1. Анализ существующего положения в области управления отходами
В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйства в области управления ТБО сопровождается весьма большими потерями ресурсов, а также увеличением загрязнения окружающей среды.
Первым этапом системы управления отходами является организация сбора в местах их образования. Сбор производится в металлические контейнеры, устанавливаемые на территории домовладения. Тип и вместимость применяемых контейнеров зависят от количества накапливаемых отходов, типа и этажности застройки, а также от способа погрузки и вывоза ТБО. Изготовленные из металла контейнеры обладают значительной массой, невысокой коррозионной стойкостью и адгезией к влажным отходам, а также большими затратами на их эксплуатацию. Срок службы таких контейнеров не превышает 2 лет, что в 2-2,5 раза ниже нормы. Фактические потери страны составляют 5-7 млн. т листовой стали ежегодно.
В России выпускается достаточно широкий спектр машин для вывоза ТБО, которые отличаются:
- назначением (машины для вывоза отходов из жилых и общественных организаций, машины для вывоза крупногабаритных отходов);
- вместимостью кузова (мини-мусоровозы вместимостью 7-10 ![]()
; средние вместимостью 16-45 ![]()
; большегрузные транспортные мусоровозы вместимостью более 45 ![]()
);
- механизмами загрузки отходов;
- характером процесса уплотнения отходов (непрерывный, циклический);
- системой выгрузки отходов из кузова (самосвальный или принудительный с помощью выталкивающей плиты).
Сопоставление показателей технического уровня выпускаемых отечественной промышленностью специальных машин для санитарной очистки городов с лучшими зарубежными аналогами показало, что отечественные машины в основном обеспечивают технологический процесс загрузки, транспортирования и выгрузки ТБО, но отстают от лучших зарубежных образцов по следующим показателям:
- массе машин и спецоборудования;
- номинальной мощности двигателя;
- расходу топлива;
- эффективности работы гидравлического привода рабочих органов.
Отсутствуют отечественные машины для обслуживания городов Севера и Крайнего Севера, которые должны выполняться в специальном исполнении, что увеличивает в 2-2,5 раза себестоимость удаления ТБО в этих районах. Также не выпускаются серийно машины для мойки несменяемых контейнеров, что ухудшает экологическую обстановку в городах.
В связи с ростом городского населения все большее значение приобретает проблема вывоза отходов на дальнее расстояние.
Среднее по России расстояние вывоза ТБО составляет 20 км, в крупных городах с населением более 500 тыс. жителей оно возрастает до 45 км и более. По данным обследования 100 городов РФ (без Москвы и Санкт-Петербурга), около 45% всех ТБО транспортируются на расстояние 10-15 км, 40% - на 15-20 км, а 15% всех отходов - на более чем 20 км. Как показывают статистические данные, дальность вывоза ТБО ежегодно возрастает в среднем на 1,5 км, а себестоимость их транспортировки соответственно на 15-20%.
Одним из реальных путей сокращения транспортных расходов является переход к двухэтапной системе вывоза ТБО с применением мусороперегрузочных станций (МПС) и большегрузных транспортных мусоровозов. Анализ показывает, что путем внедрения двухэтапного вывоза можно сократить транспортные расходы на 30%. Одновременно сокращаются выбросы в атмосферу от мусоровозного транспорта.
Накопление ТБО в РФ в 1998 году составило около 30 млн. т. С учетом увеличения удельных норм накопления прогнозируется их рост к 2005 году до 35 млн. т. Основная масса ТБО вывозится из городов и поселков городского типа на свалки и полигоны, занимающие в стране свыше 40 тыс. га земли; кроме того, около 50 тыс. га составляет площадь закрытых (заполненных) свалок и полигонов. Дополнительно ежегодно для захоронения ТБО отчуждается около 1 тыс. га.
Из всего количества полигонов только около 8% отвечают санитарным требованиям, большинство полигонов представляют значительную эпидемиологическую опасность, нарушают природный ландшафт и являются источником загрязнения почвы, подземных и грунтовых вод, атмосферного воздуха. Следует отметить, что, несмотря на опасность для окружающей среды, многие из уже переполненных и формально закрытых полигонов продолжают принимать значительные объемы ТБО, что обеспечивает их владельцам получение высоких доходов.
При обращении с ТБО необходимо учитывать, что они содержат ценные утильные компоненты. В табл. 1 представлен ориентировочный морфологический и физико-химический состав ТБО городов России, расположенных в разных климатических зонах.
