CC BY
91
Разработка концептуальных решений проблемы обращения твердых бытовых
отходов (на примере Курской области) Development of conceptual solutions for the treatment of municipal solid waste (for
example, the Kursk region)
О.Г. Тимофеева аспирант
ФГБОУ ВПО «Юго-Западный университет», г.Курск
e-mail: [email protected]
OG Timofeeva graduate
VPO "South-West University" Kursk e-mail: [email protected]
Аннотация: На основе разграничения региона для внедрения селективного сбора отходов предложены организационно-технологические решения проблемы обращения с твердыми бытовыми отходами.
Abstract: On the basis of differentiation of the region for the introduction of selective waste collection offered organizational and technological solution to the problem of solid domestic waste.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, схема обращения ТБО, селективный сбор.
Keywords: municipal solid waste, MSW treatment scheme, selective collection.
Актуальность исследования определяется тем, что ежегодно происходит увеличение объемов образования отходов, в том числе твердых бытовых отходов (ТБО). Ввиду того, что на протяжении многих лет отходы рассматривались только с точки зрения ненужных веществ, подлежащих утилизации проблема обращения с
ТБО стала стоять остро во всех регионах Российской Федерации[9]. В связи с этим, стала возникать потребность использования современных технологий для использования твердых бытовых отходов в хозяйственной деятельности.
Необходимо отметить, что существует множество определений [1-4] твердых бытовых отходов, в данном исследовании используется следующее: «к твердым бытовым отходам (ТБО) относятся отходы, образующиеся в жилых и общественных зданиях, торговых, зрелищных, спортивных и других предприятиях (включая отходы от текущего ремонта квартир), отходы от отопительных устройств местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий, и крупногабаритные отходы»[4].
В различных муниципальных образованиях объемы образования ТБО отличаются друг от друга. Так, например, по статистическим данным[5], в районных центрах и поселках Курской области образуется больше отходов, чем в сельской местности (рисунок 1).
1200 1000 § 800 я 600 ^ 400 200 0
. 1 ■ _ п_г-1_ _ _ ГТ_ - - Г-1_ _ п_ - - П_
□ р/центр, поселки □ сельское население
Рисунок 1 - Объемы образования ТБО у населения в районных центрах, поселках и сельского населения
Среди всех районов Курской области по объему образования ТБО выделяются муниципальные центры Железногорского, Курского и Курчатовского районов. В остальных районах разница существует, но она незначительна. В основном, это обусловлено следующими факторами:
- доля сельского населения меньше, чем городского, составляет около 35% общей численности;
- большая доля биоразлагаемых отходов, которая подлежит использованию в домохозяйствах (складирование в компостные ямы для получения биоудобрения, использования для корма домашних животных);
- потребление собственной продукции (яйца, мясо, молоко и т.д.) избавляет от потребления упаковочных материалов;
- в сельской местности влияние моды ниже, вследствие этого замена обуви и одежды происходит реже, что также снижает объем образующихся отходов[8];
- высока доля вторичного использования отходов (пластиковые контейнеры используются для хранения, в качестве цветочных горшков и так далее, стеклянная тара и металл также находят применения в хозяйстве или подлежат сдаче в приемные пункты).
В этих муниципальных образованиях организация раздельного сбора отходов экономически не эффективна: слишком высокие капитальные затраты на ее организацию и малый объем извлеченного вторичного сырья.
В крупных муниципальных центрах объем образующихся отходов значительно больше, притом, что доля упаковочного материала (основной вид вторичного сырья) составляет большую часть.
1200 1000
|
| 800
^ 600
О 400
В
200 0
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000
население, чел.
Рисунок 2 - Зависимость объема образования отходов от численности населения
На рисунке 2 представлен график зависимости объема отходов от численности населения в районах [5]. Наблюдается прямо пропорциональная
у = 0,0023х - 2,2198
зависимость: чем больше численность населения, тем больше объем образования ТБО и КГО. Коэффициент корреляции равен 0,9993, что говорит о высокой взаимозависимости.
На основании вышесказанного, предлагается использовать подход при разработке схемы обращения с ТБО, суть которого заключается в разграничении муниципальных образований по потенциальному объему извлекаемого вторичного сырья. Там, где поток отходов невелик, предлагается использование сети приемных пунктов для получения высококачественного вторичного сырья, а также изъятия опасных отходов. При достаточном объеме образования отходов потребления, необходимо внедрение селективного сбора. В муниципальных образованиях с численностью городского населения свыше 40000 человек, рекомендуется внедрение схемы селективного сбора ТБО.
В общем виде схему обращения с ТБО при внедрении селективного сбора можно представить на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема обращения с ТБО при внедрении селективного сбора В предлагаемой схеме выделяется два направления сортировки и переработки отходов: первое - извлечение из общей массы вторичного сырья; второе -
сортировка, обезвреживание и максимальная переработка прочих отходов, опасных отходов (ртутные лампы, аккумуляторные батареи, масла), крупногабаритный мусор, а также электрооборудование на мусоросортировочных комплексах.
