Родионов А. И и др. Tехнологические процессы экологической безопасности /Основы энвайронменталистики

Подождите немного. Документ загружается.

'691

Таблица

IV. 2

Ориентировочные нормы накопления ТБО от отдельно стоящих объек-

тов общественного назначения

Объект образования

отходов

Расчетная

единица

Норма накопления

Плотность

ТБО, кг/м

Объект образования

отходов

Расчетная

единица

кг/год M

/год

Плотность

ТБО, кг/м

Гостиница

на

место 120 0,7

170

Детский сад, ясли

на 1 место 95 0,4

240

Школа, техникум,

институт

на 1

учащегося 24

0,12

200

Театр, кинотеатр

на

место

0,2

150

Учреждение

на 1

сотрудника

0,22

180

Продовольственный

магазин

на

м^ тор-

говой пло-

щади 160-250

0,8-1,5

160-190

Промтоварный магазин

на IM

тор-

говой пло-

щади

80-200

0,5-1,3

150-160

Рынок

на IM

тор-

говой пло-

щади

100-200

0,6-1,3 160-170

Санатории, пансионаты,

дома отдыха

на

место

250

1,0

250

Вокзалы, автовокзалы,

аэропорты

на

пло-

щади 125

0,5 250

В зависимости от степени благоустройства и климатических ус-

ловий норма накопления ТБО в городах России в жилом фонде в

настоящее

время

составляет

среднем 0,8-1,3 м

/(чел.

в год)

или 150-

220 кг/чел. в год, а

ряде мест и более. С учетом отходов, накаплива-

ющихся в общественных зданиях (школы, столовые, магазины, гос-

тиницы, кинотеатры, спортивные сооружения и т.п.), эта норма уве-

личивается на 10-50%. Ежегодно количество отходов возрастает по

объему примерно на 3 %, а по массе — на 0,3 %. В настоящее время

в связи с экономическими трудностями, переживаемыми Россией,

количество образующихся отходов на душу населения несколько со-

кратилось, но это явление временное.

19.2. Состав и свойства ТБО

ТБО являются крупнотоннажными отходами, представляющими

собой гетерогенную смесь различных по физическому состоянию,

крупности и свойствам органических и неорганических компонен-

'692

тов сложного морфологического состава. Их состав меняется во вре-

мени (в том числе по сезонам года)

зависит от места расположения

населенного пункта, его величины, состояния благоустройства, уров-

ня развития промышленности и ряда других показателей.

В состав ТБО входят полагаемые людьми непригодными к даль-

нейшему потреблению предметы и материалы: печатная продукция

различных видов (старые книги, газеты, журналы и т.п.), битая, де-

формированная и грязная посуда (стеклянная, керамическая, метал-

лическая), упаковочные изделия, изделия из синтетических полиме-

ров (пластмасс), консервные банки, изношенные одежда и обувь,

пищевые отбросы, древесина (щепки, стружки, опилки, палки, тар-

ные дощечки и т.п.), строительный, домовый и уличный мусор и

многие другие компоненты. Особую группу в составе ТБО форми-

руют крупногабаритные предметы объемом более 0,283 м

и линей-

ными размерами, превосходящими 1,5 м. К таким громоздким отхо-

дам относят, например, ряд видов старой мебели и вышедших из

эксплуатации электроприборов, а также обрезки деревьев, бревна,

столбы и некоторые элементы конструкций зданий. Особенностью

ТБО в условиях России и других стран СНГ является то обстоятель-

ство, что при сборе происходит смешивание отходов различных ви-

дов. Таким образом, уже на этом уровне ТБО представляют собой

несортированные смешанные отходы.

Таблица

IV 3

Типовой морфологический состав российских ТБО

по

данным 1985-1995 г г

Компоненты

Содержание,

масс.

Бумага, картон и т.п.

12,0-38,0

Пищевые и растительные отходы

20,0-45,0

Черные металлы

3,0-5,2

Цветные металлы 0,5-0,8

Текстиль 4,0-7,0

Стекло

4,0-8,0

Пластмассы 2,0-6,5

Кожа, резина

0,3-3,5

Древесина 0,9-3,0

Камни, керамика 0,8-3,0

Кости 0,1-2,0

Отсев -15 мм • 7,0-13,0

Прочее

1,0-2,0

'693

Количественное присутствие отдельных компонентов в ТБО,

характеризующихся значительными сезонными колебаниями морфо-

логического состава, характеризуется данными различных источни-

ков, представленными в табл. IV.3 и IV.4.