Таблица 1. Морфологический и физико-химический состав ТБО для разных климатических зон, % по массе
| Компонент |
Климатическая зона |
| средняя |
южная |
северная |
| Морфологический состав ТБО |
| Пищевые отходы |
35...45 |
40...49 |
32...39 |
| Бумага, картон |
32...35 |
22...30 |
26...35 |
| Дерево |
1...2 |
1...2 |
2...5 |
| Черный металлолом |
3...4 |
2...3 |
3...4 |
| Цветной металлолом |
0,5...1,5 |
0,5...1,5 |
0,5...1,5 |
| Текстиль |
3...5 |
3...5 |
4...6 |
| Кости |
1...2 |
1...2 |
1...2 |
| Стекло |
2...3 |
2...3 |
4...6 |
| Кожа, резина |
0,5...1 |
1 |
2...3 |
| Камни, штукатурка |
0,5...1 |
1 |
1...3 |
| Пластмасса |
3...4 |
3...6 |
3...4 |
| Прочее |
1...2 |
3...4 |
1...2 |
| Отсев (менее 15 мм) |
5...7 |
6...8 |
4...6 |
| Физико-химический состав ТБО |
| Зольность на раб. массу, % |
10...21 |
| Зольность на сух. массу, % |
20...32 |
Органическое вещество на
сухую массу, % |
68...80 |
| Влажность, % |
35...60 |
| Плотность, кг/м3 |
190...200 |
Теплота сгорания низшая на
рабочую массу, кДж/кг |
5000...8000 |
| Агрохимические показатели, % на сухую массу |
| Азот общий N |
0,8...1 |
| Фосфор Р2О5 |
0,7...1,1 |
| Калий К2О |
0,5...0,7 |
| Кальций СаО |
2,3...3,6 |
Как видно из приведенных данных, ТБО российских городов содержат такие ценные компоненты, как бумага, картон, стекло, полимерные материалы, металлы.
При захоронении ТБО на полигонах эти утильные фракции безвозвратно теряются. В частности, теряется 9 млн. т макулатуры, 1,5 млн. т черных и цветных металлов, 2 млн. т полимерных материалов, 10 млн. т пищевых отходов, 0,5 млн. т стекла.
В настоящее время в России эксплуатируются 4 мусоросжигательных завода и 4 мусороперерабатывающих (табл. 2 и 3). Все мусоросжигательные заводы укомплектованы импортным оборудованием, все мусороперерабатывающие - отечественным.
Главный недостаток мусоросжигательных заводов - трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов и оксидов азота.
На мусоросжигательных заводах используется одноступенчатая схема очистки газов, что не позволяет реализовать их полную очистку и может вызвать загрязнение воздушного бассейна. В настоящее время разрабатываются технологии более глубокой очистки газов.
На всех мусоросжигательных заводах обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома.
В процессе сгорания ТБО на мусоросжигательном заводе наряду с дымовыми газами образуются еще два вида отходов: шлак и зола. Важной задачей при эксплуатации мусоросжигательных заводов является утилизация или захоронение токсичных золы и шлака, масса которых составляет до 30 % сухой массы ТБО. Проблема утилизации золы и шлака в настоящее время решена и находится в стадии внедрения.
Мусороперерабатывающие заводы работают по технологии аэробного биотермического компостирования, при которой значительная (более 50 %) часть ТБО обезвреживается и превращается в компост - ценное органическое удобрение.
Таблица 2. Технико-эксплуатационные показатели действующих в РФ мусоросжигательных заводов
| Показатель |
Местонахождение мусоросжигательного завода |
| Москва N 2 |
Москва N 3 |
Пятигорск |
Мурманск |
| Год пуска в эксплуатацию |
1975 |
1983 |
1985 |
1986 |
Мощность по приему ТБО,
тыс. мЗ/год (тыс. т/год) |
370
(75) |
1500
(300) |
750
(150) |
600
(120) |
Изготовитель технологи-
ческого оборудования |
Франция |
Дания |
Чехия |
Чехия |
Количество вырабатывае-
мого тепла, ГДж/год |
335 |
1090 |
330 |
830 |
| Число агрегатов, шт. |
2 |
4 |
3 |
2 |
Производительность
агрегата по ТБО, т/ч |
8,3 |
12,5 |
15 |
15 |
| Тип колосниковой решетки |
Обратно-пе-
реталкиваю-
щая |
Наклонно-пере-
талкивающая с
дожигательным
барабаном |
Валковая |
Валковая |
| Занимаемая площадь, га |
2,1 |
3,5 |
5,1 |
3,7 |
При переработке на заводах из ТБО извлекаются лом черных и цветных металлов и другие утильные фракции, для чего предприятия оснащаются комплектом специального оборудования: сепараторами черного и цветного металла, стекла, пластмассы, а также грохотами, дробилками и др.
