Управление отходами. Сбор транспортирование прессование сортировка

При сравнении вариантов выбора решений по проектированию МПС кроме экономических должны обязательно учитываться и экологические требования. МПС могут оказывать неблагоприятное влияние на объекты окружающей среды и население в виде: эмиссии загрязняющих веществ в атмосферный воздух от используемых транспортных средств (выбросы от двигателей внутреннего сгорания собирающих и транспортных мусоровозов), перегрузочной и погрузочной техники; шумового воздействия, образующегося при работе технологического оборудования, перегрузочной и погрузочной техники; сброса неочищенных сточных и отжимных вод, образующихся при прессовании отходов. Это определяет необходимость учета и соблюдения экологических требований к МПС с целью исключения сверхнормативного экологического неблагоприятного воздействия на окружающую среду и население.

МПС следует размещать на выделенных площадках в специально сооружаемых зданиях (сооружениях, укрытиях) таким образом, чтобы все потенциальные источники выбросов и сбросов загрязняющих веществ, а также шумообразования были оснащены необходимым санитарно-техническим оборудованием (улавливание и очистка выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух путем устройства систем вентиляции и очистки удаляемого воздуха, сбор, очистка и удаление загрязненных сточных и отжимных вод, шумозащита и т.п.).

Загрязнение атмосферного воздуха на МПС происходит в основном за счет: выбросов от двигателей автотранспорта, доставляющего и отвозящего ТБО после МПС; выбросов от двигателей погрузочной и перегрузочной техники (использующих бензин или дизельное топливо); выбросов (пыль, газовые выделения из ТБО) при разгрузке, транспортировке ТБО внутри МПС, уплотнении ТБО и перегрузке в транспортную технику по вывозу ТБО за пределы МПС.

Среди загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, приоритетными являются пыль (взвешенные вещества), оксид углерода, сернистый ангидрид, двуокись азота, углеводороды (в том числе бензпирен), аммиак, сажа. Как показали исследования, проведенные Л.Г. Федоровым, на крупных МПС валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляет по году порядка 50 т, из них долевой вклад автотранспорта составляет порядка 5,5 т (около 10 % от общего объема выбросов [39]).

Снижение выбросов в атмосферный воздух можно существенно уменьшить за счет максимального перевода используемого на МПС технологического оборудования, транспортной и погрузочно-перегрузочной техники на электропитание. Перспективным является использование безмашинных средств для проведения перегрузочных и погрузочных работ, а также оптимизация работы

101

транспортных средств (использование линейки мусоровозов с различной грузоподъемностью, адекватной для конкретных потоков ТБО – смешанных, раздельно собираемых фракций), что позволяет уменьшить количество единиц этой техники.

Установка на МПС приемных бункеров с питателями вместо разгрузочных площадок и прямой выгрузкой ТБО на приемный участок транспортеров позволяет отказаться от использования автопогрузчиков, а также техники для подгребания отходов на транспортер, исключает просыпи отходов, что снижает их пыление. Отказ от использования при этих операциях автопогрузчиков снижает суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Увлажнение отходов в верхней зоне приемного бункера в виде орошения также существенно уменьшает внешнее пыление отходов.

На МПС образуются загрязненные сточные воды (ливневые с площадки МПС, при влажных уборках и очистке технологического оборудования, отжимные воды отделений прессования). Ливневые воды относятся к категории среднезагрязненных сточных вод и могут направляться в системы ливневой канализации или при ее отсутствии в общесплавные системы канализации. Отжимные воды отделений прессования ТБО относятся к категории загрязненных сточных вод и должны подвергаться процедурам сбора, очистки и последующего отведения в системы канализации населенных мест или на собственные очистные сооружения.

Количество и качество отжимных вод зависит от исходной влажности отходов и их вещественного состава. В основном влажность ТБО зависит от количества органических веществ (преимущественно пищевых отходов, увлажненной бумаги). Обычно исходная влажность ТБО составляет для населенных пунктов средней полосы России (осредненная по году) порядка 39 %, и ее значения колеблются в широком диапазоне в зависимости от сезона года (летом – 30 %, в осенне-зимний период – до 48 %), морфологии отходов, степени укрытия контейнеров для сбора отходов от атмосферных осадков и т.п.

При прессовании отжимные воды образуются при исходной влажности ТБО свыше 35 %.