Важной характеристикой является фракционный состав ТБО —

процентное содержание массы компонентов, проходящих через сита

с ячейками различного размера. Этот показатель иллюстрирует ин-

формация, приведенная в табл. IV.5 и IV.6, а также данные рис.

IV. 1.

Основную массу

ТБО

представляет фракция -300

мм:

выход отходов

этой фракции составляет 85-90%.

Данные рис. IV-1 характеризуют

ТБО

жилого сектора

города.

Они

свидетельствуют, что основная часть этих материалов (более 80 %

массы ТБО) представлена классом -150 мм, который включает, в

частности, примерно по 80% черных металлов и луженой тары, бо-

лее 95% алюминиевого лома и свыше 60% бумаги от соответствую-

щих масс этих компонентов в неклассифицированных ТБО.

Не менее важными характеристиками ТБО являются гравимет-

рическая плотность (насыпная масса), влажность и теплотворная

способность. Результаты длительных наблюдений и измерений сви-

детельствуют, что плотность ТБО непрерывно уменьшается и состав-

ляет в настоящее время в крупных городах 0,15-0,20 т/и

. В составе

Таблица IV.4

Морфологический состав ТБО для разных климатических зон,

по массе

Компонент

Климатическая зона

Компонент

средняя южная северная

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

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 34

Прочее •

1-2

3-4

1-2

Отсев (менее 15 мм)

5-7

6-8

4-6

'694

Таблица

IV 5

Ориентировочный морфологический

и фракционный

состав

ТБО,

% по массе

Компонент

Размер фракций, мм

Компонент

более 250

150-250 100-150

50-100

менее 50

Пищевые отходы

0-1

2-10

7-12,6

17-21

Картон, бумага

3-8

8-10

9-11 7-8

2-5

Дерево

0,5

0-0,5

0,5

0-0,5

Металл

0,1

0,5-1

0,8-1,6

0,3-0,5

Текстиль

0,2-1,3

1-1,5

0,5-1 0,3-0,8

0-0,6

Кости

0,3-0,5

0,5-0,9

Стекло

0-0.3

0.3-1 1-2

1-1.6

Кожа, резина

- 0-1

0.5-2

0.5...1.5 -

Камни, штукатурка

- -

0.2...1

0.5...1.8

0.5...2

Пластмасса

0-0,2

0,5-1 1-2,2

1-2,5 0,2-0,5

Прочее

0-0,3 0,2-0,6 0-0,5

0-0,4 0-0,5

Отсев (менее IS мм)

- -

4-6

Всего

7,0 13,3

22,1

25,3

32,3

ТБО растет количество бумаги, картона, полимерных материалов,

что обусловливает увеличение их теплотворной способности, выра-

жаемой сегодня величинами порядка 1500-2000 ккал/кг. Влажность

ТБО в зависимости от климатического пояса и времени года обычно

колеблется в пределах от 40 до 58 %.

ТБО, как явствует из изложенного, содержат много полезных и

нужных материалов, которые возможно рационально использовать

100

Выход в сум- QO

марных %

сверху б 0

к2\

4,5

^ \

20 Выход в сум-

марных %

40 снизу

100

0 50 100 150 200 250 300

Рис. IV-1. Гранулометрическая характеристика ТБО и некоторых их компо-

нентов: 1 — твердые бытовые отходы (ТБО); 2 — металлолом; 3 — лом оловосо-

держащих компонентов; 4 — лом алюминия, меди и их сплавов; 5 — бумага

'695

Таблица

IV.6.

Усредненный морфологический и фракционный состав ТБО

Компоненты

Содержание,

масс

Компоненты

общее

фракции, мм

Компоненты

общее

+200

-200 - +80 -80

Бумага, картон

т.п.

22,0

6,6

11,4 4,0

Пищевые и растительные отходы

35,0

0,0 9,2 25,8

Черные металлы

4,0

1,3

2,5

0.2

Цветные металлы (алюминий)

0,7 0,0 0,7 0,0

Текстиль

5,5

3,3

2,0

0,2

Стекло 7,0

0,0

6,8

0,2

Пластмассы (высокой плотности)

2,0

0,15

1,6 0,25

Полимерная пленка

4,0

1,45

2,5 0,05

Кожа, резина

1,5

0,05 1,45 0,0

Древесина

1,5 1,3

0,2

0,0

Камни, керамика

1,5

0,75 0,55 0,2

Кости

1,0

0,0

0,3 0,7

Прочее (включая отсев -15 мм)

114,3

1,0

5,0 8,3

Итого: 100,0 15,9 44,2 39,9

Примечание: 1. Стекло

составе исходных

ТБО

на 97

представлено целыми

бутылками (все в классе -200 - +80 мм);

2. Черный металл на 50

представлен консервными банками

(белая жесть); почти все банки находятся в классе -200 - +80 мм.

