Оптимизация системы управления движением отходов ТБО с целью улучшения экологической ситуации на территории г. о. Тольятти

На современном этапе человечество подошло к тому пределу, за которым дальнейшее неуправляемое образование отходов приведет к необратимым последствиям, связанных с загрязнением окружающей среды, и нарушением устойчивости биосферы. Поэтому проблема управления отходами приобрела глобальный характер и заняла одно из важных мест в ряду экологических и природоохранных проблем планеты.

Очевидно, что решение проблемы отходов в среднесрочной перспективе возможно путем комплексного применения технологических, экономических, идеологических и правовых средств регулирования общественных отношений в данной сфере [2].

Таким образом, можно сформулировать основные требования к оптимизации системы управления отходами на территории города Тольятти:

• 1.    Любое производство независимо от применяемой технологии связано с большим или меньшим влиянием на окружающую среду, поэтому при решении проблемы ТБО необходимо свести к минимуму экологический риск практических действий.

• 2.    Технологическое решение проблемы ТБО связано с большими капиталовложениями, поэтому, в соответствии с примером законодательства ЕС, должна быть использована технология, отвечающая всем требованиям законодательства, но при этом не требующая чрезмерных затрат.

• 3.    Технологические решения должны учитывать обеспечение приоритета утилизации отходов над их захоронением на основе реализации иерархической последовательности управления отходами: своевременное выделение из ТБО ресурсов, пригодных для вторичного использования; переработка остаточных после выделения вторсырья отходов, размещение не переработанных отходов.

Требования к иерархической последовательности обращения с отходами предопределяет комплексный подход к решению проблемы, основанный на применении комбинации технологических решений (существующая «монотехнология» этим требованиям не удовлетворяет) [4].

Оценка преимуществ и недостатков конкретных технологий и их совокупности позволяет выбрать оптимальные комбинационные технологические решения и создать прогрессивную (в соответствии с тенденциями развития мировой практики) модель управления ТБО в г.о. Тольятти: снижение количества захораниваемых отходов за счет их вовлечения в сортировку, переработку и утилизацию с наименьшими затратами и экологическим риском практических действий.

Эффективно организованная система управления отходами позволит не только свести к минимуму негативное воздействие отходов на окружающую среду и здоровье населения, но и отчасти решить проблему истощения природных ресурсов.

Как показывает мировой опыт, чтобы создать условия для снижения количества отходов, обеспечить экологически безопасное обращение с ними и рост объемов их использования, необходимо организовать комплексное управление отходами (КУО). Система комплексного управления отходами должна отслеживать, контролировать и управлять всеми действиями с отходами, начиная с момента их образования до момента утилизации или конечного захоронения.

Политика управления отходами должна быть построена на известных принципах иерархии приоритетов для комплексного управления отходами, законодательно закрепленной в рамках международного и европейского права [4]. Иерархия как способ построения и организации сложных систем показывает, как и в какой последовательности действовать. В соответствии с общепринятой иерархией комплексного управления отходами установлены основные направления решения проблемы управления отходов и их приоритетность (рис. 1)

На самой вершине иерархии приоритетов -предотвращение или уменьшение отходов и их опасности. Уменьшение количества и опасных свойств образующихся отходов существенно упрощает их утилизацию.

Для сведения к минимуму экологической опасности отходов применяют методы обезвреживания либо обеспечивают возможность вторичного использования отдельных компонентов отходов.

Отходы, которые не подлежат повторному использованию и переработке (включая компостирование) могут быть использованы в качестве вторичных энергетических ресурсов. Сжигание отходов позволяет не только максимально уменьшить объем, термически обезвредить опасные компоненты, но и производить утилизацию тепловой энергии. Только после того как исчерпаны методы использования отходов в качестве ресурса при производстве вторичных материалов и энергии, остатки отходов подлежат захоронению на полигоне с соблюдением всех природоохранных мер.

На территории городского округа Тольятти деятельность по приему ТКО на утилизацию (сортировку, переработку) ТКО осуществляют две организации:

• -    ОАО «Завод по переработке твердых бытовых отходов» (год ввода в эксплуатацию 1998);

• -    мусоросортировочная станция ООО «ПОВТОР» (год ввода в эксплуатацию июль 2009 года);

• -    ООО «Эколайн», где осуществляется деятельность по приему ТКО на захоронение и сдачи твердых коммунальных отходов.

Структура принимаемых ТКО по объектам утилизации (захоронения) в городском округе

Рис. 1. Основные направления решения проблемы управления отходов

Тольятти в 2009-2011 годах приведена в табл. 1.

