К.т.н. Тихонова О.Б., к.т.н. Русляков Д.В., к.т.н. Ларина Л.В.,

Давыдов Я.С.

Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ, Россия

Критерии выбора оптимальной технологии утилизации и переработки твердых бытовых отходов

В настоящее время в сообществе все чаще поднимается вопрос, связанный с важнейшими социально-экологическими опасностями, обусловленными развитием и урбанизацией городов. Одной из проблем, требующих решения является сортировка, переработки и утилизация твердых отходов: бытовых и промышленных. В настоящее время проблема сортировки, переработки и утилизации отходов наиболее остро наблюдается в средних и малых городах РФ, а количество мусороперерабатывающих заводов по утилизации ТБО в этих населенных пунктах низкое. Поэтому в связи с введением санкций в отношении РФ следует использовать российские технологии сортировки и утилизации отходов на мусороперерабатывающих заводах, которые построены или будут строиться.

В настоящее время для оптимальной технологии переработки и утилизации отходов предложены различные варианты [1].

Главными же факторами, которые влияют на выбор технологии [2] – допустимая степень производительности оборудования, экономические и экологические подходы к этой проблеме [3], затраты на оборудование (ремонт, диагностика, надежность, автоматизация и т.д.).

Основными критериями для выбора технологии утилизации и переработки ТБО являются:

- экономический;

- технологический;

- экологический.

С точки зрения выбора экономического критерия важным является уровень эксплуатационных и капитальных затрат на оборудование, обучение, квалификацию обслуживающего персонала и т.д.

Технологический критерий выбора определяется надежностью оборудования, степенью автоматизации процесса, требованиями безопасности на производстве, технические характеристики оборудования для техпроцесса, производство продукции вторичного сырья и т.д.

Экологический критерий [3] является важной составляющей при выборе не только технологии утилизации и переработки ТБО, но и при выборе технологического оборудования на заводе по утилизации отходов. В таблице 1.1 приведена качественная сравнительная оценка технологий переработки ТБО (по методике фирм «GKW Consult» и «East Consult») зарубежных и российских фирм

Анализ таблицы 1.1 показал, что использование метода переработки отходов по российским технологиям выгоднее, чем использование зарубежных технологий.

Как известно, метод сжигания ТБО является самым распространенным в мировой практике и имеет преимущества перед другими методами переработки. Для мусороперерабатывающих заводов малых и средних городов РФ особо важным в условиях санкций является использование технологии сжигания российского производства - технология сжигания отходов на колосковых решетках является наиболее оптимальной.

К преимуществам этой технологии можно отнести: высокий уровень апробированности технологии сжигания на колосковых решетках, серийно выпускаемое технологическое оборудование (более 15 лет), высокий гарантийный срок эксплуатации не менее 15 лет, небольшие затраты на обслуживание и текущий ремонт оборудования и т.д.

Российская технология сжигания выглядит предпочтительнее других методов сжигания ТБО по стоимости оборудования, экологическим критериям и т.д., но уступает по одному из самых важных критериев - уровню промышленного развития технологии. Отметим, что эта технология уже отработана в опытно-промышленном масштабе и является весьма перспективной.

Таблица 1.1 - Сравнительная оценка технологий переработки ТБО

	Критерии оценки	Термические технологии
		Макс. возм. сумма баллов	Слоевое сжигание	Кипящий слой	Шлаковый расплав	Электрошлаковый расплав	Пиролиз + сжигание	Газификация (Российская технология)
1	Основные критерии оценки выбора технологии	265	235	150	125	90	35	80
	-уровень развития технологии	50	50	40	50	50	0	0
	-гарант. срок эксплуатации	30	30	30	0	0	30	30
	-стоимость оборудования	30	0	0	30	30	30	15
	-ремонтопригодность	25	25	25	25	25	0	0
	-взрыво-, пожаробезопасность	25	25	25	25	0	25	25
2	Экологические критерии	185	20	45	140	127,5	105	115
	-наличие раздельных систем сбора	15	15	15	15	15	15	15
	-возможность утилизации шлака	15	15	15	15	15	15	15
	-возможность обезвреживания золы	15	15	15	15	15	15	15
	-удельный объем дымовых газов	25	0	10	25	12,5	15	20
	-утечка запаха	20	20	20	20	20	20	20
3	Другие критерии	35	10	10	5	5	10	20
	-доп..требования к персоналу	15	0	0	15	15	0	0
	возможность изготовления оборудования в России	20	10	10	20	20	10	20

Российская технология сжигания имеет неоспоримые преимущества при решении проблемы ТБО в малых и средних городах, которых достаточно много в нашей стране и проблема утилизации и переработки ТБО особо актуальна в этих регионах. Сжигание ТБО – это процесс термической переработки отходов с принудительной подачей в процесс агента (воздух, кислород, водяной пар) в количествах, недостаточных для полного окисления углерода органических веществ с целью их превращения в синтез-газ (смесь оксида углерода и водорода). Синтез-газ используется как энергоноситель и сжигается в котле с топкой.