многократно. Их предварительное выделение из общей массы отхо-

дов и переработка в полезные материалы значительно экономичнее

получения последних из природного сырья. Состав и свойства ТБО

имеют определяющее значение при решении вопросов их сбора, уда-

ления, складирования (захоронения, изоляции), обезвреживания и

заводской переработки (утилизации). Необходимо подчеркнуть, что

выбор оптимальной технологии переработки ТБО представляет со-

бой наиболее ответственный этап в разработке общей концепции их

эвакуации и утилизации. Этот выбор требует учета того обстоятель-

ства,

что

перерабатывающее (утилизирующее)

ТБО

предприятие само

по себе может быть источником серьезного загрязнения биосферы

токсичными соединениями серы, галогенов, азота, тяжелых метал-

лов, а также органическими веществами (в том числе такими супер-

токсикантами, как диоксины и фураны), что может являться, в част-

ности, следствием различных отклонений от технологического рег-

ламента при использовании даже самого совершенного оборудования.

'696

19.3. Технология сбора ТБО на местах их образования

Жилищно-эксплуатационные и другие обслуживаемые служба-

ми коммунального благоустройства организации обеспечивают сбор

и временное хранение ТБО до их удаления и надлежащее состояние

подъездных путей и площадок для мусоросборников.

Организация сбора (и удаления) ТБО зависит от степени благо-

устройства, этажности жилой застройки, расстояния от мест сбора

до мест депонирования или предприятий по обезвреживанию и пе-

реработке отходов и некоторых других конкретных местных усло-

вий. Сбор (и удаление) ТБО осуществляют по так называемой пла-

ново-регулярной системе на основе хозяйственных договоров между

предприятиями служб коммунального благоустройства и обслужи-

ваемыми ими организациями в сроки, определяемые санитарными

правилами (преимущественно ежедневно, но не реже одного раза в

трое суток).

В настоящее время в городах России сбор ТБО осуществляют

рядом способов. В малоэтажных (до 5 этажей) домах жители

опре-

деленное время выносят их из квартир и выгружают в контейнеры

или непосредственно в приемные устройства мусоровозных машин

(поквартирная система). Следует заметить, что поквартирная систе-

ма сбора ТБО не обеспечивает эффективное использование мусоро-

возного транспорта из-за больших потерь времени на погрузку и не-

обходимости двойных маршрутов сбора (утром и вечером). В более

высоких домах

ТБО

эвакуируют через мусоропроводы непосредствен-

но в контейнеры или приемные камеры мусоропроводов с последую-

щей перегрузкой их содержимого в контейнеры.

Качественное улучшение санитарного состояния дворовых тер-

риторий и почти полное исключение отрицательного влияния ТБО

на городскую окружающую среду могут быть обеспечены при вне-

дрении принципиально новых систем сбора и удаления ТБО из жи-

лых образований, а именно децентрализованных и централизован-

ных вакуумных систем. Эти системы позволяют полностью исклю-

чить

применяемые

настоящее

время

контейнеры и связанный с ними

ручной труд при перегрузке ТБО из мусороприемных камер зданий,

механизировать и автоматизировать весь процесс удаления отходов

из отдельных жилых домов и целых жилых районов.

Децентрализованные (для сложившейся жилой застройки) и цен-

трализованные (используемые при строительстве новых жилых рай-

онов) системы мусороудаления основаны на одном принципе и в

'697

техническом отношении отличаются лишь компрессорными стан-

циями: в первом случае это передвижные компрессорные станции,

во втором — стационарные. Применение этих систем экономически

оправдано.

Вакуумные системы мусороудаления устроены следующим об-

разом. Все мусоропроводы обслуживаемых зданий соединены через

затворы мусоропроводов (мусороприемные клапаны) и транспорт-

ные турбопроводы с приемным бункером, расположенным на сбор-

ном пункте микрорайона. Каждый транспортный трубопровод со-

общается с атмосферой через воздушный вентиль, расположенный в

вентиляционной камере. Охватывающая жилой район сеть транспорт-

ных трубопроводов состоит из основной магистрали и подключенных

ней ответвлений, заканчивающихся воздушными вентилями.