При давлении 0,5–1,0 МПа обычно отжимная вода практически не выделяется, так как при этом происходит только увеличение объемного веса отходов за счет снижения объемных размеров пустотелых крупногабаритных фракций ТБО (сминание и поломка коробок, емкостей). При увеличении давления до 10–20 МПа происходит снижение пористости ТБО и интенсивное выделение влаги. Объем отходов при этом снижается в 2–2,5 раза. Дальнейшее увеличение давления до 20–60 МПа не приводит к увеличению плотности отходов, но сопровождается выделением влаги. После завершения прессования отходов их остаточная влажность составляет порядка 30–35 % (в среднем –

102

около 32,5 %). При прессовании ТБО с исходной влажностью 39 % выделяется порядка 65 кг избыточной влаги при остаточной влажности 32,5 %. Отжимная вода (фильтрат) содержит до 35 % твердых влажных веществ и 65 % жидкости со взвешенными частицами. Фильтрат характеризуется высоким содержанием органических веществ.

Перед сбросом фильтрата на биологические сооружения необходимо его разбавление, что обеспечивается при сбросе в коллекторы хозяйственнобытовой канализации населенных мест с большим расходом сточных вод. По данным [39] расход сточных вод, сбрасываемых в коллекторы хозяйственнобытовой канализации от МПС средней мощности, составляет порядка 0,2 л/с.

На крупных МПС становятся технически возможными и экономически доступными сбор и очистка выделяющихся в процессах прессования ТБО газов, а также сбор и очистка образующихся в технологических процессах загрязненной сточной и отжимной воды при прессовании с последующим сбросом в систему хозяйственно-бытовой канализации населенного пункта или после необходимой очистки в водные объекты.

Необходимо соблюдать требования по предотвращению пылеобразования при перевозке ТБО (в том числе и запрессованных в тюки) после МПС. Выполнение этого требования обеспечивается перевозкой отходов после МПС в закрытых, специально оборудованных транспортных средствах.

Принятие решений по выбору типа, производительности и варианта исполнения МПС и места ее расположения проводится с учетом экономически целесообразного района обслуживания, объема образования и характеристики потоков отходов, условий их сбора и оптимального решения транспортной задачи по доставке отходов на МПС и после нее на объекты по дальнейшему обращению с ними, а также экономических показателей работы всей системы обращения с отходами с учетом долевого вклада МПС. Исходная информация для принятия решений включает:

–характеристику потоков образования ТБО (места расположения источ-

ников их образования, численность населения и норма накопления отходов

взоне обслуживания МПС, характер системы сбора отходов – смешанный, неполный раздельный, раздельный с числом раздельно собираемых фракций);

–расстояния от мест образования отходов до МПС и характеристики состояния улично-дорожной сети, наличие ограничений (по нагрузке на ось транспортного средства, условий маневрирования мусоровозов, маршрутов доставки ТБО на МПС);

–расстояния от МПС до объектов инфраструктуры по дальнейшему обращению с отходами (МСС, МПП, полигоны захоронения ТБО и др.) и наличие ограничений по состоянию улично-дорожной сети и маршрутам транспортировки отходов;

103

–время транспортировки отходов до МПС и от нее к местам дальней-

шего обращения с ними;

–затраты на транспортировку ТБО собирающими и транспортными мусоровозами;

–капитальные и эксплуатационные затраты на МПС, логистическую систему, изменения в структуре затрат на объектах инфраструктуры по дальнейшему обращению с ТБО, принимающих отходы после МПС.

Размещение МПС, принимаемая на них технология и производительность просчитываются не только с учетом минимизации затрат на транспортировку отходов, но и оптимизации всей системы обращения с отходами при использовании отдельных МПС или их сети.

Учитывая разнообразие МПС, можно привести примеры нескольких вариантов организации перегрузки ТБО. По производительности МПС делят на три категории – малые, средние и крупные.

К малым принято относить МПС производительностью менее 50 т/сут.

Ксредней мощности относят МПС с производительностью от 50 до 100 т/сут, к крупным – производительностью свыше 100 т/сут.

МПС могут быть как мобильными, так и стационарными. В мировой и отечественной практике используются оба варианта.

3.4.1.Одноуровневые мобильные МПС

Впоследнее десятилетие значительные достижения в области логистики

иналичие развитой линейки мусоровозной техники позволили достаточно широко использовать мобильные комплексы для перегрузки отходов из собирающих мусоровозов в транспортные без сооружения стационарных МПС. Такие логистические комплексы, состоящие из группы собирающих мусоровозов малой и средней тоннажности и транспортных мусоровозов большой тоннажности при совместной работе, обеспечивают сбор и погрузку ТБО без использования стационарных МПС, сокращая при этом порожний пробег собирающих мусоровозов и обеспечивая более эффективное использование транспортных мусоровозов за счет сокращения внутрисменных простоев.

