Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов как комплексная эколого-экономическая проблема

РАЗДЕЛ II. РАЗВИТИЕ НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Н.А. Атаманова Э.Ф. Исмаилов

САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА ГОРОДОВ ОТ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ КАК КОМПЛЕКСНАЯ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ПРОБЛЕМА

Ключевые слова: твердые бытовые отходы, комплексная переработка, санитарная очистка городов, оценка методов переработки.

В Москве большое внимание уделяется содержанию города на высоком санитарно-гигиеническом уровне: переработке, обезвреживанию и повторному использованию бытовых отходов. Однако до сих пор решение этих вопросов остается важной научно-технической, экономической и экологической проблемой.

В 2011 году из домовладений Москвы вывезено 25 млн м3 бытовых отходов. Основными крупнотоннажными потоками являются:

1) около 1,8 млн тонн производственных отходов;

2) около 1 млн тонн осадков сточных вод;

3) до 2-3 млн тонн отходов строительства и сноса;

4) до 10-15 млн тонн грунтов (в том числе до 4 тыс. тонн загрязненных грунтов, требующих полигонного захоронения). Объем образования грунтов (4) и отходов строительства и сноса (3) напрямую зависит от ежегодной строительной (инвестиционной) программы правительства Москвы;

5) около 6 млн тонн коммунальных отходов, в том числе:

твердых бытовых отходов (ТБО) жилищного сектора - более 3,1 млн тонн; крупногабаритного мусора (КГМ) жилищного сектора - более 1,1 млн

тонн;

- ТБО и КГМ нежилого сектора - около 1,5 млн тонн;

отходов лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) - около 0,27 млн

тонн [5].

В Москве применяют разные системы и способы сборов и удаления ТБО. По характеру сбора бытовых отходов все системы и способы разделяются на унитарные (сбор всех видов отходов в одну общую тару и совместное удаление на места обезвреживания) и раздельные (сбор отходов по компонентам в отдельную тару для пищевых отходов или

© Атаманова Н.А., Исмаилов Э.Ф., 2013

вторичного сырья и вывоз раздельно специализированными видами транспорта на места переработки).

Эксперименты показали, что раздельный сбор и сортировка отходов на месте их образования малоперспективны и нерентабельны (слабая активность населения, большие трудозатраты, практическая невозможность повсеместного внедрения). Поэтому основной тенденцией решения проблемы сбора и переработки ТБО является создание специальных механизированных и автоматизированных систем

При удалении отходов из районов сбора на места обезвреживания в Москве применяют две системы: вывозную и бестранспортную. Для более распространенной вывозной системы характерно применение специального оборудования и мусоровозного транспорта для сбора и удаления ТБО. Сбор и удаление отходов при вывозной системе выполняют подворным способом. При этом способе отходы из квартирных сборников через мусоропровод или непосредственно жильцами выгружаются в контейнеры для временного хранения до удаления их на места обезвреживания. Подворный способ обеспечивает большие удобства для обслуживаемого населения и высокую производительность мусоровозных машин при механизации погрузочно-разгрузочных работ.

При вывозной системе удаления отходов непрерывное увеличение объемов ТБО, накапливающихся в больших городах, и возрастающие санитарные требования обуславливают необходимость развития специального мусоровозного автотранспорта. Применяют два основных вида мусоровозов: кузовные и контейнерные. Стоимость удаления отходов в значительной степени зависит от дальности перевозок и емкости транспортных средств. Средний радиус обслуживания территорий мусоровозами обычно не превышает 10-15 км, так как их емкость невелика. В то же время места обезвреживания ТБО по санитарным соображениям размещают на значительном расстоянии от города. Расчеты показывают, что вывоз бытовых отходов большегрузными кузовными мусоровозами становится эффективнее прямой транспортировки собирающими мусоровозами на расстояние более 15-30 км. В Москве проблема решается созданием мусороперегрузочных станций (МПС), где осуществляется перегрузка ТБО из малых транспортных средств в большегрузные.