На начальных этапах внедрения селективного сбора отходов, основная нагрузка будет приходиться на второе направление - сортировка нераздельно собранных отходов на мусоросортировочных станциях. В настоящее время производственные мощности в Курской области представлены мусоросортировочными комплексами в г. Курчатове и г. Курске.
Постепенно, возможность и доступность для населения использовать раздельный сбор отходов уравняет два направления и в дальнейшем, основной объем вторичного сырья будет получаться по первому направлению, т.е. население самостоятельно будет сортировать отходы.
При этом принципиально то, что сбором, переработкой, обезвреживанием и утилизацией по второму направлению занимаются жилищно-коммунальные хозяйства (ЖКХ), а по первому направлению - специализированные коммерческие предприятия, работающие на рынке вторичного сырья. Потребителями вторичного сырья являются предприятия Курской области и близлежащих регионов.
Рисунок 4 - Контейнерная площадка для раздельного сбора отходов Селективный сбор предлагается осуществлять с помощью специальных блок-контейнеров, прототипом которых является патент на полезную модель 92854, B65F 5/00, B65F 9/00, 2010 [6]. В отличие от прототипа, предлагаемый блок-контейнер (рисунок 4) имеет следующие отличия: оснащение блок-контейнера пресс-компактором, который позволяет существенно сократить объемы вторичного сырья;
использование специальных контейнеров для сбора опасных отходов; разграничение основного отсека с контейнерами на четыре блока: вторичное сырье, прочие и опасные отходы, место складирования отходов, отсек для сбора крупногабаритных отходов и электрооборудования.
Уплотняющее устройство позволит сократить количество необходимых выездов спецтехники, снизив, тем самым, расходы на ГСМ, а также выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Разграничение на два блока необходимо для того, чтобы предотвратить доступ коммунальных служб к вторичному сырью. После прессования вторичное сырье отправляется в отсек складирования, доступ к которому имеется только у специализированных предприятий, обслуживающих эту площадку. Блоком для складирования и отсеком для крупногабаритных отходов и электрооборудования можно оснащать не каждую площадку.
Использование специальных контейнеров для сбора ртутных и люминисцентных ламп необходимо для соблюдения Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств.
На площадке для сбора отходов устанавливается закрытый ангар со специальными загрузочными люками для каждого типа отходов и закрытым выгрузным проемом. Люки выполнены с возможностью сортировки мусора населением по типу и размерам, имеют разные загрузочные окна и таблички с указанием типа отходов. Загрузочные люки могут быть закрыты механическими дверцами с управляемым открытием. Снаружи ангара выполнен отсек для крупногабаритных отходов. Внутри ангара под загрузочными люками размещены передвижные мусорные контейнеры отходов и емкости для сбора вторсырья, оборудованные датчиками заполнения, а также выполнены отсеки-накопители для каждого типа вторсырья и отсеки для порожних контейнеров.
По заполнению контейнеров организация, обслуживающая контейнерную площадку, осуществляет перемещение заполненного контейнера в соответствующий отсек, а на его место устанавливает порожний контейнер из соответствующего отсека. По заполнению емкости для сбора вторсырья организация, обслуживающая контейнерные площадки, осуществляет прессование
и перемещение в соответствующий отсек-накопитель. Вывоз вторсырья производят по накоплению определенного объема в отсеках-накопителях временного депонирования. Загруженные контейнеры и емкости перемещают через выгрузной проем к транспортному средству. Отходы вывозятся согласно требованиям санитарных норм и правил. Вторсырье: пластик, металл, стекло, макулатура вывозятся целенаправленно потребителям непосредственно с места сбора, минуя мусороперерабатывающие и мусоросортировочные заводы и полигоны, что способствует самоокупаемости данной контейнерной площадки. Опасные отходы (ртутные лампы и аккумуляторные батарейки) отправляются на специальные предприятия для их обезвреживания и утилизации.
Закрытый ангар обеспечивает санитарную защищенность контейнера от атмосферных осадков, от различных животных и птиц, разносчиков заразных и других заболеваний, защищенность от раздувания отходов и мусора ветром.
Преимуществами данной площадки являются:
- Не принуждает население к селективному сбору, а дает возможность его осуществлять и постепенно приучает к нему;
- Активное вовлечение населения в процесс сортировки ТБО и использования вторичных ресурсов;
- Воспитание в детях правильного отношения к обращению с отходами и сохранению вторичных ресурсов;
- Высокое качество собранного сырья;
- Экономия на тарифах на захоронение, на транспортировке вторичного сырья (потребители вторичного сырья вывозят его сами);
- Извлечение опасных отходов (ртутных ламп и аккумуляторных батарей) повышает безопасность работы на мусоросортировочном заводе.