Вкачестве примера можно привести логистический комплекс фирмы Farid (Италия) Supermatic в виде совместной работы малотоннажных мусоровозов типа Micro и Minimatic с транспортными мусоровозами серии Super. В стесненных условиях поселения городского типа сбор и уплотнение отходов (3:1) производят компактные малотоннажные мусоровозы Micro и Mini-

matic, которые, собрав и частично уплотнив отходы, транспортируют их и перегружают в транспортный мусоровоз типа Super для дальнейшего уплотнения (6:1) и транспортирования в места дальнейшего обращения с отходами. (Характеристики мусоровозов Micro, Minimatic и Super приведены в под-

104

разд. 2.2.8). Этот логистический комплекс обеспечивает возможность реализации нескольких вариантов совместной работы собирающих и транспортных мусоровозов при постоянной или переменной дислокации транспортных мусоровозов в зависимости от графика и места работы собирающих мусоровозов, места и времени сбора отходов и т.п.

Имеется и отечественный опыт применения таких мобильных перегрузочных комплексов на базе малотоннажных собирающих мусоровозов КМ10001 на шасси ЗИЛ-5301БО и большегрузных мусоровозов типа БМ-53229, а также собирающих мусоровозов типа КО-442 и КО-442-1 и транспортных мусоровозов типа КО-427. Эти мобильные перегрузочные комплексы, состоящие из нескольких собирающих и транспортных мусоровозов, позволяют сократить нерациональные пробеги малотоннажных собирающих мусоровозов [2]. Операции перезагрузки ТБО из собирающих мусоровозов в транспортные представлены на рис. 50 и 51.

Рис. 50. Схема перегрузки ТБО из малотоннажного собирающего мусоровоза типа Micro в транспортный мусоровоз (фирма Farid, Италия) [36]

Рис. 51. Схема перегрузки ТБО из собирающего мусоровоза КО-442

втранспортный мусоровоз КО-427 [2]

Вряде зарубежных стран относительно давно, а в нашей стране в последние годы применяется мобильный перегрузочный комплекс, состоящий из транспортного мусоровоза с несколькими съемными сменными кузовами

исобирающими мусоровозами. Как транспортный, так и собирающие мусо-

105

ровозы оборудованы системой «Мультилифт», позволяющей осуществлять сбрасывание и затаскивание на себя кузова. В качестве примера можно привести работу такого мобильного перегрузочного комплекса в г. Санкт-Петер- бурге [2]. В комплексе используется мусоровоз КамАЗ МСК-Т со съемным сменным кузовом объемом 30,8 м3 и собирающие мусоровозы ЗИЛ МСК-ТП с объемом кузова 6 м3. Транспортный мусоровоз сбрасывает на заданные площадки пустой кузов и забирает заполненный для транспортировки в места дальнейшего обращения с отходами. Площадки для размещения пустого кузова и забора заполненного могут меняться по заданной программе. Собирающие мусоровозы доставляют отходы к установленному пустому кузову и разгружаются в него. Разгрузка осуществляется путем подъема кузова вместе с рамой на высоту до 2,5 м с последующим опрокидыванием

По данным [2], такой мобильный перегрузочный комплекс позволяет снизить себестоимость вывоза ТБО до 25 %, уменьшить капиталовложения за счет сокращения потребного числа собирающих мусоровозов до 30 %, сократить численность обслуживающего персонала и получить экономию горючесмазочных материалов до 35 %.

Эффективность такого комплекса можно повысить путем использования вместо обычного сменного контейнера транспортного мусоровоза большегрузного пресс-контейнера [2].

Использование мобильных комплексов по перегрузке ТБО из собирающих мусоровозов в транспортные при всей кажущейся простоте и явных преимуществах требует высокой точности в согласованных действиях персонала собирающих и транспортных мусоровозов, выполнения установленных графиков работы, мест и времени дислокации транспортных мусоровозов. Сбои в такой слаженной работе приводят к значительным временным и материальным потерям.

Большим преимуществом мобильных мусороперегрузочных комплексов является отсутствие необходимости выделения земельного участка для строительства МПС.

Однако при известной привлекательности мобильных логистических перегрузочных комплексов (особенно в центральных частях городских поселений, где трудно найти свободные земельные участки для размещения стационарных МПС) в большинстве населенных мест нашей страны преимущественно используются стационарные МПС.

Стационарные МПС могут существенно отличаться по своим архитек- турно-планировочным решениям, набору и последовательности операций с ТБО, техническому оснащению, производительности.

Среди стационарных МПС можно выделить два типа:

– одноуровневые МПС;

106

– двухуровневые МПС.

Оба типа МПС характеризуются разнообразием используемого оборудования, в том числе наличием или отсутствием систем прессования отходов.

3.4.2.Одноуровневые стационарные МПС

Вкачестве примера организации работы одноуровневой МПС можно привести результаты рассмотрения предпроектных вариантов выбора МПС на территории одного из районов г. Екатеринбурга [68].