До 2010 года наибольший объем ТКО захоранивался на полигоне ООО «Эколайн» (67,7% в 2009 году и 52,9% в 2010 году). С 2011 года структура обращения с отходами значительно изменилась – более 80% вывозимых объемов ТКО подвергалось сортировке и переработке. То есть 82,4 % отходов поступает на ООО «ПОВТОР» и ОАО «ЗПБО»

Из динамики за 2009-2011 год видно, что количество отходов приходящихся на долю предприятий занимающихся переработкой отходов увеличивается. Город имеет мощности, обеспечивающие уменьшение количества размещаемых отходов и увеличения доли переработки, что решает одну из приоритетных задач, поставленных в настоящее время главой государства. Извлекая из отходов вторичные материальные ресурсы или перерабатывая пищевые отходы методом биокомпостирования, создается новый продукт, вовлекаемый в экономику города и области, что положительно сказывается на экономическом развитии субъекта РФ.

Предприятие ООО «ПОВТОР» осуществляет прием и селективный отбор компонентов, подлежащих дальнейшей переработке, из твердых коммунальных отходов и других отходов с утильными фракциями, принимаемых от жилой застройки, коммерческих и промышленных организаций. Основное назначение и преимущества мусоросортировочной станции – частичная сортировка твердых коммунальных отходов (ТКО). Сортировка ТКО предполагает извлечение бумаги, картона, пленки, пластиковых бутылок, цветного и черного металла, твердого пластика, текстиля, стеклоотходов, деревоотходов). Основное преимущество сортировки ТБО заключается в том, что она имеет прямое природоохранное значение, поскольку выход «хвостов» после отбора фракций всегда меньше массы и объема исходного сырья, а состав отходов для последующей переработки оптимизируется с точки зрения гомогенизации, снижения содержания опасных и балластных компонентов, что повышает экологическую безопасность промышленной переработки ТБО.

На ОАО «Завод по переработке бытовых отходов» (ОАО «ЗПБО») проводится переработка отходов в компост (биотопливо и органическое удобрение) осуществляется методом биотермического компостирования в биотермических барабанах с частичным механизированным извлечением до и после биотермической переработки вторичных материальных ресурсов (черный и цветной металлолом, стекло, полимерные отходы, пр.).

Компостирование ТКО – биохимический процесс преобразования органических веществ, в контролируемых условиях, в стабильный, гумусоподобный продукт [5].

Основные преимущества биотермической технологии :

• 1)    Используются естественные микроорганизмы, играющие большую роль в круговороте веществ в природе.

• 2)    Отмечается небольшой выброс опасных веществ.

• 3)    Не требуются чрезмерно высокие капитальные затраты.

• 4)    Уменьшаются объем и масса отходов, снижается их биологическая активность (состав органической фракции стабилизируется) и негативное воздействие на окружающую среду (неконтролируемый выход биогаза и фильтрата).

Биотермическая переработка ТБО способствует решению природоохранных проблем и снижению стоимости обработки отходов.

Опыт европейских стран в области эксплуатации установок по компостированию позволяет сделать следующие выводы:

• 1)    компостирование - приемлемое решение для стабилизации органических веществ, содержащихся в отходах;

• 2)    конечный продукт (компост) хорошего качества может быть получен только в том случае, если компостированию подвергаются отходы сепарированные и не содержащие загрязняющих веществ, которые могут присутствовать в исходных ТБО;

• 3)    бытовые отходы, не прошедшие сортировку не пригодны для производства качественного компоста. Продукт ферментации в этом случае целесообразно использовать в технологии поли-

  Таблица 1. Распределение объемов утилизации/захоронения ТБО

  Наименование организации	Объемы принимаемых ТБО, тыс. куб.м.
  	2009	%	2010	%	2011	%	2012 плановый	%
  ОАО «ЗПБО»	420	32,3	372,8	28,4	530	33,6	1440	90
  ООО «ПВТОР »	-	0	246,6	18,8	770	48,8
  ООО «Эколайн»	880	67,7	695,6	52,9	278	17,6	160	10
  Всего:	1300	100	1315	100	1578	100	1600	100

  
  

гонного захоронения (в качестве пересыпного материала) при озеленении в качестве заполнителя для покрытия заболоченных земель [1].

Предложения по оптимизации системы управления движением отходов производства и потребления за счет разработки и внедрения совместной схемы работы двух предприятий по переработке ТКО - ООО «ПОВТОР» и ОАО «ЗПБО» на территории г.о. Тольятти представлены на схеме (рис. 2).