Таблица 3. Технико-эксплуатационные показатели действующих в РФ мусороперерабатывающих заводов
| Показатель |
Мусороперерабатывающие заводы в городах |
| С-П. N 1 |
Нижн.
Новгород |
С-П. N 2 |
Тольятти |
| Год пуска в эксплуатацию |
1971 |
1987 |
1994 |
1998 |
Мощность по приему ТБО,
тыс. м3/год (тыс. т/год) |
1000
(200) |
200
(40) |
600
(120) |
300
(67) |
Изготовитель основного
технологического
оборудования |
Россия,
Украина |
Россия,
Украина |
Россия,
Украина |
Россия,
Украина |
Выход компоста и
биотоплива, тыс. т/год |
140 |
22 |
70 |
41 |
Выход черного металлоло-
ма, т/год |
4500 |
600 |
2500 |
1400 |
| Число биобарабанов, шт. |
6 |
2 |
4 |
2 |
| Тип биобарабана |
4 x 60 |
4 x 36 |
4 x 60 |
4 x 60 |
| Занимаемая площадь, га |
8 |
5,7 |
6 |
5 |
Наряду с полезными компонентами (органика, азот, фосфор, калий, кальций и др.) в компосте присутствуют микроэлементы металлов, поэтому при его внесении в почву необходимо учитывать фоновые концентрации этих элементов в почве, с тем, чтобы не превысить значения предельно допустимых концентраций (ПДК) в почве и в сельскохозяйственной продукции.
Целесообразность применения того или иного из перечисленных методов обращения с ТБО зависит от размера города, состава и свойств ТБО данного города или региона, потребности в утильных фракциях, тепловой энергии или удобрении, климатических условий и многих других факторов.
Выбранная технология обезвреживания ТБО должна обосновываться следующими критериальными оценками:
1. Экологическая приемлемость с точки зрения сокращения загрязнения атмосферы, водоисточников, земли.
2. Санитарная и эпидемиологическая безопасность всей системы сбора, транспортирования, обезвреживания и утилизации отходов.
3. Выполнение законодательных норм по выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду из комплексов по обезвреживанию отходов (экологическая безопасность), включая системы газоочистки, удаления золы, шлака и очистки сточных вод.
4. Эффективность технологических и конструктивных решений, включающих:
- производительность технологии;
- уровень ее автоматизации;
- степень защищенности от аварийных ситуаций и залповых выбросов;
- коэффициент использования энергоносителей, применяемых в технологии.
5. Капитальные вложения и сроки реализации капитальных вложений, приведенные стоимостные удельные затраты на обезвреживание единицы массы ТБО.
За последние 15 лет как в промышленно развитых странах, так и в России стратегия в области управления отходами подвергается существенным изменениям. Главными причинами таких изменений явились увеличение загрязнений природной среды и их негативное влияние на здоровье населения, а также происшедшие изменения в экологической политике и законодательстве.
В 1998 году в России принят Федеральный закон "Об отходах производства и потребления", определяющий правовые основы обращения с бытовыми и промышленными отходами в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.
В настоящее время ведутся работы по восстановлению нормального функционирования всего комплекса предприятий санитарной очистки городов.
Основными задачами управления отходами в России являются:
а) максимальное использование селективного сбора ТБО с целью получения вторичных ресурсов и сокращения объема обезвреживаемых отходов;
б) оптимальная эксплуатация полигонов ТБО с учетом последующей рекультивации территорий;
в) дальнейшее строительство высокомеханизированных комплексных мусороперерабатывающих предприятий.
Таким образом, политика в сфере управления отходами главным образом ориентирована на снижение количества образующихся отходов и на развитие методов их максимального использования.
При такой постановке задачи одним из важнейших элементов является селективный сбор и сортировка отходов перед их удалением с целью извлечения полезных и опасных для сжигания или компостирования компонентов.
Однако в настоящее время в стране централизованная государственная система учета, сбора и использования вторичных ресурсов отсутствует. При переходе к рыночной системе хозяйствования не были созданы условия, которые стимулировали бы использование вторичных ресурсов. Специализированные предприятия, занимавшиеся переработкой вторичных материалов, при акционировании частично перешли на другие виды деятельности. Разрушение централизованной системы сбора и переработки отходов и общее падение промышленного производства резко снизили объемы сбора и использования вторичного сырья. Поэтому перед Правительством России стоит большая задача по созданию системы сбора и использования вторичных ресурсов в новых социально-экономических условиях.
