залишки тваринного та сільськогосподарського походження;
-стічні води, за винятком рідких відходів;
- знешкоджені вибухові матеріали.
Правила поводження з наведеними вище небезпечними відходами
регулюються спеціальними директивами ЄС.
Іншою директивою ЄС щодо відходів є Директива 91/689/EWG про
небезпечні відходи, згідно якої існує стандартизація нормативно-правових актів
країн ЄС щодо контролю за управлінням небезпечними відходами [13].
Директивою ЄС 91/689EWG визначено поняття небезпечних відходів,
регулюються питання поводження з токсичними відходами, встановлено вимоги
щодо ліцензування засобів їх переробки і рекомендації щодо поводження з цими
відходами. Головна мета Директиви полягає у наближенні нормативно-правових
актів країн ЄС та встановлення механізмів контролю діяльності у сфері
управління небезпечними відходами. В рамках адаптації українського
законодавства до європейських стандартів Радою по вивченню продуктивних
сил НАН України та Науково-дослідним економічним інститутом Мінекономіки
України розроблено класифікатор відходів, остаточна редакція якого є
гармонізованою з європейським переліком відходів відповідно до Директиви ЄС
91/689.
Наступною є Директива про складування відходів 1999/31WE, що
встановлює вимоги до знешкодження відходів та їх складування. До основних
положень Директиви віднесено [14]:
- встановлення правил розміщення відходів на складах і вимог, що
стосуються їх переробки;
- створення системи дозволів на функціонування складів;
- встановлення обов'язків оператора складу.
39
Наступною Директивою про спалювання відходів 2000/76/WE
забороняється спалювання комунальних відходів (89/369/EWG i 89/429/EWG) і
спалювання небезпечних відходів (94/67/WE) [15]. Головною метою Директиви
є запобігання або мінімізація негативного впливу сміттєспалювальних
підприємств на довкілля і здоров'я населення.
Директива ЄС 94/62 про упаковку та відходи вимагає від країн ЄС
розвиток технологій з переробки та повторного використання упаковки,
розробки механізмів її збору. Документом встановлено стандарти щодо складу
пакувальних матеріалів, яким передбачено обмеження вмісту важких металів.
Директива ЄС 91/157, що змінена Директивами ЄС 93/86 та ЄС 98/101,
регулює поводження з акумуляторними батареями й обмежує вміст у них ртуті,
кадмію, свинцю. Такі батареї повинні мати відмітку у вигляді перекресленого
смітника, що вказує, що їх не можна викидати як звичайні побутові відходи.
Члени ЄС до внесення поправок у 1998 р. зобов'язані організувати окрему
систему збору батарейок. Після внесення певних поправок використання
батарейок, що містять ртуть, повністю заборонено.
Директива ЄС 75/439 про утилізацію відпрацьованого масла, що
доповнена Директивами 87/101 і 91/692, забезпечує безпечні скиди, очистку,
зберігання і знищення використаних масел. Згідно цього документу члени ЄС
повинні надавати пріоритет переробці і вторинному використанню масляних
відходів. Директивою заборонено скидання відходів масел у водні об'єкти і
дренажні системи.
Директива ЄС 86/278 регулює питання використання осадів стічних вод у
сільському господарстві та встановлює максимальні обмеження для
концентрацій важких металів в осадах і ґрунтах, у місцях накопичення
зазначених осадів, а також визначає умови використання стічних вод. Згідно
документу повинен здійснюватися моніторинг осадів стічних вод та ґрунтів
щодо зміни в них концентрації важких металів.
40
Наступною Директивою ЄС 90/667 встановлено гігієнічні норми щодо
захоронення і переробки відходів тваринництва [16].
Також в ЄС ряд спеціальних нормативних актів, що регулюють питання
транспортування відходів, а саме Директива ЄС 78/319 та Постанова ради
Європи № 259/93 про нагляд і контроль за переміщенням відходів у межах
Європейської спільноти, а також за їх увезенням і вивезенням з території ЄС.
Описані вище нормативно-правові акти складають основу системи
управління відходами у країнах - членах ЄС і є правовим інструментом у
боротьбі зі зростаючими в європейських країнах обсягами відходів.
2.3 Морфологічний склад, основні фізичні та санітарно – бактеріологічні
властивості твердих побутових відходів
До морфологічного складу ТПВ входять наступні компоненти: папір,
картон, обсяг яких складає до 20—30%, харчові відходи - 28—45%, деревина
1,5—4%, метал чорний - 1,5—4,5%, метал кольоровий - 0,2—0,3%, текстиль- 4—
7%, кістки - 0,5—2%, скло - 3—8%, шкіра, гума, взуття - 1—4%, каміня, фаянс -
1—3%, пластмаса - 1,5—5%,та інше - 1—3%.
Морфологічний склад твердих побутових відходів представлено на рисунку
2.1.
Відсоткове співвідношення морфологічного складу ТПВ є умовним, так як
на співвідношення впливає ступінь благоустрою житлового фонду, сезони року,
кліматичні та інші умови [17]. В складі ТПВ Черкаської області постійно
збільшується вміст пластмаси, паперу, фольги, банок, поліетиленових плівок і
інших упаковок [18]. Особливо великі сезонні коливання харчових відходів — з
28% весною до 45% і більше літом та восени.
41
%
Папір картон
45
40 Харчові відходи
35
деревина
30
25 метал чорний
20 метал
15 кольоровий
текстиль
10
5 кістки
0
скло
шкіра рез. взуття
Рисунок 2.1 - Діаграма розподілу морфологічного складу ТПВ
Склад ТПВ значною мірою змінюється в залежності від кліматичної зони
[4]. Суттєво змінюється в ТПВ вміст сміття, яке безпосередньо змітається з
вулиць та прибудинкових територій. Взимку його частка зменшується в два - три
рази.
До складу харчових відходів входять картопляні очистки, відходи овочів ,
фруктів, хліба і хлібопродуктів, м’ясні і рибні відходи, яєчна шкарлупа тощо.
Вони містять у своєму складі крохмаль, жири, білки, вуглеводи, клітковину,
вітаміни. Навесні вологість харчових відходів складає від 60 до 70%, а влітку і
восени – від 80 до 85%. Вологість харчових відходів закладів харчування досягає
95%. Кістками, боєм скла і фаянсу, металевими кришками і банками
представлені баластні додатки харчових відходів.
З метою збереження і можливості подальшого використання харчових
відходів їх потрібно зберігати влітку при t > 6—7°С не більше 10 годин, а взимку
при цій же температурі до 30 годин.
42
Ємність для збереження цих відходів потрібно мити 2% розчином
кальцинованої соди або розчином хлористого вапна з 2% активним хлором, а
потім промити чистою водою.
Усереднені дані по хімічному складу ТПВ за кліматичними зонами
представлено в таблиці 2.1.
Україна належить до середньої кліматичної зони, за виключенням АР
Крим, який відноситься до південної зони. Аналіз даних таблиці 2.1 показує, що
за вмістом таких елементів, як азот, фосфор, калій і кальцій, ТПВ можуть бути
віднесені до рідини, яку можна використати для виробництва цінних добрив .
Основні властивості ТПВ.
1. Фізичні властивості ТПВ. Щільність ТПВ в Україні складає від 0,19 до
0,23 т/м3. Вона залежить від благоустрою жилого фонду та сезонів року. Зокрема,
для благоустроєного житлового фонду щільність ТПВ у весняно-літній період
становить від 0,18 до 0,22 т/м3, а в осіньо-зимовий період – від 0,2 до 0,25 т/м3,
для неблагоустроєного жилого фонду з грубовим опаленням – від 0,3 до 0,6 т/м3.