При организации МПС удаление ТБО производят в три этапа:

1) сбор бытовых отходов в районах обслуживания малыми маневренными собирающими мусоровозами и доставка их на мусороперегрузочные станции;

2) перегрузка бытовых отходов на МПС в специальный транспорт большой вместимости;

3) транспортировка отходов большегрузным специальным транспортом на места обезвреживания.

МПС целесообразны в крупных и крупнейших городах с удаленностью мест обезвреживания не менее 11-15 км от районов обслуживания с количеством жителей более 80-90 тыс. чел., где применение мусоровозов малой грузоподъемности снижает их производительность.

Снижение средней плотности ТБО и постоянное увеличение расстояния до места обслуживания сделали малые собирающие мусоровозы нерентабельными. Для дальней транспортировки ТБО выпускают целый ряд большегрузных мусоровозов, которые оборудованы уплотняющими устройствами разных типов, загружаются с помощью стационарных прессов или представляют простые закрытые фургоны на шасси грузовых автомобилей большой грузоподъемности. Благодаря высокой степени уплотнения отходов каждый из них может перегрузить и вывезти 30-40 контейнеров или 20-30 м3 отходов.

Бестранспортные системы сбора и удаления отходов по сравнению с вывозной системой позволяют удалять ТБО сразу же после их образования без накопления, хранения и вывоза. В силу этого они обладают санитарно-гигиеническими и эстетическими преимуществами, обеспечивают охрану окружающей среды, освобождают обслуживающий персонал от трудоемкого и непривлекательного труда, характеризуются механизацией и автоматизацией процессов, удобствами для населения.

Пневматический способ основан на использовании транспортирующей способности потока воздуха в специальной замкнутой системе трубопроводов, в которой создается разрежение. Первая и самая крупная в стране вакуумная система эксплуатируется в жилом районе Москвы Северное Чертаново. Длина транспортного трубопровода составляет 1350 м. Удаление отходов на центральный сборный пункт производится три четыре раза в день. Основное преимущество пневмотранспортной системы удаления бытовых отходов выражается в повышении санитарно-гигиенических показателей. Поэтому подобные вакуумные системы сооружены для крупнейших в Москве медицинских учреждений онкологического и кардиологического центров. Недостатком вакуумного удаления отходов является ограниченный радиус действия (2-3 км) из-за значительных потерь вакуума при большей длине труб. В связи с этим появляется необходимость дальнейшей транспортировки отходов мусоровозным транспортом из центральных сборных пунктов на места обезвреживания и переработки. Задача обезвреживания и утилизации бытовых отходов в Москве осуществляется путем организации складирования ТБО на грунт на полигонах, сжигания отходов с использованием тепла и переработки отходов на мусороперерабаты-вающем заводе. Основным способом обезвреживания ТБО в настоящее время является захоронение их на полигонах, расположенных на территории Московской области. Общая площадь полигонов достигла 116 га. Однако существующие полигоны в ближайшее время будут заполнены, а организация новых связана с большими трудностями. Предстоящий вывоз ТБО в другие области на расстояние 100-120 км потребует многократного увеличения мусоровозного парка и расходов на транспортировку, которые уже сейчас, при среднем плече вывоза 60 км.

На сегодняшний день основными объектами обезвреживания коммунальных отходов города Москвы являются:

1) Станции перегрузки мусора:

мусороперерабатывающий комплекс «Котляково» (2004 г.) мощностью 375 тыс. тонн в год (ЮАО, Тарный пр., 2);

мусороперегрузочная станция № 2 (1995 г.) мощностью 230 тыс. тонн в год (ЮАО, Дорожная ул., вл. 1, корп. 3);

мусороперегрузочная станция № 3 (1997 г.) мощностью 300 тыс. тонн в год (СВАО, Сигнальный пр., вл. 37б);

перегрузочная станция № 4 (1999 г.) мощностью 130 тыс. тонн в год (ВАО, Бирюсинка ул., вл. 5);

мусороперегрузочная станция № 6 (2003г.) мощностью 125 тыс. тонн в год (ЮВАО, Остаповский пр., вл. 6а).

С суммарной мощностью — 1 160 тыс. тонн в год.