Проблема сбора и сортировки ТБО осложняется отсутствием нормативно-правовой основы для практического внедрения системы. Необходимы разработка и принятие подзаконных актов управления ТБО, региональных законов, которые бы обеспечили выполнение Федерального закона "Об отходах производства и потребления", внедрение системы государственного учета и контроля сбора, транспортировки, обезвреживания и складирования ТБО, оптимизацию тарифов сбора, транспортирования и утилизации ТБО.
Несмотря на то, что отходы из жилого фонда являются существенным источником вторичного сырья, практическая реализация селективного сбора ценных компонентов представляет собой сложную проблему, связанную с организацией сбора и переработки загрязненного материала, а также с уровнем цен на сырье соответствующего качества. С этой точки зрения на первом этапе развития системы обращения с ТБО наибольший интерес представляет сбор вторичного сырья из отходов общественных и коммерческих организаций и учреждений, количество и качество которого выше качества вторсырья, содержащегося в ТБО жилого фонда.
Существующая система учета и контроля за образованием и размещением отходов не позволяет из-за своей децентрализации получить достоверную информацию о фактических объемах образования отходов как в целом по России, так и по отдельным регионам, а также исключить несанкционированное их размещение. Это привело к образованию многочисленных стихийных, несанкционированных свалок. Сложившаяся ситуация с размещением отходов негативно влияет на состояние природной среды и санитарно-эпидемиологическую обстановку как в целом по стране, так и вблизи крупных городов особенно.
От архитектурно-планировочной композиции города зависят протяженность маршрутов по удалению отходов, размещение ремонтных баз, стоянок спецавтотранспорта, мусороперегрузочных станций, предприятий по обезвреживанию и других служб санитарной очистки города.
С ростом и появлением новых городов постоянно увеличивается потребность в городских территориях. Примерно каждые пять лет размер селитебных земель в городах увеличивается в среднем на 20%, что приводит к увеличению расстояния до полигонов ТБО и транспортных расходов.
Значительная территория России, занятая жилой застройкой, обусловливается малой и средней этажностью жилищного фонда. Даже в крупных и крупнейших городах страны одноэтажной застройкой занята значительная часть селитебной территории. В настоящее время в стране функционирует мощная индустрия домостроения; резко повысилась доля многоэтажных жилых домов.
Принимаемые организационные и практические меры в регионах по стабилизации и оздоровлению среды от отходов потребления не приводят к значительному эффекту главным образом по следующим причинам:
- отсутствие единой идеологии в системе сбора и обезвреживания отходов потребления в Российской Федерации;
- неудовлетворительная координация работ;
- недостаточный объем финансирования;
- отсутствие эффективного экономического механизма с целью:
стимулирования создания производств по переработке отходов;
ресурсосбережения;
внедрения экологически чистых технологий и сокращения отходов.
Анализ состояния с обращением ТБО в развитых странах показал, что в зависимости от конкретной ситуации могут быть приняты различные решения. Так, в 1989 году, по литературным данным, в США 80% ТБО направлялось на полигоны и только 9% - сжигалось; напротив, в 1998 году степень утилизации отходов при обращении с ТБО составила 30%. Сравнительные данные о перспективах обращения с ТБО в США, Голландии, Франции и Португалии позволяют сделать вывод о заметном сокращении использования полигонов для захоронения ТБО и безусловном росте объемов их вторичного использования и переработки.
2. Основные направления сбора, транспортировки и обезвреживания твердых бытовых отходов
Организация санитарной очистки городов от ТБО, применяемые технические средства и формы обслуживания во многом определяются конкретными условиями, из которых основными являются:
- численность и плотность городского населения;
- уровень благоустройства жилищного фонда (наличие канализации, централизованного отопления и теплоснабжения, этажность и наличие мусоропровода);
- климатические и другие природные условия;
- архитектурно-планировочная композиция города;
- состояние и перспектива развития жилой застройки;
- экономические возможности.
2.1. Сбор и транспортировка твердых бытовых отходов
Численность городского населения является одним из основных факторов, определяющих объем работ по сбору и удалению ТБО, а также выбор оптимального варианта их обезвреживания. В настоящее время происходит рост городского населения в основном за счет притока из сельской местности, что приводит к чрезмерной плотности в центрах агломерации и недостаточной плотности населения в периферийных районах. Поэтому в крупных городах необходимо создавать систему, обеспечивающую централизованный сбор и транспортировку ТБО, а также функционирование предприятий по обезвреживанию и переработке отходов с использованием мусороперегрузочных станций и большегрузного транспорта.
Климатические условия также являются одним из определяющих факторов при организации сбора и удаления отходов и выборе технологии обезвреживания ТБО. Этими условиями определяются специфика застройки, особые требования к эксплуатации технических средств (контейнеров и спецтранспорта), сроки удаления ТБО и др. С точки зрения организации очистки домовладений территория РФ может быть условно разделена на три климатические зоны: северную, среднюю и южную.