Использование технологии сжигания на колосковых решетках экономичнее, перспективнее, рентабельнее, экологичнее [4] и стоимость оборудования и его обслуживание для этой технологии не высока.

В процессах утилизации ТБО особую роль играют операции сортировки отходов, с целью выделения компонентов как для вторичного использования, опасных отходов, либо отходов для сжигания. Для метода переработки ТБО важной составляющей является процесс сепарации ТБО.

Сепарация ТБО представляет собой совокупность процессов первичной обработки сырья с целью извлечения ряда ценных компонентов, удаления опасных и балластных компонентов, выделения фракций отходов, оптимальных по составу для переработки тем или иным методом. Сепарация ТБО, их обогащение является эффективной операцией перед термообработкой отходов[4].

Выделим некоторые направления сепарации ТБО.

1 Покомпонентный сбор отходов у населения с дальнейшей сортировкой отходов на сортировочных установках (конвейеры, ручная сортировка и т.д.).

2 Сепарация механизированная, с целью извлечения металлов из отходов.

3 Пофракционный сбор в специализированных местах для извлечения из ТБО ценных компонентов (комбинированная сортировка)

4 Сортировка в условиях завода по переработке и утилизации ТБО (механизированная сортировка, т.к. объемы отходов велики).

В российских условиях предпочтителен не покомпонентный, а пофракционный сбор муниципальных отходов, с направлением обогащенных фракций на специальные комплексы по сортировке и переработке, создание которых не требует больших капитальных вложений (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 – Технологическая схема сортировки и переработки твердых отходов населения

На первом этапе сортировки ТБО на специальных объектах должны подвергаться вторсырье пофракционного сбора у населения и отходы нежилого сектора города, характеризующиеся повышенным содержанием незагрязненной макулатуры, металлов, пластмассы и низким содержанием пищевых и растительных остатков. Необходимое условие этого - недопустимость смешивания коммерческих отходов ТБО с образующимися у населения, и наличие пунктов сортировки.

Второй этап – вовлечение в переработку отходов жилого сектора. С этой целью необходимо создать приемное отделение и цех механизированной сортировки.

Третий этап – применение технологии термической переработки.

Переработка шлаков сжигания позволяет получить новую товарную продукцию строительного назначения и создать малоотходное производство [5].

Закладываемая в проект комплексная переработка ТБО в наибольшей степени отвечает современным экологическим и ресурсным требованиям.

Предварительная сортировка ТБО обеспечивает:

- снижение капитальных затрат (уменьшаются затраты на дорогостоящее термическое оборудование);

- выделение черных, цветных металлов, макулатуры, пластмассы, полимерной пленки, текстиля, стекла и дерева для вторичного использования;

- оптимизацию состава ТБО для последующей переработки (с точки зрения гомогенизации, способности к горению, стабилизации теплотворной способности);

- удаление опасных компонентов (это позволяет улучшить экологические и экономические показатели последующих переделов переработки - минимизировать выбросы вредных веществ, снизить токсичность золы и шлака при термической переработке, улучшить качество компоста) [4].

Наибольшую практическую ценность при механизированной сортировке ТБО представляют металлосодержащие продукты двух видов – черный металлолом (включая оловосодержащий лом) и лом алюминия, которые выделены в самостоятельные продукты (концентраты).

Вторичное использование отходов решает целый комплекс защиты окружающей среды - сокращается потребность в первичном сырье, уменьшается загрязнение окружающей среды [4]. Истощение первичного сырья потребовало перевода технологий уже многих стран на использование вторичного сырья. Разрабатываются новые направления использования вторсырья.

Таким образом, утилизация муниципальных отходов с извлечением ценных компонентов дает возможность увеличения сырьевых вторичных ресурсов, которые по своему качеству не уступают первичным. Иногда в технических процессах образуются отходы, обладающие новыми характеристиками, а значит, появляются новые направления их использования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Тихонова О.Б. Проблемы утилизации твердых бытовых отходов в Ростовской области/ О.Б. Тихонова, Д.В. Русляков и др. Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр. / ИСОиП (фил.) ДГТУ. - Шахты, 2014

2 Шубов Л.Я., Ставровский М.Е., Олейник А.В. Технология твердых бытовых отходов (учебник)./М. «Альфа-М», 2011, 550с;

3 Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России. Эко – 2005.

4 Русляков Д.В. Правовые основы энергосбережения и оценки энергоэффективности в России/Д.В. Русляков, О.Б. Тихонова// Наука и мир. – 2014. – Т. 2, №4 (8)

5 Тихонова О.Б. Вопросы энергосбережения и энергоэффективности жилищно- коммунального комплекса России/ О.Б. Тихонова, Д.В. Русляков и др. Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр. / ИСОиП (фил.) ДГТУ. - Шахты, 2014