Внедрение новой технологии ArrowEcology как современного метода сортировки и переработки ТБО

   Рассмотренные выше варианты по решению проблем  ТБО являются эффективными в совокупности. Во второй части работы будет предложен  более радикальным метод - строительство  в крупных городах мусороперерабатывающих заводов по технологии ArrowEcology, разработанной в Израили.

2. Проектная часть. ArrowEcology – сортировка и переработка ТБО 

1.   Резюме

     Утилизация отходов - острая проблема, актуальная для всего мира. С увеличением количества и плотности населения Земли проблема утилизации отходов становится все более острой. При этом радикально меняется и состав мусора – в нем начинают преобладать синтетические материалы, металлы. То есть те составляющие, которые не разлагаются естественным путем. Свалки – мусорные полигоны – занимают большие участки земли поблизости городов (заметим, зачастую очень дорогостоящие участки земли).

     Вред, который наносят окружающей среде  такие свалки, очевиден. Ядовитые продукты разложения отходов убивают почвенную  микрофлору, делая грунты бесплодными  не только на территории, которую занимает сама свалка, но и на несколько километров вокруг нее. С грунтовыми водами токсические продукты распада попадают в реки. Существует еще одна проблема – самовозгорание мусора. Температура внутри куч гниющих отбросов настолько высока, что органика начинает гореть. Причем потушить свалку практически невозможно, она может тлеть неделями и месяцами, выделяя в воздух «коктейль» из ядовитых веществ.

     Самые прогрессивные методы переработки ТБО основаны на рециркуляции мусора – его сортировке с последующей переработкой. Органическую составляющую ТБО перерабатывают в специальных биоректорах с помощью анаэробных, метанобразующих бактерий. В результате их деятельности вырабатывается горючий газ метан, который служит топливом для электрогенераторов и органическое удобрение -  компост. Пластик, металл, бумагу, полученные после сортировки пускают на вторичную переработку. До недавнего времени проблему составляла именно сортировка мусора. Но израильская компания ArrowEcology нашла одно из решений этой задачи, разработав технологию гидромеханического сепарирования (разделения) отходов, которая позволяет эффективно разделять мусор на фракции  - в дальнейшим перерабатываемые на вторсырье продукты.

     Именно за такими технологиями как ArrowEcology - будущее переработки ТБО. Их преимущества очевидны по сравнению с традиционными методами. Перерабатывающий комплекс такого рода занимает небольшую площадь. Эффективность переработки мусора – до 85%. То есть, лишь 15-20% всех отходов нуждаются в захоронении. Комплекс обеспечивает себя электроэнергией, полученной в результате работы биореакторов, а также поставляет сырье другим производствам. 
 
 
 
 
 

2.2 Краткая история проекта

     Обработка  твердых бытовых отходов подлежит  серьезному рассмотрению, поскольку  население растет, причем зачастую экспоненциальными  темпами. Израильская компания несколько лет назад запатентовала новую экологически приемлемую технологию обработки твердых отходов, которая может дать новые решения.

     В Европе существует проект ORMA, финансируемый ЕС, задача которого состояла в нахождении решений в борьбе с возрастающим количеством загрязнений на территории ЕС. Основным  аспектом  проекта были анализ материалов, обработка  и  удаление  отходов  и  цикл движения  отходов  в  целом. Целью  было  найти  экологически  приемлемый метод обработки и удаления отходов, который мог бы принести также побочные продукты, представляющие интерес.

     Компания Arrow Ecology Ltd., располагаемая в Израиле, запатентовала подобный метод. Процесс ArrowEcology основан на серии этапов сепарации и фильтрации, также в нем используются свойства биохимического разложения, присущие воде. Данная  технология  преобразует  отходы  в пригодный для повторного  использования материал (например, пластик и стекло), энергию, полученную из  биогаза,  и  удобрения. Они могут  иметь  особое значение  для сельской среды и,  по существу, технология   ArrowEcology предлагает новые преимущества по сравнению с используемыми процессами обработки и удаления отходов.   