2) Мусоросжигательные заводы:

мусоросжигательный завод № 2 (2000 г.) мощностью 160 тыс. тонн в год (СВАО, Алтуфьевское шоссе, 33 а);

мусоросжигательный завод № 3 (2007 г.) мощностью 360 тыс. тонн в год (ЮАО, Подольских курсантов ул., 22а);

Мусоросжигательный завод № 4 (2004г.) мощностью 250 тыс. тонн в год (ВАО, Пехорская ул., 1а).

С суммарной мощностью — 770 тыс. тонн в год [5].

Опыт работы существующих заводов показывает, что мусоропереработка и сжигание ТБО оправдали себя как эффективные способы механизированной переработки [2]. При этом утилизация ТБО производится не в ущерб окружающей среде. Анализы проб воздуха в районе нахождения мусоросжигательного завода, проведенные органами санэпиднадзора, свидетельствуют о том, что уровень загрязнения воздушного бассейна во много раз ниже допустимого. На территориях заводов и за их пределами неприятных запахов нет. Шлак - стерильный продукт. Он может транспортироваться в отвал или использоваться при строительстве дорог и производстве строительных материалов.

Обезвреживание бытовых отходов представляет конечный и наиболее важный процесс санитарной очистки городских территорий и должен осуществляться эффективными в санитарном и технико-экономическом отношениях способами. При этом во многих случаях целесообразно использовать полезные свойства отходов.

По степени переработки отходов выделяют следующие основные способы обезвреживания:

ликвидационные, применяемые для изолирования и уничтожения растущей массы отходов без использования их полезных свойств: захоронение отходов на открытых и усовершенствованных мусоросборочных полигонах методом засыпания их землей, сброс в выработанные карьеры, шахты, а также сжигание отходов без использования тепла;

утилизационные, позволяющие максимально использовать все полезные свойства отходов путем переработки основной части в органическое удобрение и биотопливо, а также получения вторичного сырья и использования его для нужд промышленности или использования горючих неутилизируемых частей в качестве топлива.

По технологии способы обезвреживания делятся на следующие виды:

биотермические, включающие как ликвидационные методы (свалки, сброс в карьеры), так и утилизационные (компостирование), в которых основную роль в переработке органического вещества отходов выполняют микроорганизмы;

термические, к которым относятся как ликвидационные методы (сжигание без использования тепла), так и с утилизацией полезных свойств отходов (сжигание с использованием тепла, пиролиз с получением горючего газа и нефтеподобных масел);

- химические (гидролиз);

физико-механические, заключающиеся в выделении из общей массы отходов отдельных компонентов (бумага, текстиль, стекло и т. п.) для вторичного их использования в народном хозяйстве, а также прессования отходов с изготовлением различных блоков при использовании связующих материалов.

По характеру обезвреживания и использования отходов все способы обезвреживания подразделяются на две группы: непромышленные и промышленные. К первым относится складирование отходов на свалках и полигонах, ко вторым - биотермическая переработка отходов в компост, термические, химические и физико-механические способы.

Наименее совершенным в технологическом и санитарном отношении является захоронение отходов на свалках [3]. Отходы на них складируются в виде насыпного холма или в карьерах и оврагах. Уплотнение и покрытие отходов изолирующим грунтом не практикуется. Неорганизованные свалки оказывают вредное воздействие на окружаю-

щую среду. Они загрязняют грунтовые воды, атмосферу, являются потенциальными источниками пожаров и инфекций.

Опасность загрязнения окружающей среды при обезвреживании отходов на свалках может быть частично уменьшена путем устройства контролируемых свалок (полигонов) [1]. При захоронении ТБО на полигонах требуются ежегодно новые земельные площади в размере 0,2 га на 100 тыс. обслуживаемых жителей. Земли, выделяемые под полигоны, размещают все дальше от городов, что увеличивает стоимость вывоза на них отходов. Например, существующие в Московской области полигоны в ближайшее время будут заполнены, а организация новых связана с большими трудностями. Не решают полигоны и проблемы охраны окружающей среды от загрязнения бытовыми отходами. До полного разложения продуктов обезвреживания на полигонах возможность загрязнения внешней среды сохраняется в течение 50-100 лет. Практикуемое в настоящее время во всех городах строительство полигонов (включая крупные города) является вынужденной мерой до ввода в действие заводов по обезвреживанию отходов.