Чим більше паперу і різних пластмасових упаковок, тим менша щільність ТПВ.
Із зростанням вологості щільність ТПВ збільшується. У майбутньому
щільність ТПВ великих міст за рахунок збільшення різних упаковок знизиться до
величини, що наближається до 0,1 т/м3. У великих містах Европи і США
щільність ТПВ близька до цього показника.
Папір і картон, текстиль і пластмасові плівки формують структуру ТПВ і
надають їй механічної щільності. Липкі і вологі компоненти забезпечують це
зчеплення. Ці властивості ТПВ сприяють зависанню відходів на стінках бункерів
і решітках.
Для прикладу, через решітку розміром 30x30 см ТПВ самостійно не
провалюються, тому для їх проходження потрібні додаткові зусилля.
43
Таблиця 2.1— Хімічний склад ТПВ різних кліматичних зон в залежності від
вмісту сухої маси
Показники Кліматичні зони
Середня Південна
Органічні речовини 56-72 56-80
Зольність 28-42 20-44
Загальний азот 0,9-1,9 1,2-2,7
Кальцій 2-3 4-5,7
Вуглекислий газ 30-35 28-39
Фосфор 0,5-0,8 0,5-0,8
Кал ій 0,5-1 0,5-1,1
Вологість ( % від загальної маси) 40-50 35-70
загально ї маси)
На стінках бункерів з кутами 65—70° виникає накопичення і зависання
ТПВ. При довгому зберіганні ТПВ злежуються, самоущільнюються і втрачають
сипучість.
Для зменшення загального об’єму ТПВ при транспортуванні і складуванні на
полігонах важливо знати їх компресивні властивості, вплив тиску на ступінь
пресування.
2. Компресивні властивості ТПВ. При пресуванні ТПВ в мусоровозі при
звичайному тиску 0,1 МПа, їх об’єм зменшується в 1,5—3 рази. При збільшенні
тиску до 0,3—0,5 МПа виникає поломка різного роду упаковок, пресування паперу
і плівок, починається видавлювання вологи. Об’єм ТПВ в залежності від складу і
вологості може бути зменшений як мінімум в 5 разів від попереднього, що
44
отриманий при зборі ТПВ в контейнерах. Щільність ТПВ при цьому може
досягати величини до 0,8 т/м3 і більше.
При збільшенні тиску до 10—20 МПа віджимається до 80—90% всієї
вологи, яка є в ТПВ при їх збиранні. При цьому об’єм ТПВ знижується в 2—2,5
рази, а щільність збільшується в 1,3—1,7 рази. Спресованість таким чином ТПВ
на деякий час стабілізується, так як волога в ТПВ є незначною для активної
життєдіяльності мікроорганізмів, а доступ кисню із-за високої щільності є
недостатнім. При збільшенні тиску до 60 МПа виникає майже повний віджим
вологи, але об’єм практично вже не змінюється. Мікробіологічне життя в такому
матеріалі сповільнюється.
При контакті з металами ТПВ надають корозійного впливу, що пов’язано
з їх високою вологістю, через наявність у фільтраті розчинів різних солей і
кислим середовищем (рН=5—6,5).
3. Теплоутворюючі властивості. Через наявність в ТПВ великої кількості
органічних речовин вони володіють теплоутворюючою властивістю. Теплоємність
основних компонентів ТПВ (в Дж/кг∙град) складає: для води—4190; дерева,
картону, паперу—2000—2500; скла, каміння—800—1000; заліза—400; алюмінію
—860.
Теплоутворююча властивість ТПВ також залежить від їх щільності. Для
прикладу, при зміні щільності в межах 0,2 т/м3-0,5 т/м3 теплоутворююча
властивість ТПВ знижується з 2000 до 940 ккал/кг.
4. Санітарно-бактеріологічні властивості. ТПВ містять в своєму складі значну
кількість вологих органічних речовин, які при їх розкладі, виділяють гнилісті
запахи і фільтрат. При висиханні продукти неповного розкладу утворюють
насичений забруднювачами і мікроорганізмами (від 300 до 15 млрд на 1 г сухої
речовини) пил. Це призводить до інтенсивного забруднення повітря, грунтів,
поверхневих і грунтових вод. Рознощиками патогенних мікроорганізмів можуть
бути мухи, криси, птахи, бродячі собаки і коти.
45
В середовищі ТПВ поряд з сапрофітними розвиваються й патогенні
бактерії, що є носіями різних захворювань. Окрім патогенних мікроорганізмів,
ТПВ містять яйця гельмінтів (глистів). При складуванні ТПВ частина
патогенних мікроорганізмів гине вже через декілька днів, тоді як інші їх види
можуть існувати в таких умовах на протязі декількох років. Яйця гельмінтів
зберігають свою життєдіяльність упродовж декількох років. З пилом або
фільтратом вони виносяться за межі складування ТПВ і є джерелом
забруднення води та грунту.
Мікроорганізми, що виявлено в ТПВ, є збудниками таких захворювань
як гепатит, туберкульоз, дизентерія, аскаридоз, респіраторних, алергічних,
шкіряних тощо.
2.4 Характеристика основних методів знезараження та утилізації твердих
побутових відходів
У світі сьогодні налічується близько 20 різноманітних методів
знезараження ТПВ [5]. Їх поділяють на: ліквідаційні, які вирішують в першу
чергу санітарно - гігієнічні завдання та утилізаційні, що пов’язані із вирішенням
проблем економічного використання вторинних ресурсів.
Згідно технологічних принципів всі методи знешкодження та утилізації
ТПВ поділяють на: біологічні, хімічні, термічні, механічні та змішані.
До методів знезараження побутових відходів відносять спалювання,
газифікація, піроліз, обробка дезинфікуючими речовинами, компостування,
захоронення на полігонах. На сьогодні найбільш поширеним методом
знезараження ТПВ в Україні залишається їх захоронення на полігонах.
Експлуатація полігонів, які не мають елементарних природоохоронних споруд
(гідрозахисних екранів, систем збору та контролю фільтрату тощо) з соціальної
точки зору є протизаконною, а з природоохоронної–небезпечною.
Полігонний метод знезараження ТПВ.
46
Полігонний метод знезараження ТПВ є технологічно не складним, проте
потребує значних земельних площ, капіталовкладень, експлуатаційних і
транспортних витрат. У зв’язку з цим одним із ефективних методів поводження з
ТПВ є створення сортувально-полігонних комплексів (СПК) та біомеханічних
заводів (БМЗ). Біологічне знезараження ТПВ при захороненні їх на полігонах
здійснюється наступним чином: ТПВ покриваються шаром землі, що перекриває
доступ кисню. В анаеробних умовах при відсутності кисню розвиваються
анаеробні бактерії, що розкладають органічні речовини та знищують патогенну
мікрофлору. Процес розкладу органічних речовин є тривалим та вимагає значних
площ для складування ТПВ. При цьому можлива утилізація органічних речовин у
вигляді біогазу, що містить 55-60 % метану.
Процес біологічного знезараження ТПВ при компостуванні здійснюється
наступним чином: при наявності вологи та кисню у середовищі ТПВ
розвиваються аеробні бактерії, в першу чергу йде розвиток групи мезофільних
аеробних бактерій, які розщеплюють деякі органічні сполуки, при цьому
виділяється енергія, що розігріває ТПВ до 20-350 С. Після першого розігріву в
середовищі ТПВ починає активно розвиватись група термофільних аеробних
бактерій, які здатні розщеплювати більш стійкі органічні сполуки. Енергія, яка
при цьому виділяється, розігріває ТПВ до 600С і більше. Така температура знищує
патогенні мікроорганізми (таблиця 2.2) [5].