Отходы, образующиеся от населения и коммерческих организаций, направляются на мусоросортировочный комплекс ООО «ПОВТОР» для сортировки и изъятия вторичных материальных ресурсов, используемых на данном предприятии.

Прежде чем поступить на основной контейнер отходы проходят сепаратор, где отсеивается 10 % от входящих ТКО (мелкая фракция). Далее отходы проходят на конвейер отбора ВМР, где вручную отбираются ресурсно-ценные для общества фракции (процент отбора по объему составляет 60 %). Отходы после сортировки (ОПС) делятся на два потока:

• 1)    ОПС-1 отходы от жилищ после сортировки

• 2)    ОПС-2 отходы от организаций после сортировки.

Освобожденные от балластных фракций для технологического процесса производства компоста из ТКО методом биокомпостирования отходы транспортируются на ОАО «ЗПБО». На завод по переработке отходов входят ТКО в количестве 40% от поступивших на ООО «ПОВТОР», далее по линии проходят через первый грохот где отсеивается крупная фракция (НБО-1 (не перерабатываемые отходы)). После чего, мелкий мусор поступает в биобарабаны, где проходит цикл переработки. Прошедшие через биобарабан отходы поступают на конвейер на второй грохот (вибросито) где отсеивается пленка и крупная фракция (НБО-2). Мелкая фракция - полупродукт компоста, после дозревания и прохождения лабораторного контроля готов к реализации. Отходы НБО-1 и НБО-2 вывозятся на полигон для конечного размещения. Процент вывоза отходов на полигон от принятых на ООО «ПОВТОР» после прохождения представленной технологической цепочки составит 25%.

В настоящее время схема распределения объемов ТКО строится следующим образом:

• ·    58% (751 363,9 м³) отходов образующихся от населения и коммерческих организаций принимает мусоросортировочный комплекс ООО “ПОВТОР”, извлекая из принимаемых отходов 60% (443 427 м³) по объему вторичных матери-

  

  «ПОВТОР»

  ТБО -100%

  1300/260

  
  

  Сепаратор Отсев мелких фракций 130/26

  
  

  Конвейер Отбор BMP

  
  

  BMP

  780/25

  
  
  
  
  

  Рис. 2. Схема совместной утилизации отходов ТБО ООО «ПОВТОР» и ОАО «ЗПБО» (тыс. м³/тыс. т)

  
  

альных ресурсов (ВМР). Отходы размещаемые после сортировки на полигоне составляют 40% (307 936,9 м3) от объема принимаемых.

• ·    42%(548 636,1 м³) отходов образующихся от населения принимает мусороперерабатывающий завод ОАО «ЗПБО». По прохождению цикла переработки методом биокомпостирования используется 70% (384 046 м³) объемов отходов. Объем размещаемых не перерабатываемых отходов составляет 30 % (164 590,1 м³) от поступивших.

Всего принято ТКО – 1 300 000 м3 (100 %)

Всего использовано – 827 473 м3 (64 % ) Всего размещено – 472 527 м3 (36 %) Планируемая схема распределения объемов

ТКО строится следующим образом:

• ·    100% (1 300 000 м³) отходов образующихся от населения и коммерческих организаций принимает мусоросортировочный комплекс ООО “ПОВТОР”, извлекая из принимаемых отходов 60% (780 000 м³) по объему вторичных материальных ресурсов (ВМР). Отходы после сортировки в количестве 520 000 м³ (40 % от поступивших на ООО «ПОТВОР») направляются на мусороперерабатывающий завод ОАО «ЗПБО».

• ·    520 000 м³ отходов поступивших на ОАО «ЗПБО», по прохождению цикла переработки методом биокомпостирования используются 195 000 м³ отходов. Количество размещаемых отходов не подлежащих дальнейшей сортировке и переработке составляет 25% (325 000м³) от объемов поступивших на ООО «ПОВТОР».

Всего принято ТКО – 1 300 000 м3 (100 %)

Всего использовано – 975 000 м3 (75 %)

Всего размещено – 325 000 м3 (25 %)

Сравнительный анализ переработки ТКО предприятиями ООО “ПОВТОР” и ОАО “ЗПБО” за период 2011 год и на плановый период 2012 года отражает положительный эффект при внедрении совместной технологической цепочки двух предприятий занимающихся переработкой ТКО на территории г.о. Тольятти:

• 1)    при том же объеме принимаемых ТКО (1 300 000 м³), процент использования при внедрении совместной схемы возрастет в 2012 году на 11% (147 527 м³);

• 2)    объем размещаемых отходов после сортировки и переработки двух предприятий на 11 % (147 527 м³) меньше.