2.3 Описание продукта

     ArrowEcology - это технология гидромеханической сортировки ТБО с последующей анаэробной переработкой органических отходов. На завод ArrowEcology поступают несортированные отходы и при этом утилизируются около 85% отходов - существенно сокращаются эксплуатационные расходы на использование биозаводов, производится компост самого высокого качества. Технология дешевле, чем мусоросжигательные заводы, при очень быстром развертывании. Мусороперерабатывающий завод полностью окупается в течение 4-5 лет и в дальнейшем дает прибыль.

   Основные  задачи – ArrowEcology:

• уменьшить захоронение ТБО на полигонах, загрязнение окружающей среды от ТБО, затраты на утилизацию ТБО;

• увеличить процент переработки ТБО, производство энергии из биоотходов;

• использовать  современные методы утилизации отходов, автоматизировать процесс.

   Преимущества ArrowEcology:

• Использование несортированных отходов;
• Захоронение на свалке только 10-20% непереработанных отходов;
• Существенное увеличение процента переработки (80-90%);
• Уменьшение загрязнения (земли, воды, воздуха);
• Снижение высоких издержек утилизации отходов;
• Сокращение эксплуатационных расходов на использование биозаводов и стабилизации компостирования;
• Производство электроэнергии из биоотходов;
• Производство сельскохозяйственных удобрений высокого качества;

     Метод гидросепарации отходов - это метод сортировки твердых бытовых отходов (ТБО). Метод гидросепарации имеет целый ряд преимуществ. Во – первых, вода считается отличным нейтрализатором запахов, таким образом, отходы, проходящие процесс сортировки, не выделяют в окружающую среду неприятного запаха. Во – вторых, при сортировке и последующей переработке не наносится вреда окружающей среде, соответственно, строительство мусороперерабатывающих заводов позволяет сохранить экологическую чистоту близлежащего региона. И, наконец, вторичная переработка мусора, отсортированного в процессе гидросепарации, позволяет экономить сырье, так как в производстве используются вторичные материалы. Кроме того, гидросепарация требует значительно меньших затрат энергии, в качестве источников которой могут использоваться органические отходы.

     Многие  до сих пор пользуются методом  захоронения мусора на свалках (мусорных полигонах). В результате под мусором  погребены десятки и сотни  гектаров земли, грунтовые воды загрязняются продуктами гниения органических остатков. Но большая часть мусора практически не разлагается биологическими методами – синтетика, полимерные материалы, металлические и стеклянные отходы, даже картон и бумага годами могут лежать на свалке, не претерпевая никаких изменений.

     Комплекс ArrowEcology занимает всего лишь 1 гектар площади. Его обслуживают лишь 16 человек, включая и руководство. В основу технологического цикла положен метод гидросепарации мусора. Выглядит работа предприятия следующим образом: мусор привозят из города и сваливают на крытой площадке. Ковшом экскаватора мусор загружают на ленту транспортера. Вначале лента проходит над очень сильным магнитом, к которому прилипает большая часть металлического мусора. Затем мусор прогоняют через водный поток, где органические и неорганические массы разделяются методом гравитационного регулирования водным потоком. Тяжелые предметы тонут (металл, стекло) — остатки металла от стекла отделяются вновь магнитом, а более легкие такие, как пластик, всплывают на поверхность и поступают во вращающийся барабан с отверстиями разного диаметра. Благодаря этому мусор разделяется на фракции по размеру. На выходе из барабана остается только мусор большого размера – картон, пластиковые бутылки, полиэтиленовые пакеты. Полиэтиленовые пакеты специальным вентилятором выдувают в одну емкость, бутылки падают в другую. Для сортировки твердых бытовых отходов используется вода, которая, является природным нейтрализатором запахов. Крупногабаритные отходы, как картон, автомобильные аккумуляторы, отсортировываются вручную.

