Эффективная уборка ТБО в городах и населенных пунктах

В России ежегодно образуется около 130 млн. м3 твердых бытовых отходов (ТБО). Из 27 млн. тонн ТБО (один кубический метр отходов до уплотнения весит 200 кг) промышленной переработке подвергается порядка 3%, остальное вывозится на свалки и полигоны-захоронения с отчуждением земель в пригородной зоне. Значительное количество ТБО попадает на несанкционированные свалки, количество которых постоянно растет. Поэтому ТБО представляют собой источник загрязнения окружающей среды, способствуя распространению опасных веществ. Вместе с тем они содержат в своем составе ценные компоненты, которые могут быть использованы в качестве вторичных ресурсов. Основная масса ТБО и промышленных отходов образуется в городах и поселках городского типа.

Европейское Агентство Окружающей Среды (ЕВА) определяет бытовые отходы как «...отходы от домашних хозяйств, а также другие отходы, которые схожи по своему составу или природе с отходами от домашних хозяйств» (ЕЕА 2000).

Анализ данных по твердым бытовым отходам в городах России показывает, что среднесуточная норма накопления ТБО за год в благоустроенных жилых зданиях составляет 0,52 кг/чел или 0,96 м3/чел при плотности до 0,2 т/м3. Коэффициент суточной неравномерности накопления ТБО (неравномерность поступления в приемные контейнеры) равен 1,26. Максимальное накопление отходов наблюдается осенью. Твердые бытовые отходы отличаются стабильно высоким содержанием органического вещества (до 78% сухого вещества) с незначительными сезонными колебаниями. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг, колеблясь по сезонам года от 1224 до 1612 ккал/кг.

Первоочередной задачей в решении проблемы ТБО является разработка оптимальных систем их сбора и удаления (транспортировки). Промедление с удалением ТБО из мест образования недопустимо, так как может привести к серьезному загрязнению городов. Удаляют ТБО либо на полигоны захоронения, либо на специальные заводы для переработки и обезвреживания.

Доступные статистические данные показывают тенденцию роста объемов отходов во всех государствах. Самую большую часть в отходах формируют добывающая и обрабатывающая промышленность, а также процессы строительства и демонтажа. Опасные отходы, самую большую часть которых создает обрабатывающая промышленность, формируют 2% от общего количества отходов. Бытовые отходы – примерно 15% от общего количества отходов. Данные статистики отходов показывают, что самые большие темпы прироста дают бытовые, строительные и демонтажные отходы.

Проблема экологической опасности твердых бытовых отходов (ТБО) остро стоит перед Россией. Эта опасность затрагивает все стадии обращения ТБО, начиная с их сбора и транспортировки, и кончая подготовкой к использованию утильных компонентов и уничтожение или захоронение неиспользуемых фракций. Традиционные методы сбора и обезвреживания ТБО могут удержать на безопасном уровне возрастающее воздействие отходов на окружающую среду. Применение эффективных индустриальных методов, таких как мусоропереработка и мусоросжигание сопряжено со значительными капитальными и текущими расходами. Их применение влечет за собой существенное повышение стоимости обезвреживания и, как следствие, тарифов для населения по оплате услуг за вывоз и утилизацию отходов.

В современной экономической ситуации следует ориентироваться на малозатратные и малоотходные технологии. Повышение эффективности сбора, вывоза и обезвреживания отходов возможно и без существенного привлечения финансовых средств, но за счет рационального использования контейнеров и мусоровозного транспорта.

Схемы сбора отходов подразделяются по собранному материалу. Так выделяют сбор несортированных отходов, сортированных или частично сортированных отходов, определяет источник их появления (в домашних хозяйствах, на предприятиях и учреждениях и т.д.) и использованный метод сбора. Между собой схемы сбора отличаются как по применяемым средствам накопления отбросов (контейнеры, мешки), сбором отходов, и транспортными средствами, используемыми в дальнейшей транспортировке.

Качество собранных отходов (сортированные или несортированные отходы) обуславливает вид дальнейшего использования этих отходов. Несортированные отходы в основном попадают на захоронение, а сортированные или частично сортированные – доставляют на предприятия переработки или в центры обработки.

В российских условиях в ближайшие десятилетия сложно организовать повсеместно селективный сбор отходов у населения. Это объясняется неподготовленностью населения, отсутствием соответствующих бытовых условий и технического обеспечения, большими трудозатратами, отсутствием потребителя для каждого из выделенных отходов и др. Поэтому в российских условиях более предпочтителен не покомпонентный, а пофракционный сбор муниципальных отходов, с направлением обогащенных фракций на специальные комплексы по сортировке и переработке, создание которых не требует больших капиталовложений.

Сбор несортированных отходов

Организовывая сбор несортированных отходов и их транспортировку, самоуправление опираются на средние характеристики данных по своей территории. Это дает приблизительное представление о составе, количестве и виде отходов. Минимальную частоту вывоза отходов определяют санитарные условия. В летнее время вывоз несортированных отходов, большую часть которых составляют биологически разлагающиеся отходы, должен происходить не реже одного раза в неделю. Чтобы не успели образоваться личинки мух или других насекомых. В прохладные месяцы можно вывозить раз в две недели. Размер, размещение и частоту вывоза контейнеров для сбора отходов определяют, исходя из того, что в среднем один житель за год производит от 150 до 200 кг отходов, плотность которых ~ 120-150 кг/м3.