Большинство городского населения проживает в средней зоне, в ней расположена подавляющая доля городов с населением свыше 400...500 тысяч жителей. Поэтому основные требования к условиям сбора и удаления твердых бытовых отходов обычно определяют для средней зоны с указанием специфических требований, которые необходимо учесть при обращении с отходами в северной и южной зонах.
Важными факторами северной зоны с точки зрения технологии уборки города являются: продолжительные периоды преобладания низких температур, большое количество осадков в зимний период, снегопереносы, наличие вечномерзлых грунтов. Из-за отдаленности от густонаселенных, развитых промышленных районов и разобщенности северных городов возникает сложность их обеспечения энергетическими и водными ресурсами.
Низкие температуры определяют сложность эксплуатации спецтранспорта и специального оборудования. Из-за повышенной хрупкости металла и резины происходит преждевременный износ и поломка оборудования, срок службы которого резко сокращается. Низкие температуры вызывают также примерзание отходов к сборникам и транспортным средствам.
В зонах обильных снегопадов и снегопереносов усложняются подъезды к местам стоянки контейнеров и условия проведения погрузочно-разгрузочных работ. Наличие вечномерзлых грунтов затрудняет строительство и эксплуатацию полигонов ТБО, в то же время снижая их экологическую опасность. Отсутствие потребителей вторсырья и компоста определяет требования к системам сбора и утилизации ТБО.
Южная зона характеризуется высокими температурами и продолжительностью теплого периода, обилием овощей и фруктов и продолжительностью сезона их потребления.
Высокие температуры наружного воздуха способствуют быстрому разложению органических веществ отходов, ускоренному развитию микрофлоры, в том числе и патогенных микроорганизмов, и выплоду мух. Все это вызывает необходимость сокращения сроков хранения ТБО, повышенные требования к герметичности контейнеров и транспортных средств, необходимость их систематической и тщательной мойки и дезинфекции.
В сложившейся ситуации для успешного решения задач в системе сбора и удаления ТБО можно выделить следующие основные направления:
- в малоэтажной застройке отходы следует собирать в малые пластмассовые или бумажные сборники, которые вручную или механизированно загружать в кузов собирающего мусоровоза, аналогично методу, применяемому в индустриально развитых странах;
- в домах большой этажности или для группы малоэтажных домов устанавливать стандартный герметичный контейнер на колесиках из оцинкованного железа, пластмасс, металла, обработанного антикоррозионным и антиадгезионным покрытием;
- для крупногабаритных отходов устанавливать съемные контейнеры-кузова;
- для районов Севера и Крайнего Севера необходимо использовать бункерные мусоросборники (норильские). При этом вывоз отходов из квартир возможен в любое время года, ТБО не смешивается со снегом. Погрузка отходов производится в закрытом помещении с помощью машин со съемными контейнерами-кузовами.
При дальности вывоза ТБО больше 20 км значительный экономический и экологический эффект может быть получен при внедрении мусороперегрузочных станций и большегрузных транспортных мусоровозов.
В настоящее время промышленностью изготавливаются 6 типоразмеров собирающих кузовных и со съемными кузовами мусоровозов на шасси ГАЗ, ЗИЛ и КамАЗ, а также единичными сериями изготавливаются большегрузные транспортные мусоровозы на шасси КамАЗ, МАЗ полезной грузоподъемностью 15-25 т. В то же время в стране отсутствует серийное производство оборудования для МПС. Поэтому для успешного внедрения двухэтапного вывоза отходов необходимо:
- поставить на серийное производство оборудование для мусороперегрузочных станций;
- увеличить выпуск большегрузных транспортных мусоровозов.
Для районов Севера и Крайнего Севера целесообразно применять систему сбора со сменными кузовами-контейнерами. Вывоз ТБО в зимний период можно производить раз в 3 суток.
Контроль за движением отходов в настоящее время должен осуществляться с помощью нормативно-правовых документов и актов. Однако в отношении отходов потребления действие документов очень ограничено, что не позволяет в полной мере осуществлять контроль за их образованием и движением. Причины такого положения следующие:
- отсутствие реальных удельных норм накопления как из жилого фонда, так и из учреждений и предприятий общественного назначения;
- отсутствие постоянно действующего анализа реального состояния в области образования и движения отходов потребления.