Метод захоронення ТПВ.
Метод захоронення є найбільш простим. Він практикується в багатьх
країнах світу. В США вивозиться до 82 % від загального об’єму, в країнах СНД –
до 95 %. Найбільш благополучною в цьому відношенні є Японія, де вивозиться
24,5 % і Швейцарія – 18 %. Хоча далі таке положення зберігатися не може,
оскільки різко збільшуються земельні площі під сміттєзвалища, які можна
корисно використовувати.
На полігонах безповоротньо втрачається велика кількість корисних
складників ТПВ (метали, папір, горючі компоненти). Якими б досконалими не
47
були полігони, вони продовжують залишатися джерелами забруднення
навколишнього середовища.
Таблиця 2.2 – Вплив температури на загибель патогенних мікроорганізмів
Вплив температури на патогенні мікроорганізми
Збудники Умови виживаня Умови загибелі
захворювань середовище Кількість t0C, Час в
днів хв.
Туберкульозу ТПВ в грунті 150-180 55-65 5-60
Тифу ТПВ 4-115 55-60 5-30
Дизентерії ТПВ 10-40 55 60
Холери ТПВ 1 50 80-60
Ідуть процеси розкладання (аеробні і анаеробні), постійне випаровування,
залишаються шкідливі речовини. Крім того, полігони – це середовище
проживання птахів, гризунів, що є рознощиками хвороб.
Найбільш гострою проблемою є забруднення грунтових вод фільтратом.
Коли вода проходить через необроблені відходи, утворюється особливо отруйний
фільтрат, в якому разом із залишками органічних речовин присутні залізо, ртуть,
свинець, цинк і інші метали із консервних банок, батарейок і інших
електроприладів. Неправильний вибір місць захоронення відходів і відсутність
запобіжних заходів дозволяють фільтрату попадати в підземні водоносні
горизонти.
Іншою актуальною проблемою є утворення метану, оскільки у захороненого
сміття не має доступу до кисню. Тому його розкладання іде анаеробно, а один із
продуктів його – біогаз, який на 2/3 складається із метану, що утворюється в
товщі захоронених відходів і може розповсюджуватись горизонтально,
48
проникаючи у підвали будинків, накопичується там і вибухає при запалюванні.
Крім того, метан може розповсюджуватися вверх по грунту, що призводить до
отруєння коренів і загибелі рослинності на місці захоронення. При відсутності
рослинного покриву починається ерозія грунту [6].
Компостування ТПВ.
Один із найпростіших методів знезараження і переробки ТПВ є польове
компостування. Якщо на полігонах знезараження відбувається упродовж 50-100
років, то при польовому компостуванні цей процес проходить за 6-8 місяців в
залежності від кліматичних умов.
Компостування – складний аеробний біологічний процес, що
супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Легкогниючі органічні речовини
розкладаються з утворенням рухомих форм гумінових кислот, які добре
засвоюються рослинами. В результаті компостування синтезується гумус, який є
основним компонентом грунту. В основі одержання компосту лежить процес
аммоніфікації під дією аеробних бактерій. В свою чергу аммоніфікація – це
процес розкладу органічних сполук ТПВ з виділенням аміаку. Тому при
компостуванні ТПВ втрачають до 20 % за масою органічних речовин.
Компостування ТПВ проводиться на плошадках, що розташовані поблизу
полігонів. Найбільш проста технологія компостування полягає в складуванні ТПВ
в штабелі, які розташовані паралельними рядами з проїздом між ними до 3 м. Для
попередження розведення мух, видалення запаху і зменшення теплообміну між
штабелями і повітряним середовищем їх покривають шаром землі чи торфу
висотою від 15 до 20 м.
В штабелях весінньо - літньої закладки в результаті проходження аеробного
компостування упродовж перших 15-20 діб відбувається саморозігрів штабелю до
60 – 70 0С; далі упродовж 2-4 місяців температура тримається на рівні 40- 45 0С, а
потім знижується до 30-35 0С. Через 10 місяців горіння температура
встановлюється на рівні 14-18 0С і тримається до наступної весни. Тривалість
компостування ТПВ, що рекомендується, в штабелях – від 12 до 18 місяців. При
49
регулярному перекопуванні і зволоженні термін може бути суттєво зменшений
[5].
В процесі компостування інтенсивно знижується вологість відходів.
Одержаний компост очищається від баластових фракцій, а саме скла, каміння,
металу з використанням установки для механізованого сортування.
До іншого варіанту технології польового компостування відносять
попереднє подрібнення ТПВ перед викладкою в штабелі, що здійснюється за
допомогою молоткових подрібнювачів. В цьому випадку вихід компосту
збільшується, проте кількість відходів знижується. Усі зазначені методи
знешкодження ТПВ мають загальну особливість: в результаті їх застосування
безслідно зникає велика кількість ресурсоцінних компонентів ТПВ, які можна
було б вилучити та використати в якості вторинної сировини. Вилучення певних
компонентів ТПВ, зокрема паперу, скла, чорних і кольорових металів та
полімерних матеріалів, є можливим при застосуванні технології сортування
відходів [7].
2.5 Аналіз сучасних методи переробки та утилізації твердих побутових
відходів
З кожним роком стає більш актуальною проблема утилізації відходів.
Згідно експертних оцінок на звалища більше надходить пластмаси, ніж скла,
металу і деревини. Полімерні відходи складають близько 20% з прогресуючим
зростанням до 30% від загальної маси комунальних відходів країни. Відходи з
полімеру складають одну з основних проблем забруднення довкілля нашої
країни.
Проблеми поводження ТПВ є досить гострими через низьку швидкість
їхнього розкладу. Зокрема, паперові відходи розкладаються упродовж 2—10
років, консервні банки - майже за 100 років, поліетиленові матеріали—за 200
50
років, пластмаса—за 500 років, а склу для повного розкладу необхідно 1000
років.
Захоронення або вивіз на смітник є мало придатним для утилізації відходів
полімерних матеріалі, що обумовлено тим, що їх об’єм не змінюється з часом.
Відповідно площі, що зайняті під смітники, повинні безперервно збільшуватися,
що призводить до виведення з господарського обороту значних територій,
довготривалим забрудненням довкілля і є не раціональним з енергетичної точки
зору. Однак цей метод і сьогодні широко застосовується в Україні.
Для вирішення проблеми ТПВ в Україні передбачено систему збору та
вивезення твердих і рідких побутових відходів, що включає послідовність
виконання технологічних операцій із вилучення, накопичення і розміщення
відходів у спеціально відведених місцях та їх вивезення у пункти знешкодження.
За підрахунками експертів під ТПВ зайнято близько 160 тис. га землі, що є
одним із найвищих показників накопичення відходів у світі.
Однією із господарських і природоохоронних проблем залишається
проблема побутових відходів. Згідно статистичних даних, об’єм вивозу твердих
побутових відходів щорічно збільшується. Тверді побутові відходи зберігаються
на 3 тис. звалищ і полігонах, площа яких складає близько 5 тис га, причому 5%
від загальної кількості звалищ є перевантаженими, а 14% не відповідають
нормам екологічної безпеки. Біля 2,5% побутових відходів спалюються в містах
Київ та Дніпро на двох діючих сміттєспалювальних заводах із 4 побудованих в
Україні. Сміттєспалювальні заводи через застарілі технології спалювання сміття
є джерелом інтенсивного забруднення атмосферного повітря і потребують
оновлення технічного обладнання.
