• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Утилизация отходов в «умном» городе

Растущие стандарты потребления, распространение городского образа жизни, ускорение цикла замены бытовой техники и электроники имеют обратную сторону — увеличение объемов твердых бытовых отходов (ТБО), воздействующих негативно на здоровье человека и состояние экосистем. Для складирования отходов отчуждаются огромные площади земельных угодий, потенциально пригодных для сельского хозяйства и рекреации. Внешний вид свалок, распространяемые ими загрязнения, частые случаи самовозгорания с выделением ядовитого дыма делают их окрестности непригодными для проживания, эстетически непривлекательными. Минимизировать негативное влияние ТБО пытаются посредством более эффективного их захоронения, сокращения площадей свалок, производства энергии из мусора, предотвращения выбросов токсичных веществ. Ведутся также разработки, позволяющие повторно использовать ценные компоненты отходов, в частности редкоземельные металлы. В этом выпуске информационного бюллетеня представлены некоторые перспективные технологии, связанные с утилизацией отходов: технологии автоматической сортировки ТБО, технологии высокотемпературного пиролиза и технологии экранирования грунтов от фильтрата свалок.

 

Версия для печати:  

 

Автоматическая сортировка мусора

Переработка и связанная с этим процессом сортировка отходов — актуальная проблема для всех стран мира. Объемы отходов постоянно растут и угрожают не только экосистемам суши, но и Мировому океану. Принципиально ее решить можно только путем внедрения автоматизированных систем сортировки отходов, построенных на пневматическом, гравитационном, флотационном принципах. Многократно повысить скорость сортировки и эффективность разделения материалов позволит оптическое распознавание на основе лазерного сканирования.

Сортировка с использованием современных интеллектуальных информационных систем происходит следующим образом: все предметы попадают на движущийся конвейер, где оптический сканер измеряет их спектры в инфракрасном и видимом диапазонах и производит их распознавание. Затем из потока мусора выделяются металлы, полимеры, стекло, бумага, картон и другие виды отходов и передаются для дальнейшей переработки или утилизации. Современные системы могут идентифицировать более тысячи видов материалов (и это не предел), что открывает широкие перспективы для экологически безвредной и коммерчески эффективной сортировки и переработки отходов.  




 


 

Утилизация полимерных отходов посредством пиролиза

Около половины бытовых отходов образуется из полимерных материалов — поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и др. Большинство этих продуктов химии органического синтеза в природе не разлагаются: попадают в окружающую среду, постепенно механически измельчаются, входят в цепочки питания. Откладываясь в тканях животных, рыб и птиц, микрочастицы пластиков, других ксенобиотических веществ создают потенциальные риски для здоровья человека. Проблема их утилизации обостряется с каждым годом, поскольку объёмы полимерных отходов растут опережающими темпами по сравнению с другими видами отходов (в два раза быстрее, чем ТБО в среднем).

Перерабатывать полимерные промышленные и бытовые отходы наиболее эффективно с экономической и экологической точек зрения посредством высокотемпературного пиролиза (800–1000 градусов C° и более). Он позволяет расщеплять крайне токсичные органические соединения (например, полихрорированные бифенилы) расщепляются на углекислый газ, хлор, оксиды азота и другие низкомолекулярные вещества, при этом вредные выбросы в атмосферу сводятся практически к нулю.



 

Экранирование грунтов от свалочного фильтрата

В результате просачивания атмосферных осадков и грунтовых вод на полигонах ТБО и в их окрестностях образуется свалочный фильтрат — очень токсичная жидкость с высоким содержанием патогенных бактерий и микроорганизмов. Фильтрат проникает в почву, водоемы и — самое главное — в питьевые водоносные горизонты. Если полигон ТБО размещают на высокопроницаемых грунтах (с коэффициентом фильтрации более 10 см/с), их необходимо изолировать при помощи специальных противофильтрационных экранов.

Для защиты окружающей среды от негативного химико-биологического воздействия свалочного фильтрата применяют различные изолирующие материалы. В последнее время стали переходить от использования минеральных глинистых экранов (толщиной от 0,25 см, подчас укладываемых слоями до 0,8 м) к синтетическим. Эти новые более тонкие и надежные экранирующие материалы (геомембраны, геосинтетические глинистые пленки) рассчитаны на эксплуатацию до нескольких сотен лет, легко транспортируются и укладываются по рулонному принципу с высокой скоростью, что делает их более экономичными. Развитие нанотехнологий позволит создавать сверхтонкие, сверхпрочные и сверхдолговечные экранирующие пленки, которые, к тому же, смогут впитывать и связывать фильтрат.





 
Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), данные Web of Science, rosniipm.ru, abh-ace.be, minenergo.gov.ru, tcj.ru, svoy-business.com, prnewswire.com и др. 


Более детальную информацию о результатах исследования можно получить в Институте статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ: issek@hse.ru, +7 (495) 621-82-74.

Над выпуском работали: Илья Кузьминов, Ирина Логинова, Анна Соколова, Надежда Микова, Вероника Ефименко, Елена Гутарук, Ким Воронин. 

© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2015