Для разработки предпроектных решений по перегрузочному комплексу ТБО использовались следующие исходные данные, которые ограничивали выбор используемого оборудования для перегрузки ТБО:

– объем поступающих на перегрузочный комплекс отходов в сутки –

1267 м3;

–объем отходов в час – 105,6 м3 (12-часовой рабочий день);

–перегрузочный комплекс располагается в ангаре арочного типа длиной 30 м, шириной 15,3 м, высотой 8,0 м;

–отходы завозятся в ангар мусоровозами на шасси ГАЗ и ЗИЛ с объемом кузова 8–10 м3 ТБО.

На этапе проработки рассматривались три варианта организации перегрузки ТБО, отличающиеся используемым оборудованием и системами прессования ТБО:

–вариант 1 – перегрузка ТБО из собирающих мусоровозов в транспортный контейнер объемом 27 м3;

–вариант 2 – перегрузка ТБО с использованием мусороперегрузочного пресса;

–вариант 3 – перегрузка ТБО с использованием стационарного автоматического пресса (с прессованием в тюки).

В первом варианте мусоровозы разгружаются на участке разгрузки. При необходимости из ТБО вручную отбираются КГО и собираются в установленные в ангаре контейнеры для КГО. Отходы ковшовым погрузчиком перегружаются в транспортный контейнер без дополнительного уплотнения (вариант 1.1) или дополнительно уплотняются валовым уплотнителем (вариант 1.2). Перегрузка отходов с использованием ковшового погрузчика или грейферного манипулятора без дополнительного уплотнения является самым простым вариантом с точки зрения организации технологической схемы перегрузки. Однако при этом возрастает стоимость затрат на вывоз перегруженных ТБО, так как не происходит полная (по грузоподъемности) загрузка кузова.

Схема организации мусороперегрузочной станции с использованием валкового уплотнителя представлена на рис. 52.

107

Рис. 52. Перегрузка отходов погрузчиком с дополнительным уплотнением валовым уплотнителем

Во втором варианте (рис. 53) мусоровозы также разгружаются на участок разгрузки, где из потока ТБО извлекаются крупногабаритные отходы. После этого отходы подаются в мусороперегрузочный пресс. При этом подача отходов в пресс может осуществляться по подающему конвейеру (вариант 2.1), стационарным грейферным манипуляторов или ковшовым погрузчиком (варианты 2.2 и 2.3 соответственно), или с помощью системы опрокидывания под разгрузку автомобиля (вариант 2.4).

Рис. 53. Схема мусороперегрузочной станции с использованием мусороперегрузочного пресса и сменных контейнеров

108

Основным элементом такой МПС является пресс-контейнер с приемной камерой. Пресс-контейнер может быть установлен на открытой площадке без навеса и других укрытий, так как не нуждается в специальной защите от атмосферных осадков и ветрового воздействия.

Преимуществом такой схемы МПС является существенное снижение затрат на транспортировку (плотность отходов при прессовании увеличивается в 3–4 раза). Использование мусороперегрузочного пресса с усилием прессования до 50 т (максимальное значение) позволяет перевозить до 10 раз больше отходов, снизить затраты на транспортировку и, как следствие, повысить тех- нико-экономические показатели технологии. При этом исключается развеивание ветром легких фракций ТБО, а закрытая система пресс-контейнера исключает распространение запахов, доступность насекомых к отходам, исключает увлажнение отходов атмосферными осадками.

Прессование отходов осуществляется в сменный контейнер, в котором ТБО транспортируются на полигон захоронения отходов.

Важным фактором при использовании схем прессования отходов с использованием мусороперегрузочного комплекса является величина капитальных затрат, которая зависит от мощности оборудования и фирмы-производи- теля оборудования.

Одним из самых дорогих вариантов по капитальным вложениям является использование системы опрокидывания под разгрузку автомобиля (рис. 54). В то же время данный вариант является одним из самых удобных в эксплуатации и требует минимальных эксплуатационных затрат.

Рис. 54. Пример мусороперегрузочной станции с использованием системы опрокидывания под разгрузку автомобиля

Третий вариант предполагает использование стационарного горизонтального пресса. Подача отходов в пресс осуществляется по системе подающих конвейеров. ТБО прессуются в тюки и обвязываются проволокой. Вывоз ТБО на полигон осуществляется в тюках.

109

На основе капитальных и эксплуатационных затрат, а также затрат на вывоз перегруженных ТБО до полигона захоронения отходов (среднее плечо вывоза – 15 км) было проведено сравнение вариантов организации схемы перегрузки ТБО. Сравнение вариантов (в ценах 2008 года) приведено в табл. 9 [44].

Таблица 9

Сравнение вариантов выбора предпроектных решений по проектированию МПС на территории ЕМУП «Спецавтобаза» г. Екатеринбурга [67]

Таким образом, по капитальным затратам самым приемлемым вариантом является организация перегрузочного комплекса без дополнительного прессования ТБО. Однако такая схема не позволяет значительно сократить затраты на последующий вывоз отходов на захоронение. В целом наиболее привлека-

110