Через відсутність системи збору ТПВ у приватному секторі щорічно
утворюється близько 3,3 тис. неконтрольованих звалищ, які займають територію
понад 400 га [4]. Тому потрібно в Україні розвивати нову модель поводження з
побутовими відходами, якою передбачено:
1) перегляд тарифної політики у сфері поводження з ТПВ;
51
2) розробка економічно обґрунтованих тарифів;
3) запровадження відповідного місцевого податку та визначення бази його
нарахування;
4) удосконалення системи ліцензування діяльності з поводження із ТПВ та
контролю за здійсненням ліцензованої діяльності впровадження сучасних
методів та технологій поводження з ТПВ;
5) посилення антимонопольного регулювання на ринку поводження з ТПВ.
Нова модель поводження з ТПВ передбачає застосування ринкових
підходів та запровадження сучасних методів і технологій поводження з ТПВ на
основі впровадження системи роздільного збору побутових відходів, їх
сортування, спалювання та захоронення (рисунки 2.2 і 2.3).
Рисунок 2.2—Схема нової моделі поводження з твердими побутовими відходами
52
Рисунок 2.3—Державна підтримка функціонування та розвитку сфери
поводження з твердими відходами
Державна фінансова підтримка сфери поводження з ТПВ не може
забезпечити умови для ефективного розвитку галузі через недосконалість
тарифної політики, недостатність та нерегулярність бюджетної підтримки. Діюча
система компенсації збитковості тарифів та фінансова неефективність механізму
штрафних санкцій за порушення правил благоустрою та поводження з ТПВ не
створюють сприятливих умов для підвищення ефективності функціонування
підприємств галузі для залучення інвестицій та розвитку конкурентного
середовища.
Реформи житлово-комунального господарства (ЖКГ) у сфері поводження з
ТПВ не призвели до вагомих позитивних зрушень. Лише за останні роки загальна
кількість і площа полігонів і звалищ ТПВ зросла більш ніж на 50%. Проте до
позитивних факторів слід віднести призупинення зростання частки
перевантажених сміттєзвалищ, але на 11% збільшилася питома вага звалищ, що
не відповідають нормам екологічної безпеки. Незадовільною залишається
реалізація заходів по санації та рекультивації існуючих звалищ, оскільки питома
53
вага звалищ, які потребують рекультивації, зросла на 4%, тому гострою
проблемою залишається виникнення несанкціонованих сміттєзвалищ.
Незадовільною залишається реалізація заходів розвитку конкурентного
середовища у сфері поводження з ТПВ: при відносно незначному збільшенні
загальної кількості підприємств галузі їх розподіл за формою власності майже не
змінився, оскільки частка підприємств комунальної форми власності знизилася
лише на 0,6%. До позитивних результатів реформ можна віднести збільшення на
4,2% парку спеціальної автомобільної техніки та його оновлення, при цьому
рівень зношеності парку сміттєвозів знизився на 2,6%.
Основними проблемами, що потребують врегулювання, є:
1) лише 70% населення України охоплено послугами з вивезення ТПВ, в
тому числі лише 30% сільського населення, що сприяє щорічному утворенню 16
тис. несанкціонованих звалищ загальною площею близько 1,1 тис.га;
2) потужності значної кількості існуючих полігонів вже вичерпали свій
ресурс, зокрема 5% світтєзвалищ є перевантаженими, 25% не відповідають
нормам екологічної безпеки та понад 10% сміттєзвалищ потребують
рекультивації;
3) незадовільним є моніторинг недіючих полігонів ТПВ, кількість яких
становить 242 одиниць загальною площею понад 300 га;
4) відсутні вільні території під нові полігони, оскільки є потреба у
будівництві 580 нових полігонів, що вимагає врегулювання питань вилучення
земельних ділянок і майна з підстав суспільної необхідності;
5) 97% побутових відходів захоронюються і всього 3% з них утилізуються
на двох сміттєспалювальних заводах у містах Київ та Дніпро, обладнання яких є
застарілим і негативно впливає на екологічний стан довкілля і здоров’я людей.
Досить низьким залишається рівень використання ТПВ у якості вторинної
сировини та в енергетичних цілях, що свідчить про неефективне використання
ресурсів;
54
6) низьким залишається рівень реалізації Кіотського протоколу, в тому
числі щодо вилучення та утилізації полігонного біогазу;
7) усереднений показник зношеності спеціального транспорту, загальна
кількість якого становить понад 4 тисячі одиниці, становить 70%. У більшості
населених пунктів використовуються застарілі типи контейнерів, що не
відповідають технологічним, санітарно-епідеміологічним та екологічним
вимогам;
8) майже не розвинутою є система роздільного збору ТПВ, оскільки існує
проблема відсутності коштів на придбання нового обладнання та створення
відповідної інфраструктури;
9) недосконалою залишається система ліцензування та тарифна політика у
сфері поводження з ТПВ, що перешкоджає залученню приватних інвестицій.
Діюча модель поводження з побутовим відходами, яку зображено на
рисунку 2.4, є доволі простою: зібрані побутові відходи захоронюються на 4,5
тис. сміттєзвалищах і полігонах загальною площею 7,6 тис.га.
Рисунок 2.4—Діюча модель поводження з побутовими відходами
55
Такий підхід до поводження з побутовими відходами є неприйнятним для
цивілізованої економічно розвинутої країни, оскільки призводить до
небезпечного стану довкілля та впливає на якість повітря, грунту, води,
зменшення тривалості життя та зростання рівня захворюваності населення.
Згідно оцінок експертів із Данії, кількість полігонів в Україні потрібно
зменшити у сім разів через їх техногенну небезпеку та навантаження на
природне середовище [5].
Таким чином, створення біо-, фото- і водорозкладуваних полімерів
спочатку розглядалось як один із оптимальних шляхів вирішення проблеми
утилізації ТПВ. Фотодеструктуючі полімери одержують введенням до полімеру
УФ сенсібілізаторів або синтезом сополімерів, які мають світлочутливі групи,
або нанесенням покрить з фотоактивуючими добавками на поверхню виробів. В
якості сенсібілізаторів в основному використовують похідні антрахінону,
бензофенону та інших ароматичних кетонів та альдегідів.
При додаванні світлочутливих функціональних груп в основний ланцюг
полімеру фізико-механічні властивості матеріалів не змінюються. Поглинання
УФ променів цими групами призводить до наступної деструкції матеріалу,
швидкість якої обумовлена інтенсивністю опромінення, вмістом активних
функціональних груп, фізичними і хімічними властивостями матеріалу.
Фотодеструктуючі полістирол (ПС) і полівінілацетат можна отримати шляхом
введення до них макромолекул світлочутливих карбонільних груп і створити
фотодеструктуючі композиції на основі ПС і сополімерів стіролу з мономерами,
що мають кетонні групи. Це досягається співполімеризацією стиролу з
акролеіном [12]. Є біополімери, що здатні розкладатися під дією
мікроорганізмів.
До основних напрямків роботи можна віднести:
• отримання полімерів визначеної структури, що піддається дії мікроорганізмів;
• розроблення композицій на основі звичайних полімерів із специфічними
добавками, що є джерелом живлення мікроорганізмів;
56
• синтез полімерів, що починають розкладатися під дією УФ світла та
продовжують свій розклад під дією мікроорганізмів.
Існують різні методи отримання водорозчинних полімерних матеріалів.