Предложенная организационная схема обращения с ТБО должна быть дополнена программой по мотивации взрослого населения и воспитание детей к раздельному сбору отходов. Например, можно использовать в супермаркетах контейнеры для сбора аккумуляторных пальчиковых батареек, специальные автоматы для сбора пластиковых бутылок и алюминиевых банок - фандоматы. За сданную тару и батарейки выдаются наклейки («фишки»), заклеенный ими буклет
можно обменять на подарок (игрушку, сладость, билет в кинотеатр, на аттракционы, скидку на покупку и т.д.). Финансирование данной программы может быть осуществлено за счет средств, направленных на санитарную очистку города муниципального бюджета.
Органическая фракция в общем объеме ТБО составляет около 30 %. При организации раздельного сбора с выделением органической фракции, можно получить в г. Курске 80,7 тыс.т. пищевых отходов в год, г. Курчатове - 10,1 тыс.т., г.Железногорске - 19,1 тыс.т. Наиболее целесообразным способом переработки органической фракции является биогазовая установка.
Организация сбора органической фракции отдельным потоком с предприятий общественного питания (кафе, рестораны, столовые учреждений) позволит получить качественное сырье для биогазовых установок. Так как эта фракция не нуждается в уплотнении, для ее сбора предлагается использовать контейнеры без уплотняющего устройства на колесных опорах. Процесс сбора и транспортировки органических отходов осуществляется мобильным устройством (патент на полезную модель №: 54577)[7]: транспортное средство снабжено контейнером с дверью и емкостями для раздельного сбора отходов выполненными на колесных опорах и установленными в контейнере рядами с возможностью извлечения через дверь. Емкости устанавливаются в контейнере в два ряда. Целесообразно в качестве транспортного средства применить шасси мусоровоза МКС-1 или МКС-3. Это же устройство предлагается использовать для сбора раздельно собранных отходов в фирмах и организациях.
¿Ш ) 1 1 . . .
ТГ^К .........¥ 'Ж.........Ш
Рисунок 5 - Схема мобильного устройства для раздельного сбора отходов
По мере заполнения контейнеров на предприятиях, происходит их замена на пустые в данном мобильном устройстве.
Проведенные расчеты показали, что для переработки органической фракции, образующейся в г. Курске, г. Курчатове и г. Железногорске необходимы следующие биогазовые станции: 1 с производительностью 160 т/сутки и 1 с производительностью 80 т/сутки, установленные в районе г. Курска и перерабатывающие отходы г. Курска и г. Курчатова. Для переработки отходов в Железногорске достаточно биогазовой установки с производительностью 60 т/сутки.
Данные производственные мощности позволят за год переработать 109,5тыс.т. органической фракции ТБО, произвести 33244200 м3 биогаза (эквивалентно 79786080 кВтч), 49275 т. твердых биоудобрений и 20075 м . жидких биоудобрений.
Таким образом, внедрение селективного сбора твердых бытовых отходов, позволит снизить захораниваемые объемы, а также получить ценное сырье для хозяйственной деятельности.
Библиографический список
1. ГОСТ 30772-2001 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения» (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 28 декабря 2001 г. N 607-ст) [Текст]/ Официальное издание Госстандарта России. - ГУП ЦПП.- 2003.
2. Рекомендации по определению норм накопления твердых бытовых отходов для городов РСФСР (9 марта 1982 года) [Текст]/ АКХ, М.:- 1982.
3. ГОСТ Р 53692-2009 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы технологического цикла отходов» [Текст]/Официальное издание Госстандарта России. - М.: Стандартинформ. - 2011.
4. Российская Федерация. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами: постановление государственного комитета Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу от 22 декабря 1999 г. № 17. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: // www.comhoz.ru
5. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Курской области. Официальный сайт [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://kurskstat.gks.ru/ (Дата обращения: 27.12.2014г.)
6. Контейнерная площадка для раздельного сбора твердых бытовых отходов: пат. на полезную модель 92854, B65F 5/00, B65F 9/00, 2010/ Короткин Е.М. ^Ц), Короткин М.Б. ^Ц)
7. Мобильное устройство для раздельного сбора и транспортировки бытовых отходов: пат. на полезную модель 54577, B65F/ Балмачных В. А. ^Ц), Макаров Р.Б. ^Ц), Шишов О.В. ^Ц)
8. Тимофеева О.Г. Определения мотивационного фактора при разработке системы селективного сбора твердых бытовых отходов [Текст]/ О.Г.Тимофеева// Молодой ученый.- 2013. - №11. - с.470-472.
9. Тимофеев Г.П. К вопросу разработки системы управления твердыми бытовыми отходами в рамках устойчивого развития региона [Текст]/ Г.П.Тимофеев, О.Г. Тимофеева// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2012. - №2-3. - с.286-289.