Целесообразность внедрения мусороперегрузочных станций, а также системы централизованного сбора и сортировки отходов в городах определяется следующими факторами:
- снижение на 20-25% в год потока отходов на полигоны и, следовательно, нагрузки на природную среду;
- более рациональное использование пространства полигона за счет упорядоченного размещения в нем компактных прессованных брикетов "неделовой" части отходов после сортировки;
- сокращение затрат города на вывоз и обезвреживание ТБО;
- возвращение вторичных материальных ресурсов в сферу производства и потребления с рыночной реализацией вторсырья и компенсация тем самым части бюджетных затрат на создание сортировочного производства.
2.2. Стратегия обезвреживания и переработки отходов в новых условиях
Одним из основных условий выхода из создавшегося положения в области обезвреживания ТБО является снижение потоков отходов за счет селективного сбора и организации предварительной сортировки. Необходимо начать освоение и серийный выпуск специального оборудования для селективного сбора, контроля и предварительной сортировки вторсырья на приемных пунктах, а также развить сеть приемных пунктов. Из практики европейских стран известно, что оптимальным считается расположение одного пункта комплексного приема вторичного сырья (макулатура, полимеры, стекло, металлические банки) на 10-15 тыс. жителей. Площадь одного приемного пункта составляет около 100 ![]()
.
Практический опыт переработки ТБО в России и зарубежных странах показывает, что не существует какого-либо одного универсального метода, удовлетворяющего современным требованиям экономики и ресурсосбережения. Конкретно для каждого региона и населенного пункта метод переработки ТБО выбирается исходя из местных условий:
- состава и свойств ТБО, изменения по сезонам года;
- годовой нормы накопления ТБО;
- климатических условий;
- потребности в органических удобрениях, энергетических ресурсах и вторичном сырье;
- экономических факторов.
Для мегаполисов в наибольшей степени подходит проектирование и строительство комплексных заводов, обеспечивающих использование отходов как источника энергии и вторичного сырья. Построение промышленной технологии именно по принципу комбинации различных методов переработки ТБО нивелирует недостатки каждого метода, взятого в отдельности. Именно комплексная переработка ТБО обеспечивает в совокупности малую отходность производства, его максимальную экологическую и экономическую целесообразность. При использовании технологии "сортировка + сжигание" количество шлака снижается до 15% исходного ТБО, а золы - до 1%, причем шлак может вовлекаться в промышленную переработку (производство строительных материалов по известным технологиям). При этом предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очистку компоста от примесей, снижает потребную производительность оборудования для термической и биотермической обработки ТБО, улучшает состав отходящих газов, облегчает ведение процесса термообработки в оптимальном режиме.
Для городов с населением 100-200 тыс. жителей целесообразна разработка упрощенной технологии обезвреживания и утилизации ТБО.
Для городов с населением около 100 тыс. жителей, расположенных в южных районах, целесообразно применение полевого компостирования ТБО с предварительным отбором утильных фракций.
Складирование отходов на полигонах остается пока основным методом обезвреживания отходов. Для сокращения площадей под полигоны разработаны методы многоярусного складирования с многократным уплотнением, что позволяет значительно увеличить нагрузку на единицу площади. При высотной схеме ТБО укладываются на высоту более 20,0 м.
Опыт строительства и эксплуатации полигонов для ТБО требует:
- разработки экономичных и эффективных материалов для промежуточной изоляции и противофильтрационных экранов в основании полигонов ТБО;
- разработку и внедрение специальных катков-уплотнителей;
- разработку оборудования для сбора и очистки фильтрата, сбора и утилизации биогаза.
3. Экологические проблемы твердых бытовых отходов
Проблема экологической опасности твердых бытовых отходов остро стоит перед Россией. Эта опасность затрагивает все стадии обращения с ТБО, начиная с их сбора и транспортировки и кончая подготовкой к использованию утильных компонентов и уничтожением или захоронением неиспользуемых фракций.
До настоящего времени нет единой системы регламентирующих документов для твердых бытовых и приравненных к ним отходов. Одни документы определяют условия обращения с ТБО, другие - с промышленными, медицинскими, биологическими отходами, третьи - с отходами производства и потребления. До сих пор не определены степень и класс опасности ТБО в зависимости от содержания в их составе токсичных веществ, в частности тяжелых металлов (свинец, кадмий, никель, хром и др.), канцерогенов и мутагенов, патогенных микроорганизмов и жизнеспособных яиц гельминтов.
При транспортировке отходов не всегда учитывается необходимость минимизации прогона автотранспорта, который сам является интенсивным источником загрязнения атмосферы. Поэтому проблема создания мусороперегрузочных станций и использования высоконагруженных мусоровозов имеет значение не только с точки зрения экономии горючего, но и с экологической точки зрения.