Наприклад, з оксіпропілцелюлози можуть бути виготовлені водорозчинні
листові та плівкові матеріали, тара та упаковка. Водорозчинні мішки для потреб
сільського господарства та служби побуту можна одержати при додаванні у
полімерні композиції модифікованого крохмалю. Проте під час виробництва
полімерів, що можуть розкладатися, матеріальні витрати є вищими, ніж при
виробництві звичайних пластичних мас. Фоторозкладувальні полімери, які
використовуються в якості пакувальних матеріалів, не захищають складові
упаковки від дії УФ світла. Недостатньо вивченою є токсичність продуктів
розкладу таких матеріалів, оскільки це потребує спеціальних токсикологічних
досліджень.
Забрудненням атмосфери отруйними газами супроводжується процес
спалення ТПВ, а також він характеризується високою температурою,
необхідністю відводу великої кількості тепла та корозією технологічного
обладнання. При наявності в ТПВ великої кількості полівінілхлориду (ПВХ) на
стінках печей може з’явитися суцільний шар хлоридів заліза, на якому при
температурі від 650 до 780°С може утворитися сульфід заліза. Проведені
дослідження встановили, що під час спалювання сміття, що містить до 6%
пластичних мас (поліолефінів, ПВХ, ПС), в спеціальних інсеніраторах не
спостерігається підвищення димоутворення, посилення запахів і засмічення
обладнання.
З метою забезпечення спалювання відходів полімерів з мінімальним
забрудненням атмосферного повітря розроблено спеціальні системи
газоочищення, методи попередньої обробки відходів та створено установки
різних типів: ротаційні та подові печі, печі для спалювання в псевдозрідженому
шарі. В більшості країн пластичні маси спалюють разом з іншими ТПВ. Для
прикладу, в Японії функціонують спеціальні інсеніратори матеріалів, а попіл, що
57
утворюється в процесі спалювання, використовують в якості добавки при
виробництві будівельних матеріалів і дорожнього покриття.
Для полімерних матеріалів є характерними висока теплотворна здатність,
що є в 2-3 рази вищою, ніж у текстилю та паперу. В зв’язку з цим теплову
енергію спалювальних відходів можливо ефективно використовувати для
одержання пару високого тиску, гарячої води як енергоносія для газових турбін,
додаткового палива.
Отже, описані вище методи переробки не забезпечують ефективного
вирішення проблеми використання відходів полімерів. Тому останнім часом
існує тенденція щодо утилізації відходів шляхом їх регенерації, піролізу,
повторної переробки, одержання композиційних матеріалів [19].
Термічні методи утилізації ТПВ. Сучасними методами утилізації відходів
полімерів є термічний та каталітичний піроліз при температурі від 500 до 1000°С
у безкисневому середовищі або в середовищі з низьким вмістом кисню. Цей
метод дозволяє отримати безсіркові види палива та вуглеводи. Причому витрати
на переробку є окупними за рахунок реалізації продуктів, що при цьому
утворюються. В результаті термічної дії молекули полімерів розкладаються із
утворенням низькомолекулярних продуктів, вихід і характеристики яких
залежать від умов проведення процесу, природи і хімічного складу вихідних
компонентів.
На практиці існують наступні технології переробки компонентів, що
входять до складу відходів:
1. Скло та вироби з нього йдуть на виробництво піноскла, що є в наш час
найбільш перспективним матеріалом для теплоізоляції, екологічно чистим і
цілком негорючим, що характеризується високим ступенем акустичної ізоляції.
Такий матеріал можна використовувати для будівництва житла і об'єктів
нежилого фонду, оскільки він відповідає сучасним нормативам до будівельних
об'єктів з теплоенергозбереження. Для такого матеріалу характерні наступні
властивості в порівнянні з іншими матеріалами:
58
- міцність на стискання досягає від 4 до 6 кг/см2 проти 0,5−2 кг/см2;
- максимальна температура їх використання досягає до 450°С проти 100-200°С;
- є абсолютно незаймистими у порівнянні з такими матеріалами як пінопласт або
плити з мінеральної вати;
- екологічна безпечність;
- потужність виробництва складає до 30000 м3/рік.
2. Дерево і вироби з нього, що проходять через дробарки, подрібнюється
до мілкої однорідної маси і складуються на відкритій підготовленій території, де
може зберігатися від трьох місяців до одного року аж до отримання якісного
компосту, що може бути використаний на потреби міського господарства.
3. Відходи полімерної продукції можна використовувати в якості в'яжучих
матеріалів для виготовлення термопластбетонної черепиці. Для отриманої
черепиці, основними складовими якої є пісок, фарбник, відходи полімерної
продукції, характерна міцність, екологічна безпечність, стійкість до різних
кліматичних умов. Також вона характеризується низькою питомою вагою,
довговічністю, широкою колірною гамою і належним зовнішнішнім виглядом.
4. Після відповідного подрібнення в залежності від діаметру фракцій лом
залізобетонних конструкцій і цегли можна використовувати на:
- засипку основи дорожнього покриття, що перевершує якість традиційних
матеріалів, проте за умови достатньо великих діаметрів фракцій (щебінь);
- виготовлення тротуарних плит, бордюрного каменю, а також конструкцій
блоків шосе, за умови повторного подрібнення щебеню до більш дрібних
фракцій. Цей матеріал також можна використовувати в якості часткового або
повного заміннику піску при виготовленні термопластбетонної черепиці.
Також розглядаються наступні нові технології переробки:
− переробка ПЕТ-пляшок до нетканих покрівельних і гідроізоляційних
матеріалів;
− переробка пластмас в тару та будівельні матеріали;
− виготовлення екологічно безпечних матеріалів з деревних відходів;
59
− переробка відпрацьованих свинцевих акумуляторів;
− переробка макулатури в таропакувальну продукцію.
В розвинених країнах ЄС використовуються наступні шляхи астосування
переробленого пластику:
- Британська компанія I-plas використовує перероблений пластик в якості
сировини для будівництва тротуарів, доріг, мостів, стін, черепиці та інших
будівельних матеріалів.
- Компанія Fanta виготовляє сумки з перероблених пластикових пляшок, що
мають назву Fanta-stic Bag (Fanta-стичні сумки). Слід відзначити, що метою
компанії Coca-Cola Great Britain є досягти використання 25% переробленого
пластику при виробництві пластикових пляшок.
- Компанія Motorola випустила перший в світі телефон «Motorola W233 Renew»,
що виготовлений з перероблених пластикових пляшок. Створення такої моделі
телефону потребує на 20% менше енергії, ніж для виробництва аналогічного
телефону.
- Компанія Samsung розробила мобільний телефон Blue Earth, особливістю якого
є те, що він виготовлений з пластикових пляшок і працює від сонячної енергії
(рисунок 2.5).
Рисунок 2.5 — Виробництво мобільних телефонів із перероблених пластикових
пляшок
60
- Компанія НР випускає першу серію принтерів HP Deskjet: D1663, D2663,
D5563, що виготовлені з перероблених матеріалів (рисунок 2.6). Такі принтери
практично повністю виготовлені з переробленого пластику і відповідають
вимогам Energy Star.
Рисунок 2.6— Виготовлення комп’ютерного обладнання з відходів полімеру
В нашій країні найбільш поширеним способом знешкодження
комунальних відходів залишається їх поховання на полігонах або
необлаштованих звалищах. Проте експлуатація звалищ, що не мають
відповідних природоохоронних споруд, є досить небезпечною для
навколишнього середовища. Тому єдиним та відносно екологічно безпечним
методом поводження з ТПВ та промисловими відходами, на сьогодні, є
переробка відходів. Проте в нашій країні відсутній єдине універсальне
підприємство з переробки ТПВ. Тому створення переробного підприємства
повинно стати першочерговим завданням для вирішення даної проблеми.