Применение представленной совместной схемы работы двух предприятий решает ряд важных для города задач:

• 1)    Оптимизации системы управления отходами производства и потребления на территории г.о.Тольятти.

• 2)    Улучшения экологической ситуации, в части снижения объемов не перерабатываемых отходов и требуемых площадей для их размещения.

• 3)    Увеличения количества вовлекаемых в хозяйственный оборот вторичных материальных ресурсов, что положительно сказывается на экономическом состоянии города.

• 4)    Улучшения качества производимого ОАО «ЗПБО» компоста, за счет прохождения предварительной сортировки ТКО на ООО «ПОВТОР», с извлечением вторичных материальных ресурсов, являющимися балластными фракциями для технологического процесса производства компоста ОАО «ЗПБО».

• 5)    Создания предпосылок для организации селективного сбора отходов в селитебной части города.

Таким образом, рассмотрены и решены следующие вопросы:

• 1.    Общие принципы системы управления с бытовыми отходами при имеющихся на территории г.о. Тольятти мощностях базируются на автономной работе трех предприятий:

• ·    ООО «ПОВТОР» (сортировка ТБО с последующей переработкой ВМР);

• ·    ОАО «ЗПБО» (переработка ТБО методом биокомпостирования);

• ·    ООО «Эколайн» (размещение ТБО).

• 2.    Рассматриваемые в проекте механизмы переработки ТБО, работая автономно, дают следующий экологический эффект:

• ·    ООО «ПОВТОР» - конечное размещение составляет 40% от объема поступивших отходов;

• ·    ОАО «ЗПБО» конечное размещение составляет 30 % от объема поступивших отходов;

• ·    ООО «Эколайн» - размещение 100 % от объема поступивших.

• 3.    Анализ существующего положения управления ТБО на территории г.о. Тольятти показал, что количество отходов приходящихся на долю предприятий занимающихся переработкой (утилизацией) отходов увеличилось с 2009 года с 32,3% до 82,4 %, т.е. на 50%, что говорит о положительной динамике в части сокращения объемов размещаемых отходов на полигон.

• 4.    Изучение технологических процессов двух мусороперерабатывающих предприятий позволило сделать вывод, что каждый из методов применяемых предприятиями автономно имеет недостатки:

• 1)    После отбора ВМР на МСК «ПОВТОР» отходы, не подлежащие дальнейшей сортировке размещаются на полигоне, при имеющихся мощностях углубленной переработки методом биокомпостирования и уменьшения количества и токсичности захораниваемых отходов.

• 2)    Технология ферментации, используемая на ОАО «Завод по переработке бытовых отходов», не учитывает гетерогенный состав отходов (морфологически состав ТБО за последние 10-

• 15 лет претерпел существенные изменения, связанные с изменением структуры потребления товаров населением), что снижает качество производимого компоста. Бытовые отходы, не прошедшие сортировку не пригодны для производства качественного компоста и могут быть использованы только в качестве пересыпного материала при работе полигонов [6].

• 5.    Предложена схема оптимизации системы управления движением отходов производства и потребления за счет разработки и внедрения системы комплексной переработки твердых бытовых отходов.

• 6.    Комбинированная схема представляет собой взаимодействие двух мусороперерабатывающих предприятий объединяющих технологические процессы сортировки (изъятие ресурсно-ценных фракций с целью возврата в хозяйственный оборот города и являющихся балластными для производства компоста) и непосредственно производства готового продукта (компоста) из гомо-генезированных отходов содержащих высокий процент пищевой компоненты. Отходы, не подлежащие дальнейшей сортировке и переработке, размещаются на полигон. Объем отходов при применении оптимизированной схемы управления ТБО попадающих на полигон с целью конечного размещения сократиться с 36% (при автономной работе предприятий) до 25%, т.е. на 11%, что даст значительную экономию площадей занимаемых отходами на территории полигонов.

Возможность реализации проекта в 2012 году осуществляется по средствам утверждения «Департаментом городского хозяйства Мэрии г.о.

Тольятти» в бюджет субсидий на переработку ТБО от населения в соответствии с заявками предприятий. Решение о финансировании иных мероприятий, связанных с оптимизацией схемы управления отходами производства и потребления на территории г.о. Тольятти, остаются за собственниками предприятий.