Работа вакуумной пневмосистемы может осуществляться авто-

матически по заданной программе или с ручным управлением. ТБО

удаляют последовательно сначала из каждого мусоропровода одного

ответвления, затем другого и т.д. При этом в каждом ответвлении

сначала создают поток транспортирующего воздуха (за счет сраба-

тывания соответствующего воздушного вентиля), а затем последова-

тельно открывают мусороприемные клапаны. Продолжительность

опорожнения одного мусоропровода составляет 15-30 сек. Из мусо-

ропроводов ТБО под действием собственной массы и разрежения

попадают в транспортный трубопровод, по которому аэросмесь пе-

ремещают

сборному

пункту. Из

транспортной магистрали аэросмесь

направляют в приемный бункер-циклон, в котором ТБО осаждают, а

сепарированный от них транспортирующий воздух через фильтр,

вакуум-турбины и глушители эвакуируют в атмосферу.

С целью обслуживания зданий без мусоропроводов (малоэтаж-

ная застройка, общественные здания и т.п.), а также дворовых тер-

риторий устраивают так называемые поверхностные вводы, которые

могут обслуживать определенную группу зданий. Поверхностные

вводы располагают в отдельных помещениях или в подъездах зда-

ний. Соединение поверхностного ввода с транспортным трубопро-

водом пневмосистемы осуществляют аналогично соединению с пос-

ледней мусоропровода. Известные централизованные вакуумные

системы с расположением мусороприемного, воздухоочистного и

энергетического оборудования на центральном сборном пункте име-

ют радиус действия 1-1,5 км. При средней плотности застройки жи-

лых районов 9-11-этажными зданиями такая пневмосистема способ-

на обслуживать до 20 тысяч человек.

'698

19.4. Технология эвакуации ТБО

В настоящее время среднее расстояние вывоза ТБО в городах со-

ставляет 18 км, хотя значительное количество полигонов удалено на

30-50 км, а

отдельных городах — на 60-100 км (и эта дальность не

является пределом). Анализ расположения и строительства полиго-

нов показывает, что имеет место ежегодное увеличение дальности

вывоза отходов на 1,2-1,5 км.

Транспортировку твердых бытовых отходов осуществляют в ос-

новном мусоровозами КО-413 на шасси грузового автомобиля ГАЗ-

53. Недостатком указанных машин является их малая вместимость

(14 м

), что при значительном удалении мест депонирования ТБО

(свалок, полигонов) делает их перевозку дорогостоящей операцией,

приводя, в частности, к значительному- расходу горюче-смазочных

материалов. Применяемый же большегрузный (40 м

) мусоровоз KO-

415 на шасси грузового автомобиля КАМАЗ из-за увеличенных га-

баритов не обладает необходимой маневренностью в пределах жи-

лой застройки и в этой связи имеет ограниченное использование.

С целью снижения расходов на транспортирование ТБО в места

депонирования, обезвреживания и утилизации, уменьшения количе-

ства собирающих их мусоровозов,

также экономии горюче-смазоч-

ных материалов в ряде городов Российской Федерации используют

двухэтапную систему- сбора и вывоза отходов, включающую мусо-

роперегрузочную станцию. При этой системе сбор отходов и вывоз

их на мусороперегрузочную станцию осуществляют собирающими

мусоровозами, а вывоз на полигоны (свалки) обычно уплотненных

ТБО производят большегрузными транспортными мусоровозами.

Успешно эксплуатируется, в частности, мусороперегрузочная

станция эстакадного типа с использованием транспортного мусоро-

воза КО-416, обеспечивающего возможность непрерывной загрузки

кузова. Транспортный мусоровоз КО-416 представляет собой авто-

поезд, состоящий из грузового автомобиля - седельного тягача KA-

МАЗ-54112 и полуприцепа ОДАЭ-9385, на базе которых монтируют

специальное оборудование этого мусоровоза. Возможно использова-

ние одного тягача с двумя или тремя полуприцепами поочередно. На

седельном тягаче смонтирована только часть специального оборудо-

вания, представляющая собой насосную установку и автономное

устройство управления подачей топлива в двигатель автомобиля.

Основная часть специального оборудования транспортного мусоро-

воза установлена на полуприцепе и включает кузов с размещенны-

'699

ми в нем механизмами загрузки и выгрузки отходов и гидропривод

этого механизма с пультом управления. Процесс заполнения кузова

отходами сопровождается значительным (более чем в два раза) уп-

лотнением ТБО. Этому в основном способствует высокое давление

на рабочей поверхности толкающей плиты, превышающее этот по-

казатель для большинства отечественных мусоровозов. Опыт эксп-

луатации транспортных мусоровозов КО-416 показал, что в среднем

он способен транспортировать содержимое кузовов 7 собирающих

мусоровозов КО-413.