Переробкою ТПВ, зокрема й пластику, можуть займатися не тільки великі
підприємства, але й невеликі приватні фірми. Організація такої діяльності
потребує значно менших матеріальних витрат. Для прикладу, технологічну
лінію з переробки пластикових відходів наведено рисунку 2.7.
61
Використання такого обладнання дозволяє ретельно обробити пластикові
відходи, оскільки матеріал проходить повний цикл очищення та миття від бруду
і масляних забруднень, поліетиленових ковпачків і ручок, етикеток, металевих
включень тощо. Всі ці операції, окрім сортування, виконуються автоматично. З
двох секцій складається базова лінія, зокрема секція подрібнення і відмивання та
секція гранулювання. В декілька стадій проводиться відмивання ПЕТ пляшок з
використанням флотації з метою видалення залишків поліетиленових ковпачків,
миючих засобів, залишків клею та етикеток. Кількість ванн для відмивання буде
залежати від ступеню забруднення пляшок. Гранулювання пластівців
проводиться з використанням двошнекового паралельного екструдера. Дві зони
дегазації дозволяють повністю видалити все повітря з розплаву і отримати
гранули високої якості. З 1 кг пластикових відходів отримуємо 0,8 кг вторинного
поліетилену.
За оцінками зарубіжних операторів переробного ринку, рентабельність у
сміттєпереробного заводу може досягати 20%, а з часом і 50%.
Основною проблемою, з якою можуть зіткнутися сміттєпереробні
підприємства, є збір ПЕТ пляшок і низька зацікавленість населення в окремому
зборі ПЕТ пляшок.
Рисунок 2.7 - Технологічна лінія з переробки пластику
62
Ця проблема повинна вирішуватися на державному рівні, оскільки сучасні
технології, що пов'язані з переробкою ПЕТ пляшок, потребують значних
матеріальних вкладень, тому здійснення таких масштабних проектів є
неможливим без відповідної організації та координації з боку держави.
Досвід вирішення цієї проблеми в розвинених країнах є наступним:
- в Німеччині викидання сміття в недозволеному місці карається високими
штрафами, контроль над роздільним збором сміття і подальшої його переробкою
здійснюють технічні служби і так звані відомства чистоти міст;
- у Швейцарії прийнято закон про роздільний збір сміття, причому скляні та
пластикові пляшки сортуються навіть за кольором, а кришки викидаються в
окремі від пляшок контейнери;
- в Японії ще з 1992 року введено закон «Про стимулювання використання
вторинної сировини», а з 1997 року- закон «Про стимулювання сортування при
зборі та повторне використання тари та пакувальних матеріалів» .
Одним із варіантів вирішення проблеми збирання ПЕТ пляшок в Україні, є
встановлення відповідних контейнерів, причому контейнери повинні відрізнятися
за кольором, мати відповідні написи, що спонукали б всіх свідомих громадян
опускати полімерні відходи у відповідний контейнер. Прикладом може стати
роздільне збирання різного виду сміття в Чехії і встановлення на вулицях хоча б
від 3 до 5 спеціальних контейнерів [20].
Діючу модель збирання ПЕТ- пляшок та інших видів побутовиго сміття в
Чехії зображено на рисунку 2.8.
Для збору пластикових пляшок можна встановити на вулицях міст так
званий «Фандомат», приклад якого зображено на рисунку 2.9.
Фандоматом називають приймальний автоматизований комплекс для
купівлі у населення ПЕТ- пляшок, що видає користувачу готівку за кожну здану
упаковку.
63
Рисунок 2.8 – Діюча модель збирання ПЕТ - пляшок та інших видів побутового
сміття в Чехії
Для прикладу, в Німеччині фандомати видають користувачу не кошти, а
так звані чеки бони, за допомогою яких можна купувати продукти харчування.
Рисунок 2.9 —Фандомат
Фандомат оснащений пресом, що використовується для пресування ПЕТ-
пляшок. Приймальний контейнер фандомату дає змогу визначити вагу та об'єм
64
ПЕТ-пляшок, а встановлений сканер здатний розпізнавати 30 тисяч штрих-кодів
і дозволяє точно ідентифікувати тару.
Встановлення відповідних контейнерів для збору ПЕТ-пляшок і
автоматизованих комплексів «ФАНДОМАТ» на вулицях міст України,
дозволить не лише вирішити проблему зі збором сировини для переробних
підприємств, а й зробити міста чистими.
Отже, для вирішення проблеми пластикових відходів необхідно:
а) побудувати підприємства по переробці пластикових відходів, діяльність яких
необхідно заохочувати спеціальними пільгами, в тому числі й матеріальними;
б) створити відповідну інфраструктуру зі збору пластикових відходів;
в) розробити на державному рівні програму «Україна без відходів», розробити
закон «Про стимулювання використання вторинної сировини» та «Про
стимулювання сортування побутових відходів».
Вирішення проблематики пластикових відходів потребує не лише належної
технічної і законодавчої бази, а й виховання у населення екологічного мислення
та свідомого підходу до роздільного збору ТПВ [13].
2.6 Методи комплексного сортування відходів
Сьогодні інтенсивно впроваджується сортування ТПВ з повторним
використанням відібраних фракцій в якості вторинної сировини. Під сортуванням
розуміють відбір з потоку ТПВ корисних компонентів з метою їх подальшого
використання для виготовлення відповідної продукції. Адже разом з ТПВ, що
продукуються містом з чисельністю в 100 тис. жителів, захоронюється щороку
2000 т металів, 10 000 т паперу та картону, 3000 т пластмас, 1500 т скла, 1500 т
текстилю, значна кількість інших цінних компонентів [8]. Досвід країн, де
сортування набуло широкого розповсюдження показує, що близько 80 %
наведених вище матеріалів можуть бути поверненутими для повторного
використання. Вилучення такої маси вторинної сировини дозволяє отримати
65
економічний зиск, знизити навантаження на довкілля в результаті захоронения
цієї сировини у вигляді відходів та добування еквівалентних об'ємів первинної
сировини, зменшити площі та об'єми полігонів.
У відповідності з директивними документами ЄС, розрізняють
матеріальний та сировинний рециклінг. Матеріальний рециклінг передбачає
механічне відділення компонентів від потоку ТПВ та повторне їх використання.
Сировинний рециклінг передбачає хімічну обробку відходів з метою отримання
інших матеріалів. В Україні відсутній достатній досвід із сортування ТПВ. Однак
стверджувати, що його взагалі не має, було б передчасно. Адже ще у 1996 р.
підприємством «С&С Львів» на Кульпарківській вулиці м. Львова було
встановлено контейнери для роздільного збору ТПВ із відповідними написами.
Перед цим заходом було проведено відповідну агітаційну роботу серед мешканців
вулиці та учнів найближчої школи. Як показали подальші події, більшість
мешканців підтримували заходи в цілому, але виносили сміття як і до
експерименту - все разом. У 2003 р. в столиці в рамках українсько - датського
проекту технічної допомоги в модернізації сфери поводження з ТПВ було задіяно
близько 4 тис. жителів 29 будинків міста Києва. За висновками адміністрації
міста, реалізацію цього проекту можна вважати першим позитивним досвідом із
роздільного збору ТПВ. В проекті прийняли участь 89 % жителів відповідних
мікрорайонів, а 95 % погодилися і надалі проводити роздільний збір ТПВ.
Як показав досвід впровадження сортування в м. Києві. практично з самого
початку не вдалося забезпечити роздільний збір із-за того, що у спеціалізовані
контейнери скидалось сміття без будь-якого сортування. Тому логічним виходом
з такої ситуації є будівництво сміттєсортувальних заводів. Однак, очікувані
результати виявились значно гіршими - із сміття можна виділити лише 5-10 %
корисного матеріалу при його початковому вмісті близько 50 %. Причинами такої
ситуації були наступні фактори. Більшість будинків обладнані сміттєпроводами.
