Waste, Waste Management

Останнім часом у світі багато уваги приділяють концепції сталого розвитку. Ця концепція передбачає поєднання природних і техногенних циклів у єдину систему з метою керування цими циклами за рахунок «буферних» зон, які існують об’єктивно (природні цикли), або створення технологічних циклів [1]. Однією з таких систем є система поводження з твердими побутовими відходами (ТПВ), яка може характеризуватися  декількома етапами. На етапі 1 ТПВ викидали на звалища, де завдяки природним (фізичним, хімічним та біологічним) процесам  відбувалося повертання більшості компонентів ТПВ до природного стану, що забезпечувало кругообіг речовин у природі. Але обсяги ТПВ щорічно зростають, що загрожує перетворити значні регіони у суцільні джерела забруднення довкілля, причому природне розкладання ТПВ – дуже повільний процес (напівперіод розкладання ТПВ становить 50 років), а його компоненти інтенсивно засмічують довкілля. Коли маса звалищ  перевищила критичні межі, почався етап 2 поводження з ТПВ – розбудова «полігонів», які характеризувалися досить надійною ізоляцією ТПВ від довкілля, а також системами відведення фільтрату та збирання продуктів розкладання ТПВ для використання як енергоносії. Але кількість та ємність полігонів безперервно зростали і наблизилася межа, за якою не можна було збільшувати їхню кількість. Тому необхідно було перейти до нової моделі (етап 3) - розбудови сміттєспалювальних заводів (ССЗ), які забезпечували використання органічної складової ТПВ як джерела паливних ресурсів. Але ССЗ використовують лише близько 50 % органічних складових ТПВ для утворення енергії. Тому зараз (етап 4) розробляються генератори горючих газів на базі піролізу ТПВ, які дозволяють використати до 90-95 % органічних складових ТПВ, а також комбіновані спалювально-піролізні генератори тепла та енергії. Одночасно на усіх етапах поводження удосконалюється система сортування ТПВ з метою використання окремих компонентів ТПВ як вторинну сировину (рециклінг).

Техногенне забруднення прилеглих до кар’єрів і шахт територій є небезпечним екологічним порушенням, що призводить до погіршення екологічних умов району розробок, знижує можливості ведення сільського господарства тощо. Забруднення довкілля важкими металами у м. Орджонікідзе, Марганець та прилеглих сіл відбувається за рахунок  реалізації виробничого циклу з видобутку та транспортуванню марганцевої руди, її збагаченні на агломераційних фабриках та подальшого зберігання відходів у шламосховищах [1].

Вступ. Накопичення органічних відходів у сільському господарстві складає значну проблему для аграрних підприємств і має негативну дію на навколишнє середовище. Практика спалення пожнивних  залишків рослинної біомаси перед новим засівом забруднює атмосферне повітря шкідливими речовинами. Дослідження дистанційного виявлення горіння біомаси в областях, не зайнятих лісовими масивами, а також аналіз моделей хімічного переносу і баз даних по викидах від пожеж показують, що концентрації чорного вуглецю, що утворюються в ході спалювання стерні, найбільш високі, у тому числі, і на території нашої держави [1]. Органічні відходи тваринного походження складаються з гною великої рогатої худоби, свиней, овець та кіз, відходів птахівництва. За даними моніторингового аналізу, тільки у галузі свинарства загальний річний вихід екскрементів по країні, станом на 2012 рік, перевищує 16 млн. т, а з урахуванням підстилкових матеріалів і води в гідравлічних системах видалення, обсяги утворюваного гною сягають 20 млн. т на рік. Традиційне зберігання гною на відкритих майданчиках створює негативний вплив на навколишнє середовище, забруднює водойми, та є джерелом значного вивільнення парникових газів: вуглекислого газу (СО2), метану (CH4), оксиду діазоту (N2O) – та шкідливих газів: аміаку (NH3), інших оксидів азоту, сірководню (H2S) тощо [2].

The Polish legislation acts issued in the years 2012 and 2013 have introduced a number of important targets in waste management [1], [2], [3] promoting mechanical–biological treatment. There are two types of MBT technologies: the mechanical biological pretreatment (MBP) and the mechanical biological stabilization (MBS) [4]. Both of these are processes of which the main target is to minimize the amount of solid waste to be landfilled. The simplest way to reduce the amount of waste deposited in landfills is the Mechanical - Biological Pretreatment (MBP), the idea of which is presented in figure 1. The Mechanical- biological stabilization (MBS) is also the typical method for the production of refuse-derived fuel (RDF) based on municipal solid waste (MSW) as a source. In the fractions generated in the MBS processes, there are a high caloric fraction existing in the majority and a small amount of inerts. The stabilized 0-20 mm fraction can be used on landfills as an intert fraction if the measured parameters (LOI, TOC, AT4, heat of combustion) correspond to the requirements given in [3] and [5]. In The Decree of the Minister of Environment [3] the limiting amounts of  these parameters are: the oxygen uptake AT4 < 10 mg O2/ g d.m., LOI < 35 % d.m., TOC < 20% d.m. While in the Decree of the Minister of Economy [4] TOC < 5% d.m., LOI < 8% d.m. and the maximum value of the heat of combustion 6 MJ/kg d.m.

In Poland there are about 4500 waste water treatment plants, which have equipment for treatment of sewage sludge. The volume of resulting sewage sludge is estimated at about 1-2 % of volume of flowing waste water in the waste water treatment plants [1].
In 2011, Poland generated 519,2 thousand tons of sewage sludge dry matter [3]. The amount of sewage sludge demanding disposal reaches an amount of 212,4 thousand more tons, which are accumulated on the areas of waste water treatment plant from the past years [3]. The realization of Council Directive [4] requirements contributes to the growth of produced sewage sludge. According to predictions, in the year 2014, the amount of municipal sewage sludge is to reach 651 thousand tons of dry matter, and in the year 2018 – 726 thousand tons [5].

Управління та поводження з відходами. Частина 2. Тверді побутові відходи. Навчальний посібник / В. Г. Петрук, І. В. Васильківський, С.М. Кватернюк, П.М. Турчик, В.А. Іщенко, Р.В. Петрук. – Вінниця: ВНТУ, 2015.– 100 с.