     Пройдя  первую стадию, на выходе получается чистый продукт: металл, стекло, пластмасса. Металл идет на переплавку, стекло – для  повторного изготовления стеклотары или  используется в дорожном строительстве. Пластик также прессуется в брикеты и отправляется для дальнейшей переработки. Из него изготавливают: поддоны для складов, пластиковые ящики, пластиковые трубы и многое другое.

     Мусор, который осел на дно, – это преимущественно органические остатки. Чистая органическая масса проходит подготовку к следующей стадии – биологической. Мусор подает по трубе в бак биореактора. Жидкий органический раствор, помещенный в первый биореактор без доступа света, подвергается анаэробной обработке микроорганизмами. Начинается цикл брожения. В процессе жизнедеятельности этих микроорганизмов выделяется газ метан. Образовавшийся метан служит топливом для электрогенератора, мощность которого 1 Мвт.

     Компьютер управляет ускоренным непрерывным  процессом, далее раствор проходит во второй реактор, где удаляются сточные воды и в результате жизнедеятельности микроорганизмов образуется высококачественный компост – натуральное органическое удобрение для почвы, и биогаз, который является топливом для электрогенераторов. Технология осуществляет промывку всех материалов и удаляет вредные и инертные материалы перед ферментацией, чтобы органические отходы были свободны от тяжелых металлов. Отсутствие тяжелых металлов и удаления инертных материалов из компоста крайне важно. Полученное на основе биогаза электричество «зеленая энергия», используется для внутренних технологических потребностей предприятия и для продажи его в электросети. Примерно половину полученной электроэнергии использует сам мусороперерабатывающий комплекс.

     Использование воды зациклено, после очистки вода возвращается в процесс сепарации. По необходимости дополнительная вода поступает из очищенных канализационных вод. Завод мощностью 300 тонн в сутки (100 тыс. тонн в год) сбрасывает в канализацию около 50 кубов воды в сутки.

     Небольшая часть отходов (~ 15-25%) захороняются на полигонах, это могут быть: резина, текстиль, композитные упаковки и  т.д. Часть мелких вредных веществ очищаются водой, которая впоследствии фильтруется специальными фильтрами. То есть, 80% всего поступившего на свалку мусора перерабатывается в полезную продукцию.

     Схему процесса гидросортировки TБO с последующей анаэробной переработкой очищенных органических отходов можно рассмотреть в Приложении 1. 
 
 
 

2.4 Рынки и конкуренты

     Главное преимущество технологии гидросортировки ТБО по сравнению с конкурентами, что до 85% не сортированных отходов перерабатываются: идут на продажу как вторичное сырье или идут на производство биогаза, электроэнергии или производство тепла. Ближайшие конкуренты гарантируют только до 50% переработки не сортированных отходов. Качество отсортированных продуктов очень хорошее. За счет этого завод полностью окупается в течение 4-5 лет и в дальнейшем дает прибыль.

     В Нижнем Новгороде нет конкурентов  в этой сфере деятельности. 

2.5 Организация производства

     Компания устанавливает завод "под ключ" и берет на себя полное обучение персонала. Мусороперерабатывающий завод полностью окупается в течение 4-5 лет и в дальнейшем дает прибыль. Срок строительства завода может занять до 2 лет. Все строительные, пусконаладочные и прочие работы по созданию объекта компания берет на себя (строится завод с помощью местных суб-подрядчиков) — это входит в стоимость завода. Большинство элементов конструкции можно произвести на месте, в регионе-заказчике, что значительно может уменьшить стоимость проекта. Срок эксплуатации завода составляет 20-25 лет. 

2.6 Финансы

     Ориентировочная стоимость завода (без инфраструктуры, здания и обогрева) мощностью 250-300 тонн в сутки варьируется в пределах ~30-50 млн. €. Стоимость завода приведена для израильских производителей, возможно, что часть оборудования можно произвести намного дешевле в регионе строительства завода. Стандартная площадь для завода 300 тонн/сутки 1.5 гектара.