Оптимизация процесса утилизации твердых бытовых отходов (ТБО)

Ежегодно в России образуется около 50 млн. т ТБО. Проблему этого огромного количества отходов решает система санитарной очистки городов как подотрасли ЖКХ. Технологический процесс оказания населению услуг в сфере санитарной очистки города является одной из систем его жизнеобеспечения. 

ТБО необходимо из мест образования ежедневно удалять, иначе городская жизнь будет парализована, но 97-98% ТБО вывозятся из российских городов на примитивные, экологически опасные свалки, расположенные в пригороде. С каждым годом все сложнее, особенно в больших городах, находить места для захоронения ТБО; затраты на вывоз возрастают. С каждым годом в России усиливаются противоречия между городами, где отходы образуются, и пригородом, куда отходы вывозятся на захоронение [1]. 

Гетерогенный состав ТБО, эколого-экономические критерии и принципы ресурсо- и энергосбережения предопределяют целесообразность комплексного управления муниципальными отходами. 

Комплексное управление ТБО включает технологические операции их сбора, удаления, сортировки, переработки и захоронения, системно связанные между собой. В то же время сегодня каждый элемент системы существует как бы сам по себе. 

Объекты для обработки ТБО нередко строят вне связи с управлением потоками отходов и вторсырья, направляя на эти объекты всю образующуюся массу отходов. Идеологи такого обращения с ТБО руководствуются глубоко ошибочной концепцией предельно упрощенного подхода к решению проблемы ТБО, полагая, что чем проще, тем экономически выгоднее. Поэтому и само производство стараются технологически упростить и свести его к применению какой-то монотехнологии: либо прямого сжигания всей образующейся массы ТБО, либо прямого компостирования. Но именно такой подход экономически наименее целесообразен, ибо приводит к созданию самого дорогого производства с искусственно завышенной производительностью. То, что монотехнологии экологически неблагополучны, откровенно игнорируется [2]. 

Анализ показывает, что существующая система санитарной очистки российских городов плохо решает проблему минимизации количества отходов, направляемых на объекты их обработки и захоронения, в частности, из схемы управления выпала операция масштабной сортировки ТБО и выделения ресурсов, пригодных для дальнейшего использования, что не удовлетворяет требованиям ресурсосбережения и санитарной очистки городов с наименьшими затратами.

Ежегодно в России на свалках безвозвратно теряется 1,5 млн. т стали, более 200 тыс. т алюминия, около 2 тыс. т дефицитного олова, около 10 млн. т макулатуры, более 2,5 млн. т пластмассы и других ценных компонентов [3]. 

Минимизация количества отходов, направляемых на объекты их захоронения и обезвреживания, решается в мировой практике на основе включения в схему управления операций сортировки отходов и выделения ресурсов, пригодных для дальнейшего использования [4]. Поэтому программа развития должна базироваться на комплексном управлении потоками отходов по критерию ресурсосбережения. Согласно этому критерию требуется получить такое содержание ценных компонентов в исходном сырье на стадии сбора отходов, чтобы обеспечить максимальный выход готовой продукции на стадии сортировки. Организация масштабной сортировки отходов с выделением вторсырья позволит сделать качественный скачок в поэтапном решении проблемы муниципальных отходов. 

На первом этапе (самоокупаемом) должна быть реализована масштабная программа ресурсосбережения путем вовлечения в сортировку отходов нежилого сектора городов и сбора вторсырья у населения (по оптимальному варианту). Это позволит предотвратить от захоронения не менее 30% отходов, получить прибыль от реализации вторсырья и использовать ее для развития системы санитарной очистки городов. 

