AP09058076, «Исследование энергетического потенциала и экологической безопасности твердых бытовых отходов с казахстанских полигонов»

Руководитель проекта – Абильмагжанов А.З., первый заеместитель генерального директора АО «ИТКЭ им. Д.В. Сокольского, к.х.н., в.н.с., +7 (727) 291-35-83, a.abilmagzhanov@ifce.kz

Актуальность: Актуальность проекта заключается в получении достоверных сведений о свойствах, морфологическом и химическом составе, энергетических и экологических показателях ТБО.

Цель: Всестороннее исследование твердых бытовых отходов крупных городов Казахстана с определением возможности создания на их основе твердого топлива для получения тепло- и электроэнергии.

Ожидаемые и достигнутые результаты:

– ожидаемые результаты за 2021 год:

1.1 Будут отобраны по 10 точечных проб на полигоне города Алматы с последующей их транспортировкой к месту проведения исследований. Будут составлены объединенные пробы из точечных проб.

1.2 Будет установлен морфологический состав образцов ТБО и исследованы первичные характеристики: влажность, зольность.

1.3 Будет определена высшая теплота сгорания и рассчитана низшая теплота сгорания образцов топлива из ТБО. Будет определен выход летучих веществ. Будет произведено определение макроэлементов.

1.4 Будет сдан промежуточный отчет за первый год исследований.

– достигнутые результаты за 2021 год

1.1 Отобраны 10 точечных проб с полигона ТБО в Илийском районе Алматинской области, составлена карта выемки проб. Отбор проб производился согласно «Санитарно-эпидемиологическим требованиям к сбору, использованию, применению, обезвреживанию, транспортировке, хранению и захоронению отходов производства и потребления» приказа Министра здравоохранения Республики Казахстан от 23 апреля 2018 года №187. Пробы отбирались в полиэтиленовые герметично закрывающиеся контейнеры объемом 40 литров и дополнительно упаковывались в полиэтиленовые пакеты для предотвращения потери влаги.

1.2 Определены объемно-массовые показатели проб, средняя плотность составила 134,3 кг/м3. Анализ проб с 7 по 10 показывает, что наибольший вклад в величину плотности вносят пищевые отходы. Морфологический состав объединенной пробы следующий: пищевые отходы 19,4%, бумага и картон 6,7%, полимеры 22,7%, стекло 10,2%, черные металлы 0,7%, цветные металлы 0,1%, текстиль 11,1%, дерево 0,3%, опасные отходы 0,1%, кожа, кости, резина 1,9%, остаток коммунальных отходов после удаления компонентов 26,8%. После сортировки была отобрана горючая фракция для каждой пробы в соответствии с содержанием каждого компонента, после чего пробы сокращались, усреднялись и измельчались согласно ГОСТам. Влажность горючей фракции проб варьируется от 1,9% до 27,4%. Средняя влажность 7%. По визуальному определению источником влаги в пробах являлись бумажные и текстильные материалы, а также частицы грунта, налипшие на материалы. Определена средняя зольность горючей фракции проб, ее величина колеблется от 5,9% до 18,9%, среднее значение 13%. Установлено, что зольность тем выше чем выше содержание в пробе бумаги и картона.

1.3 Определены величины высшей теплоты сгорания точечных проб, предел значений на сухое состояние попал в интервал 14,11-30,14 мДж/кг. Рассчитаны значения низшей теплоты сгорания со средним значением 23,68 мДж/кг.

Определено содержание макроэлементов в твердых остатках после разложения. В пробах обнаружены Na, Mg, Al, Si, S, K, Ca, Ti, Fe, Zn и P. Обнаружено высокое содержание Al и Ca 0,22% и 0,35% в пересчете на массу горючей фракции соответственно.

В результате проведенного микробиологического анализа установлено, что в образцах водных вытяжек 1 и 5 в основном представлена бактериальная микрофлора. Здесь же в значительном количестве выявлены бактерии группы кишечной палочки. В образце 3 помимо гетеротрофных бактерий также выявлена грибная микрофлора, представленная мицелиальными грибами и дрожжами.

1.4 Согласно постановлению Правительства РК от 22.10.2021 № 758 о внесении изменений в Правила базового и программно-целевого финансирования научной и (или) научно-технической деятельности, а также грантового финансирования научной и (или) научно-технической деятельности и коммерциализации результатов научной и (или) научно-технической деятельности подготовлены и сданы краткие сведения о реализации проекта в соответствии с календарным планом через информационную систему центра экспертизы.

Члены исследовательской группы:

  1. Абильмагжанов А.З. – Researcher ID AAR-4060-2020, Scopus ID 57197468109, ORCID 0000-0001-8355-8031.
  2. Иванов Н.С. Researcher ID AAR-4038-2020, Scopus ID 55830957400, ORCID 0000-0002-2153-2802.
  3. Адельбаев И.Е. Researcher ID ARR-4834-2020, Scopus ID 57218920899, ORCID 0000-0003-1435-8583.
  4. Нуртазина А.Е. Scopus ID 57193811608, ORCID 0000-0001-7202-5344.

Список публикаций и патентов:

Абильмагжанов А.З., Иванов Н.С., Адельбаев И.Е. Исследование энергетических характеристик вторичного сырья с Алматинского полигона. // Доклады НАН РК. -2021. – №5. –С. 73-81.