В свою очередь для обеспечения удобного обслуживания населения, контейнеры для отходов должны быть недалеко от жилых домов (50–100 м).

Контейнеры для сбора отходов

Размер контейнеров зависит от прогнозируемого количества отходов. Частота их сбора зависит вида сортированных отходов, их количества, от типа домашнего хозяйства. Обычно выбирают контейнеры для отходов, которые достаточно большие и оборудованы роликами для более легкого их перемещения. Колеса необходимы контейнеру при минимальной массе наполнения контейнера – 40 кг. Характерное давление наполненного контейнера на поверхность его основы или стенки составляет 0,4 кг/дм2.

Средства транспортировки отходов

Для непосредственного сбора отходов и перевозки на небольшие расстояния, в густо населенных районах городов используют мусороуборочные машины средней грузоподъемности, с объемом кузова 15-20 м3 и со степенью сжатия 1:3. В мало населенных деревенских районах более экономичны небольшие машины с объемом кузова 7,5-10 м3.

Выбор мусороуборочной машины зависит от вида отходов и условий сбора. Мусороуборочные машины могут отличаться видом шасси, конструкцией, а также подъемником и устройством прессования. Мусороуборочные машины в основном состоят из двух частей – тягача (кабина шофера и шасси), а так же уплотнителя и накопителя отходов. Размер для разных типов мусороуборочных машин меняется от 5 м3 до 23 м3. Шасси машины может быть тягачами с 2 осями (хорошо маневрируют, поэтому лучше приспособлены для городов) или с 3 осями (лучше приспособлены для сельской местности).

Поднятие контейнеров с отходами – опасный процесс и может причинить ранения операторам. Подъемники могут работать при ручном управлении или действовать автоматически. Они могут находиться сзади, спереди машины или сбоку. Подъемники проектируются в соответствии с видом контейнеров. Например, для круглых, четырехугольных контейнеров, с двумя или четырьмя колесиками. Подъемники обычно предназначены для контейнеров объемом 34360–1100 л. Предлагают также устройства для поднятия контейнеров от 80 литров до 5000 литров. Стандартизация контейнеров позволяет уменьшить количество видов подъемников и снизить риск опасных происшествий. Время поднятия – важный параметр, который обуславливает эффективность сбора отходов и затраты на их сбор. Вес подъемников и прессов также существенен, потому что это в свою очередь влияет на потребление топлива для выполнения соответствующих процессов. Например, подъемник с большой мощностью (напр., для контейнеров от 3000 до 5000 литров) невыгодно использовать для домашних контейнеров маленького размера, объем которых меньше 1000 литров. Погрузчики отходов с задними подъемниками самые распространенные, потому что они довольно универсальны и доставляют меньше проблем рядом стоящим автомашинам. Недостаток в том, что для их обслуживания кроме шофера необходим еще один человек.

Центры перегрузки отходов

Если расстояние непосредственной транспортировки превышает 20–30 км, как показывают расчеты, экономически выгоднее создать центры перегрузки или мусороперегрузочные станции (МПС). Центры перегрузки отходов – важная составная часть системы управления работы с отходами, потому что они позволяют оптимизировать логистику и расходы транспорта. Такие станции позволяют сэкономить время и предотвратить поездки маломощных мусороуборочных машин на отдаленные полигоны. Размещение станций перегрузки должно быть по возможности ближе к центрам образования отходов (т.е., к плотно населенным местам) и по возможности ближе к большим дорогам (шоссе). В центрах перегрузки отходы перегружают из мусороуборочных машин в специализированные крупногабаритные контейнеры или в мощные транспортировочные машины, дополнительно спрессовывая или размельчая отходы. Уплотнение ТБО в стационарных устройствах на МПС решает задачу полной загрузки транспорта при вывозе ТБО на большие расстояния, позволяет уменьшить количество собирающих мусоровозов и снизить общие расходы на удаление ТБО. Используя центры перегрузки отходов, транспортировку отходов можно организовать постепенно, на нескольких уровнях. Небольшие машины могут собирать отходы с края тротуара или с площадок с контейнерами, откуда отходы доставляют на перегрузочную станцию. Там отходы уплотняют (прессуют), перегружают в большие машины и увозят в конечный пункт. Отходы можно транспортировать и по железной дороге, если расстояния перевозки больше 150 км.

Для дальнейшей транспортировки накопленных отходов на места переработки или захоронения используют мощный транспорт с высокой степенью прессования.

Таким образом, из сказанного видно, что в зависимости от размеров жилых массивов и наличия производств зависят темпы и объемы накопления ТБО и промышленных отходов. А эти характеристики уже совместно с масштабами города, состоянием дорог, удаленности мест захоронения отходов определяют технологии, состав и виды транспортных средств, необходимых для мало затратной уборки городов и населенных пунктов.