Тому при скиданні в них сміття воно інтенсивно перемішується і первинні
корисні компоненто частково забруднюються. В кращому випадку вивантаження
66
сміття із сміттєпроводу проводиться один раз на добу шляхом завантаження його
в сміттєвий контейнер та транспортування на обладнаний майданчик. Там сміття
кілька днів чекає моменту перевантаження його у сміттєвози та транспортування
на сміттєсортувальні заводи. За такий тривалий час сміття підгниває,
перемішується, знову підгниває і знову перемішується і т.д. Якщо зважати, що
більшість контейнерів не захищені від атмосферних опадів, а корисні складові
вилучаються окремими верствами населення на початковій стадії накопичення
ТПВ, то через кілька днів такого зберігання папір та картон перетворюються у
гнилу масу, непридатну для повторного використання, скло та пластик важко
піддаються очищенню, чорні метали ржавіють, інколи зводячи ефективність
роботи сміттєсортувальних заводів до нуля.
Оцінюючи загальний стан сортування та переробки компонентів ТПВ
можна сказати, що цей напрямок в Україні поки що знаходиться в зародковому
стані, хоча розвивається досить інтенсивно.
Підсумовуючи можна виділити основні проблеми, котрі сьогодні
перешкоджають ефективному роздільному збору ТПВ: незацікавленість жителів у
роздільному зборі, оскільки це пов'язано із необхідністю встановлення на кухні
додаткових ємкостей, винесенням до збірника 3-4 пакетів замість одного,
необхідністю розділення відходів і т.п.; відсутність суттєвих реальних результатів
роздільного збору, оскільки досить часто вміст контейнерів вилучається ще до
транспортування на переробний завод особами, для котрих збір вторинної
сировини є основним джерелом існування; незбалансованість об'ємів контейнерів
з об'ємами відходів, що призводить до швидкого заповнення одних та тривалого
порожнього стану інших.
Сортування передує, зазвичай, будь - якій наступній операції знешкодження
ТПВ. При цьому в різних країнах найбільшого поширення набули різні методи
знешкодження побутових відходів (таблиця 2.3) [9].
67
Відокремлена чи селективна система збору окремих складників ТПВ
забезпечує одержання відносно чистих вторинних ресурсів від населення і
зменшення кількості відходів, які вивозяться.
Один із варіантів технології селективного збору сміття передбачає
організацію пересувних установок, які включають декілька видів контейнерів. Рух
установок здійснюється по чіткому графіку, а населення забезпечене пакетами для
окремих складників ТПВ. При цьому здійснюється економічне стимулювання за
здані види вторсировини.
Таблиця 2.3 — Частка різних методів у процесах знешкодження ТПВ
Країна Кількість Захоро- Сортуван- Спалюван Компос-
нення, % ня, % ня, % тування,
відходів,
%
тис. т/рік
Німеччина 25000 4 6 16 36 2
Греція 3150 100 0 0 0
Данія 2600 29 19 48 4
Іспанія 13300 65 13 5 17
Канада 16000 80 10 8 2
Нідерланди 7700 4 5 15 35 5
Португалія 2 650 85 0 0 15
США 177 500 67 15 16 2
Швейцарія 3 700 12 22 59 7
Швеція 3 200 34 16 47 3
Японія 5 0 000 20 0 75 5
Україна 11697 98 0 2 0
Великогабаритні відходи збираються на спеціальних площадках, що
розташовані біля житлових будинків. У великих містах за рік на кожну людину
68
накопичується до 40 кг великогабаритних ТПВ з питомою масою 0,2 т/м3 (таблиця
2.4) [5].
Для механічного видалення окремих складників ТПВ використовують
магнітну, пневматичну, електричну і гідросепарацію. В якості допоміжних
операцій застосовують подрібнення відходів.
В основному застосовують сухі методи сепарації – пневматичний і
магнітний. Видалення чорного металобрухту здійснюється магнітною сепарацією.
При взаємодії магнітного поля з ТПВ, наприклад, при їх русі по транспортній
стрічці, чорний метал видаляється і потім знімається з магнітів.
Таблиця 2.4 – Орієнтовний склад великогабаритних ТПВ
Переважаючий матеріал Складники
Деревина (до 60%) Меблі, обрізки дерев і кущів, доски, ящики,
двері, фанера, старі рами, драбина
Кераміка, скло (до 18%) Фаянсові раковини, унітази, листове скло,
лампи денного світла, посуд, пляшки, бій
скла
Метал (до 9%) Холодильники, газові плити, пральні машини,
пилососи, ліжка, корита, сітки, баки, бідони,
раковини, труби, радіатори
Папір, картон (до 6%) Упаковочні матеріали, шпалери, мішковина
Текстиль (до 1%) упаковочна, пальто, ковдри, матраци
Шкіра, гума, змішані Шини, чемодани, сумки, дивани, крісла,
матеріали (до 5%) поліетиленова плівка
Пластмаса (до 1%) Дитячі ванни, відра, лінолеум
З метою видалення із ТПВ кольорового металобрухту (до 90% алюмінію,
інше – бронза, латунь) перспективним є метод електродинамічної сепарації, що
базується на використанні силової взаємодії магнітного поля і вихрьових потоків,
69
які виникають в електропровідній речовині. Видалення із ТПВ кольорових
металів сягає до 80 %. Видалення макулатури проводиться за допомогою
аеросепарації, при якій ТПВ розділяються на легку і важку фракції. В легку
фракцію переходить також полімерна плівка і текстиль. Для видалення в
самостійний продукт полімерної плівки використовують електросепарацію,
аеросепарацію та балістичний метод.
Для видалення текстильних компонентів використовуються устаткування
типу барабанних грохотів із захватуючими елементами. Для видалення скла
використовують балістичний чи флотаційний метод.
З метою видалення основних утильних компонентів ТПВ в Україні методи
комплексного сортування ТПВ на практиці поки що не реалізовані. Із ТПВ
видаляють в основному чорний металобрухт і частково папір. Інші утильні
фракції практично не видаляються [5].
70
ВИСНОВКИ
Проблема збору, накопичення та переробки твердих побутових відходів
для нашої країни є досить актуальною, оскільки загальні обсяги нагромадження
відходів в Україні сягають близько 30 млрд. тонн і на Україні під відходами
зайнято близько 160 тис. га землі, що є одним із найбільших показників
нагромаджень відходів у світі.
Майже всі тверді побутові відходи захоронюються на полігонах і
переважна їх більшість працюють в режимі перевантаження, тобто зі значним
порушенням проектних показників щодо обсягів накопичення відходів.
Комплексне управління твердими побутовими відходами повинно включати
організацію їх збирання, транспортування, видалення, переробки, знешкодження,
утилізації та захоронення ТПВ. Першочерговим завданням у сфері поводження з
твердими побутовими відходами залишається організація їх збирання та вивезення,
оскільки у разі несвоєчасного вивезення, накопичені ТПВ можуть призвести до
забруднення міста.
Одним із головних завдань вирішення проблеми поводження з ТПВ є
впровадження системи роздільного збирання органічних та неорганічних частин
ТПВ безпосередньо у споживачів, оскільки щорічно в Україні утворюються
майже 50 млн. м3 побутових відходів, причому до 40 % з яких містять
ресурсоцінні компоненти, які можуть бути повернені у господарський обіг
(папір, скло, пластик, тощо). Тому одним із головних напрямків вирішення
проблеми зменшення екологічного навантаження на довкілля є використання
відходів в якості вторинної сировини.