Эксплуатируют также отличную от выше описанной мусоропе-

регрузочную станцию, которая работает с собирающими мусорово-

зами МСК-6 и МСК-617, а также М-30 А. Для разгрузки этих му-

соровозов на мусороперегрузочной станции используют легкие эс-

такады. Разгрузку отходов производят в два сменных кузова-контей-

нера, установленных по обе стороны от эстакады.

Система двухэтапного сбора и вывоза обладает технологичес-

кой гибкостью и простотой, требует незначительных капитальных

затрат на строительство мусороперегрузочной стации, представляет

возможность использования базового шасси для перевозок кузовов-

контейнеров различного назначения. Применение двухэтапной сис-

темы сбора и вывоза ТБО становится эффективным при дальности

вывоза отходов, превышающей 20 км. Такая система на величину до

25% снижает себестоимость вывоза

отходов, на величину до 30%

уменьшает капиталовложения (за счет сокращения количества соби-

рающих мусоровозов), на величину до 35

сокращает численность

обслуживающего персонала и позволяет экономить горюче-смазоч-

ные материалы, что особенно важно, так как в настоящее время на

работах в сфере обращения с ТБО в России занято свыше 100 тысяч

человек и примерно 25 тысяч специальных машин (по СНГ — около

200000 человек и 50000 машин).

19.5. Технология складирования ТБО на полигонах

В настоящее время в России, как и в большинстве других стран,

депонирование ТБО производят в основном на полигонах (санитар-

ных свалках), куда в соответствии со сложившейся практикой на-

правляют 96,5% всей их массы. Здесь отходы складируют на грунт с

соблюдением условий, препятствующих распространению болезнет-

ворных микроорганизмов и обеспечивающих защиту от загрязнения

атмосферы, почвы, поверхностных и фунтовых вод. Тем не менее,

'700

исследования многочисленных свалок и полигонов свидетельству-

ют, что в фильтратах, просачивающихся с их территорий, в концен-

трациях, превышающих предельно допустимые, содержатся многие

токсичные вещества, в том числе ртуть, свинец, кадмий, бериллий и

другие тяжелые металлы, помимо биотоксичности способные акку-

мулироваться в организме человека, обусловливая выраженные му-

тагенные, эмбриотоксические и канцерогенные эффекты. Необходи-

мо отметить также, что имеющие место возгарания складируемых

на полигонах отходов, при наличии в составе последних галогенов,

могут генерировать диоксины и фураны.

Технология складирования (депонирования) на полигонах заклю-

чается

послойном (через каждые 0,5 м) уплотнении ТБО, размеща-

емых на ограниченной площади — рабочей карте шириной 5-10 м и

длиной 30-150 м, ежесуточной изоляции уплотненной их массы вы-

сотой 2 м слоем грунта или инертного материала толщиной 0,15 м.

Защиту грунтовых вод от загрязнения обеспечивают выбором соот-

ветствующего земельного участка, имеющего в качестве основания

глины или тяжелые суглинки, то есть грунты с низким (менее 10-

5 см/сек) коэффициентом фильтрации и высокой адсорбирующей

способностью. Минимальное расстояние от полигона до жилой заст-

ройки — 500 м.

Экономное использование отводимых под полигоны земельных

участков обеспечивают за счет послойного уплотнения отходов до

плотности 700-900 кг/м

специальными катками

или

тяжелыми буль-

дозерами и повышения общей высоты складирования до 20 и более

метров. Высоконагружаемые полигоны в 2-3 раза уменьшают по-

требность в земельных площадях по сравнению со все еще широко

распространенными свалками.

Складирование ТБО на полигонах представляет наиболее про-

стой

дешевый метод среди других методов обращения с ними, хотя

его реализация и требует ежегодно не менее 0,5-0,6 гектаров новых

земельных площадей на каждые 100 тысяч жителей. Однако этому

способу обращения с ТБО свойственны и существенные недостатки:

отсутствие вблизи городов подходящих свободных земельных участ-

ков, постоянное увеличение дальности вывоза отходов и, как след-

ствие, все возрастающая потребность в мусоровозных машинах и

горюче-смазочных материалах.

На действующем полигоне в качестве основных работ выполня-

ют прием (выгрузку), складирование и изоляцию ТБО. В настоящее

время все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изо-