Сложившаяся в Российской Федерации система обезвреживания ТБО (см. раздел 1) основана на захоронении подавляющего большинства отходов (около 98%) на полигонах и неорганизованных свалках. Положение усугубляется тем, что из-за отсутствия раздельного сбора ТБО в общий контейнер, а нередко рядом с ним, вместе с бумагой, полимерной, стеклянной и металлической тарой, пищевыми отходами выбрасываются лекарства с просроченным сроком годности, разбитые ртутьсодержащие термометры и люминесцентные лампы, тара с остатками ядохимикатов, лаков, красок и т.д. Все это под видом малоопасных ТБО вывозится на свалки, которые чаще всего устраивают в выработанных карьерах, оврагах, заболоченных местах вблизи населенных пунктов, что недопустимо с эколого-гигиенических позиций. Нередко их называют полигонами, однако они не отвечают требованиям, предъявляемым к сооружениям по захоронению отходов, не имеют гидроизолирующего (бетонного, глиняного или другого) основания, препятствующего распространению токсичных загрязнений по водоносным горизонтам.
В результате сточные воды (фильтрат), которые вытекают из тела полигона в результате воздействия природных осадков и процессов в ТБО, содержат в большом объеме крайне токсичные органические и неорганические загрязнения. Неконтролируемые процессы в теле свалки приводят к формированию болезнетворной микрофлоры, также усугубляющей опасность фильтрата. При отсутствии необходимой гидроизоляции фильтрат попадает в почву, проникает в подземные воды и по водостокам - в открытые водоемы, отравляя источники водоснабжения. Токсичность фильтрата приводит к уничтожению окружающей свалку растительности.
Кроме выделения фильтрата из тела свалки в атмосферу постоянно поступают газообразные продукты распада ТБО - метан, аммиак и пр. Они являются источником систематических пожаров на свалках, которые, в свою очередь, загрязняют атмосферу. Кроме того, метан является газом, способствующим разрушению озонного слоя.
Приведенные данные свидетельствуют о крайней экологической опасности неорганизованных свалок даже для тех, кто не входит в непосредственный контакт с отходами. В результате распространения загрязнений по воде и воздуху у жителей, проживающих вблизи со свалками, отмечается повышенная заболеваемость и смертность, рождение детей с уродствами. Наши свалки - это мины не только замедленного действия, они уже воздействуют на ныне живущих и в еще большей степени будут воздействовать на будущие поколения.
Из-за нехватки территорий организованные свалки все дальше удаляются от городов. Чтобы далеко не везти, отходы выбрасываются в не предназначенные для этих целей места. Огромное число несанкционированных свалок раскинулось в несчетном количестве вдоль автомобильных и железных дорог, в местах отдыха и купания, вокруг дачных и садовых товариществ. Контроль за ними практически отсутствует, не разработаны принципы и условия, препятствующие их образованию. Администрации, руководители территорий не замечают их, не организуют работ по контролю и ликвидации.
Дальнейшая работа с целью снижения экологической опасности обращения с ТБО должна проводиться в следующих направлениях:
1. Провести на территории Российской Федерации инвентаризацию образующихся, перерабатываемых и захораниваемых отходов производства и потребления.
2. Провести скрининговую инвентаризацию мест бывших захоронений отходов с целью выявления дополнительных для страны сырьевых ресурсов и оценки влияния этих мест на окружающую среду и здоровье человека.
3. Разработать подзаконные акты по основным положениям федерального закона "Об отходах производства и потребления".
4. Разработать технологии раздельного сбора, переработки и утилизации отходов производства и потребления.
5. Внедрить имеющиеся отечественные ресурсосберегающие и экологически безопасные технологии переработки отходов. Создать и распространить справочник отечественных безопасных технологий переработки ТБО и получения из них вторичного сырья, топлива, энергии.
6. Организовать систему эколого-гигиенического образования руководителей административных территорий, предприятий, организаций по обращению с отходами производства и потребления.
7. Организовать систему раздельного сбора отходов производства и потребления с целью их использования в качестве сырья; систематически проводить разъяснительную работу с населением по раздельному сбору отходов потребления.
9. Разработать систему жесткого контроля за несанкционированными свалками и создать условия, исключающие возможность их появления.
4. Основные особенности переработки вторичного сырья и рынок продукции на его основе
Одним из основных показателей, определяющих эффективность системы обращения с твердыми отходами, является степень их утилизации. Разработанные процессы первичной сортировки ТБО, а также ручного или механизированного разделения на предприятиях по их переработке позволяют выделить такие ценные компоненты отходов, как черный и цветной металл, пластмасса, стекло, и превратить основную массу ТБО в органическое удобрение, тепловую энергию, строительные материалы.
Таким образом, уже на сегодняшнем уровне технологии утилизации имеется возможность практического использования более 70% ТБО.