Досвід розвинених країн світу свідчить, що впровадження роздільної
системи збирання твердих побутових відходів дозволяє у 4-5 разів зменшити їх
обсяг, що надходить на знешкодження. У загальному обсязі побутових відходів
міститься: 10,3-26,4 % паперу, 20-40 % харчових відходів, 0,75-3,7 % відходів
деревини, 0,2-8 % текстилю, 1-5,8 % металів, 1,1-9 % скла, 0,6-6 % полімерних
71
відходів та інших речовин. Вилучення та переробка цінних матеріалів дозволить
заощадити первинну сировину, природні ресурси та одержати додаткові види
товарів широкого вжитку.
Перехід від валової до роздільної системи збирання ТПВ необхідно
здійснювати поступово, проводячи апробацію системи спочатку в окремих
мікрорайонах міста або навіть в окремих будинках районів, з метою виявлення
та аналізу недоліків та переваг. А потім вже на підставі одержаного досвіду
впроваджувати систему роздільного збирання ТПВ у всьому місті.
Створення територіальних систем роздільного збирання твердих побутових
відходів та вилучення з них ресурсоцінних компонентів дасть змогу вирішити дві
суттєві проблеми: 1) зменшення навантаження на полігони і сміттєзвалища
внаслідок чого знизяться показники забруднення об'єктів довкілля; 2) зміцнення
економічного потенціалу територій за рахунок вилучення ресурсоцінних
компонентів відходів, що в умовах існуючої економічної кризи дасть змогу
отримати додаткові тенденції розвитку.
Питання інвестування цієї сфери повинно вирішуватися комплексно за
рахунок усіх можливих джерел фінансування, як державного, так і місцевого
бюджетів, а також залучення коштів підприємств.
Аналіз стану проблеми технічного забезпечення збирання,
транспортування та переробки твердих побутових відходів показав необхідність
системного підходу до її вирішення. Такий підхід вимагає створення та
енергійного впровадження комплексу організаційних, економічних, технічних,
природоохоронних заходів.
Вузловими складовими такого підходу є: зменшення відходів; організація
роздільного збирання; перевезення; сортування відходів; переробка та
утилізація.
Високу ефективність показує застосування на всіх етапах комплексу
мобільних машин з гідравлічними приводами робочих органів. Перспективним
способом пресування твердих побутових відходів під час збирання,
72
транспортування, переробки та захоронення є вібраційний, а серед варіантів
його приводу найбільш доцільний є гідравлічний з віброзбудженням за
допомогою генератора імпульсів тиску.
Дослідження процесу пресування твердих побутових відходів дало змогу
встановити, що вібраційний спосіб пресування збільшує коефіцієнт ущільнення
твердих побутових відходів порівняно із статичним способом і дозволяє суттєво
підвищити продуктивність машин.
Залишаються неповністю невирішеними проблеми збирання та
ефективного використання твердих відходів лісового господарства, парків,
сільськогосподарського виробництва тощо. Повна відмова від використання цих
відходів як традиційного палива не тільки значно прискорює повне виснаження
енергетичних ресурсів, але й погіршує санітарно-екологічний стан довкілля. Для
зменшення впливу відходів на навколишне середовище необхідно
вдосконалювати законодавчу базу, оновлювати обладнання підприємств,
розробляти нові схеми утилізації відходів, вдосконалення відчуття сумліності
громадян нашої держави.
Робота пройшла апробацію на I Міжнародній науково-практичній
конференції «Екологічні проблеми сучасності» (м. Луцьк, ДВНЗ «ДонНТУ», 2023
року) та студентській науково-практичній конференції в рамках Днів студентської
науки ЧДТУ (квітень 2023 року)
73
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Залеський І.І., Клименко М.О. Екологія людини. – м. Рівне: НУВГРП. -
2013. - 385 с.
2. Закон України Про відходи// Верховна Рада України (ВВР), 1998, N 36-
37. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/187/98-
%D0%B2%D1%80#Text
3. Клименко Л.П. Техноекологія – м. Одеса, Видавництво: «Таврія» -2000.-
400 с.
4. Герц І.І., Шум’як Н.Р. Побутові відходи від «А» до «Я». Навчальний
посібник. – м. Тернопіль, 2017 – 38 с.
5. Радовенчик В.М., Гомеля М.Д. Тверді відходи: збір, переробка,
складування. - Навчальний посібник, Київ: «КОНДОР». - 2010 - 551с.
6. Савуляк В. І., Березюк О.В. Технічне забезпечення збирання перевезення
та підготовки твердих побутових відходів. – Монографія, Вінниця -2006. - 250 с.
7. Бялковска Н. Г, Боголюбов В.М. Проблеми поводження з твердими
побутовими побутовими відходами в сільській місцевості – м. Київ Національний
аграрний Університет. - 2005 - 300 с.
8. Малєй О.В. Шляхи удосконалення механізму управління сферою
поводження з твердими побутовими відходами на регіональному рівні//Науково-
технічний збірник «Комунальне господарство міст». – 2013, №111. – С. 41 – 47.
9. Кобецька Н.Р. Екологічне право України. - Навчальний посібник –Київ
2007. - 351 с.
10. Березовська Ю., Гамоля Н. Цивілізація сміття Контраста. - 2005. - №33 –
С. 18 - 24.
11. Міщенко В.С. Світ відходів і Україна в ньому /В.С. Міщенко //Дзеркало
тижня. Україна. – 2012. - № 25. – с. 3-4.
12. Директива ЄС 75/442/EWG від 15.07.1975 про відходи [Електронний
ресурс]. – Режим доступу: http://eur-lex.europa.eu/eli/dir/1975/442/oj
74
13. Директива ЄС 91/689/EEC від 12.12.1991 р. про небезпечні відходи
[Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://eur-lex.europa.eu/legal-
content/EN/ALL/?uri=CELEX%3A31991L0689
14. Директива Ради 1999/31/ЄС від 26 квітня 1999 року про захоронення
відходів [Електронний ресурс]. – Режим доступу:
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_925#Text
15. Директива 2000/76/ ЄС про спалювання відходів. Режим доступу:
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_942#Text
16. Директива Європейського Парламенту і Ради 2008/98/ЄС від 19.11.2008
р. про відходи та про скасування деяких директив [Електронний ресурс]. – Режим
доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/984_029-08#Text
17. Проблема сміття: від Європи до України Режим доступу
https://www.csi.org.ua/news/problema-smittya-vid-yevropy-do-ukrayiny/.
18. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища в
Черкаській області у 2021 році. – Ч.: Управління екології та природних ресурсів
Черкаської обласної державної адміністрації, 2022. – 233 с.
19. Чупа В. М., Карпаш О. М., Яворський А. В., Райтер П. М. Огляд
сучасного стану сталих технологій для енергетичної утилізації твердих побутових
відходів//Екологічна безпека та збалансоване ресурсокористування. – 2021. - №1
(23). – С. 115 – 123.
20. Свояк Н.І., Фоміна Н. М.Черкаська громада за чисте довкілля—
Черкаси: ТОВ « Маклаут» 2010.- 172 с.
21. Лисогор В., Хоменко О. Аналіз проблем переробки та утилізації твердих
побутових відходів//Збірник матеріалів I Міжнародної науково-практичної
конференції «Екологічні проблеми сучасності». - Луцьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2023..
- С.86 – 89.
22. Лисогор В.М., Лобода О.А. Перспективи впровадження нових методів
переробки твердих побутових відходів в сучасній Україні//Збірник тез доповідей
75
студентської науково-практичної конференції ЧДТУ. - М-во освіти і науки
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2023. - С.62