Селективный сбор вторсырья и его вовлечение в переработку рассматриваются как технологический процесс, включающий следующие технологические операции, системно связанные между собой: 

• операция селективного пофракционного сбора вторсырья от населения (все ценные компоненты собираются в один контейнер - «для вторичного сырья»; остаточные отходы собираются в другой контейнер, т.е. на кухне нужно иметь, всего две емкости); 
• операция управления потоками отходов и вторсырья по критерию ресурсосбережения (централизованная система: раздельный сбор ТБО жилого и нежилого сектора - обслуживание разными мусоровозами); 
• операция масштабной сортировки вторсырья по видам и его подготовки к дальнейшей переработке (пакетирование, брикетирование, складирование, централизованный сбыт потребителям и переработчикам ценных компонентов вторсырья) на базе создания современных Комплексов по сортировке и компактированию ТБО, которые должны стать центрами, объединяющими всю систему управления потоками отходов и вторсырья. 

В городе, таким образом, образуются три потока ТБО: отходы нежилого сектора, вторсырье контейнерного сбора от населения, остаточные отходы жилого сектора. При этом население оплачивает только вывоз неутилизируемой фракции ТБО (реформа ЖКХ в действии). Отходы нежилого сектора и вторсырье контейнерного сбора у населения сортируется по видам на сортировочном Комплексе. Как видно из разработанной схемы (рис. 1.), европейский опыт селективного сбора ценных компонентов ТБО адаптирован к российским условиям. 

После выделения из ТБО ресурсов, пригодных для вторичного материального использования, необходимо использовать энергетический потенциал остаточных отходов — на базе применения термических технологий (сжигание, газификация). Это второй этап решения проблемы ТБО. 

Наиболее пригодны для термической переработки (по прогрессивной технологии) хвосты сортировки собранного у населения вторсырья и хвосты сортировки отходов нежилого сектора города на сортировочном Комплексе Они практически не содержат опасных отходов и по своему составу и калорийному потенциалу отвечают требованиям термического процесса. 

Для вовлечения в термическую переработку ТБО из жилого сектора, остающихся после выделения из них вторсырья (выход остаточных отходов 60-70%), необходимо выделить из них горючую фракцию, свободную от металлов и опасных отходов, с помощью методов механизированной сортировки. 

Из одной тонны сжигаемых отходов можно получить в среднем 1500 кВт/ч тепловой энергии и 400 кВт/ч электроэнергии. 

Реализация третьего этапа (в принципе этот этап можно реализовать параллельно с первыми двумя) связана с утилизацией биоразлагаемых отходов пищевых и растительных остатков. Они вовлекаются в переработку, например, с получением весьма ценного органического удобрения - биогумуса (российская технология) [5]. 

Комплексная переработка ТБО с утилизацией ВМР и ВЭР позволяет цивилизованно решать проблему отходов с наименьшими затратами и снизить количество захораниваемых отходов на 70-80%, т.е. приблизиться к уровню ведущих европейских стран и Японии. Очевиден также социальный и экологический аспект решения проблемы (улучшение качества среды обитания, новые рабочие места) [6]. 

Литература 
1. Петруков О.П., Шубов Л.Я., Гаев Ф.Ф. Концепция оптимизации комплексного управления ТБО в Московской области // ТБО (твердые бытовые отходы). Научнопрактический журнал. 2007. № 9. С. 14-27. 
2. Шубов Л.Я. Концепция оптимизации комплексного управления ТБО в Московской области // ТБО (твердые бытовые отходы). Научно-практический журнал. 2007. № 9 (15). С.14—27. 
3. Петруков О.П., Шубов Л.Я., Гаев Ф.Ф. Стратегия и тактика решения проблемы твердых бытовых отходов в Московской области // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. ВИНИТИ. 2008. № 1. 123 с. 
4. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. О профессиональной подготовке специалистов в системе сервиса при решении в российских городах проблемы коммунальных отходов // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. 2009. № 2 (9). С. 43-46. 
5. Шубов Л.Я., Борисова О.Н. «Повышение комплексного использования твердых коммунальных отходов (утилизация биоразлагаемой фракции)». В сб.: Современные проблемы туризма и сервиса (частьП), М:2009. С.6-11. 
6. Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Ситуация с отходами в Московском регионе: планы и реалии // ТБО (твердые бытовые отходы). Научно-практический журнал. 2010. № 1, 2.