Проблема подготовки утильных фракций и превращения их во вторичное сырье не всегда решается просто и эффективно. Отходы черного и цветного металла после отделения от основной массы ТБО прессуются и пакетируются, что обеспечивает их готовность к отправке на соответствующие литейные производства.
Отходы стекла могут быть использованы для переработки в изделия из технического стекла, например, для строительства, где чистота стекла не имеет определяющего значения.
Основные трудности вторичного использования полимерных материалов обусловлены двумя факторами: загрязнением и несоответствием свойств вторичного полимера свойствам исходного сырья (гранул для переработки из расплава). Оценка стоимости переработки вторичной полимерной тары в те же изделия показывает, что этот процесс невыгоден - предматериал требуемой чистоты получается дороже исходного и потому неконкурентоспособен.
Анализ применения вторичной пластмассы ориентирует ее рынок прежде всего на неполимерные области, например на производство древесно-полимерных плит, бетона и т.п. Для этих целей не требуется столь высокой степени очистки и сортировки вторичных полимеров. Однако и в этом случае процессы их сбора, подготовки и переработки должны осуществляться под строгим контролем. Основные этапы такой работы включают в себя:
- определение технических требований к вторполимеру для конкретного применения;
- разработка материала на основании заданных его характеристик;
- проверка качества изготовленного материала.
Первый этап особенно эффективен при работе с постоянными поставщиками ТБО, в частности с торговыми и промышленными предприятиями. Отходы розничной торговли представлены в основном упаковочной пленкой различной толщины. Отходы предприятий - некондиционной продукцией и собственно отходами, например, процессов гранулирования или литья.
Особое место среди полимерных отходов занимают бутылки для напитков из полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Объем их производства по стране превышает 200 тыс. т в год. Для производства таких бутылок используют специальный пищевой полиэфир, не содержащий, в частности, альдегидов. Основное производство ПЭТФ, созданное в СССР, находится в настоящее время в Белоруссии. Небольшое производство этого полимера в Курске не обеспечивает необходимым сырьем выпуск волокна лавсан. Пищевой ПЭТФ поступает из-за границы. Поэтому проблема вторичного использования бутылок стоит крайне остро. Регенерированный ПЭТФ может быть использован для изготовления полиэфирного штапельного волокна-наполнителя утепленных изделий (курток, пальто и т.п.), для ковровых изделий, контейнеров, лотков и поддонов для непищевых продуктов, бамперов, решеток и дверных панелей автомобилей и т.п. В настоящее время основная трудность использования бутылок связана с их отбором и транспортировкой к месту переработки. Радикальным решением этого вопроса может быть создание заводов по механизированной переработке ТБО с отбором бутылок как одной из утильных фракций.
Несмотря на рост производства синтетических полимеров и изделий из них, природные полимеры, и в первую очередь целлюлоза, еще продолжительное время будут иметь преобладание в общем объеме производства полимерных материалов технического и бытового назначения. В настоящее время годовое производство только двух видов продукции - бумаги и волокна на основе целлюлозного сырья - в пять-шесть раз превышает объем выпуска синтетических полимерных материалов. Это соотношение увеличивается еще больше при учете использования целлюлозных материалов в строительстве.
Следовательно, количество макулатуры в отходах будет увеличиваться, что подтверждают данные исследований за последние десять лет. Поскольку целлюлозный материал универсален, он широко применяется для изготовления полиграфической продукции, упаковки, тепло- и электроизоляции и т.п. Однако необходимо учитывать, что на характеристики отходов целлюлозного материала оказывают влияние фактор времени, соли тяжелых металлов, влага, загрязненность гидрофобизирующими пропитками и ряд других факторов.
Рост доли макулатуры в ТБО не привел к увеличению использования ее в промышленном секторе экономики. Объем макулатуры в производстве продукции за пять последних лет упал в 16,5 раза, однако уровень использования макулатуры по отношению к объемам ее образования снизился в целом с 22,6 до 3,3%.
Снижение доли использованной макулатуры вызывает необходимость включить в оборот целлюлозно-бумажного комплекса свыше 10 млн.![]()
древесины. В настоящее время потребность макулатуры в таких отраслях, как строительная, упаковочная, тепло- и электроизоляционная составляет 6-8 млн. т.
Реализация утильного сырья из ТБО позволит не только сократить количество отходов на свалках, но и получить доход свыше 1 млн. рублей при сегодняшних ценах на указанные виды сырья.
Для значительного увеличения объемов переработки и использования вторичного сырья совершенно необходимо проведение комплекса организационных мероприятий, которые позволили бы создать эффективно действующий рынок отходов, вторичного сырья и изделий из в