Таким образом, обостряющийся дефицит земельных угодий вблизи урбанизированных зон, повышение затрат на транспортировку, практически полная неутильность отходов позволяют рассматривать полигоны в качестве нерационального метода обезвреживания. В больших городах повышается значение усовершенствованных способов переработки отходов, особенно ускоренной биотермической переработки в компост на мусороперерабатывающих заводах и мусоросжигания с использованием тепла. Промышленная переработка отходов применяется в крупных городах на специальных заводах. Прибывающие на мусороперерабатывающий завод отходы ссыпаются в бункеры-накопители, откуда грейферными кранами и ленточными транспортерами подаются в биобарабаны, где происходит обезвреживание и переработка отходов в компост (органическое удобрение) и биотопливо. В ходе этого процесса ТБО разогреваются до 60 °С, что губительно действует на болезнетворные микроорганизмы.

Через 2-3 суток получаемая компостная масса выгружается на цилиндрический грохот. Здесь выделяются некомпостируемые фракции, которые после отбора металла отвозятся в отвал. Подрешетный продукт грохота - компост поступает после отбора из него металла в молотковую мельницу, где измельчается в порошок оставшееся в компосте стекло. Затем компост складируется в штабеля и отпускается потребителю. Компост из ТБО является полным всесторонне действующим удобрением, так как в его состав входят все необходимые элементы. В этом его основное преимущество как органического удобрения перед минеральными.

Специфической особенностью функционирования заводов по переработке отходов в компост является необходимость складирования готовой продукции в те месяцы (июнь-октябрь), когда сельское хозяйство не заинтересовано в ее получении. Под такой склад требуется участок площадью 2-4 га. Размещать склады для хранения компоста в городе нецелесообразно, поэтому участки под мусороперерабатывающие заводы отводят за пределами города вблизи основных потребителей продукции - предприятий раннего овощеводства. Недостатками мусороперерабатывающих заводов являются необходимость удаления некомпостируемых отходов на полигоны (до 40% от общей массы) для дальнейшего обезвреживания, иногда низкое качество вырабатываемого компоста из-за содержания в нем балластных частей и высокая его себестоимость. Поэтому механизированная переработка ТБО в компост целесообразна лишь при наличии постоянного спроса на него со стороны сельских хозяйств.

Другим широко распространенным промышленным способом переработки отходов является мусоросжигание. Оно относится к термическим методам, в основе которых лежит полная переработка отходов путем сжигания, сушки или пиролиза в специальных инженерных сооружениях для получения дополнительной энергии и пара.

С санитарно-гигиенической точки зрения мусоросжигание является наиболее эффективным способом обезвреживания ТБО. Конструкция современных мусоросжигательных печей обеспечивает полное сгорание мусора и высокую степень очистки отходящих газов. В виду этого мусоросжигательные установки (МСУ) располагают вблизи жилой застройки, что значительно сокращает расходы на вывоз отходов из домовладений.

В общих чертах работа современной МСУ может быть представлена следующим образом. Отходы ковшом мостового крана загружаются в бункер печи, который обслуживает механические сжигательные решетки. Эти колосниковые решетки являются важной составной частью мусоросжигательной печи. Основным требованием, предъявляемым к решеткам различного типа, является обеспечение расшлаковки спекшихся частей горящего мусора с целью его аэрации. Образовавшиеся в результате сгорания отходов шлак и зола проваливаются сквозь решетку и подаются для погрузки на транспортные средства.

Сжигание мусора в зависимости от местных условий может происходить с использованием и без использования образовавшегося тепла, что сказывается на технико-экономических показателях МСУ. Утилизация тепла в небольших установках (до 12 т отходов в сутки) экономически нецелесообразна.

Из промышленных способов обезвреживания ТБО в странах Западной Европы и США мусоросжигание получило наибольшее распространение. Более 40% городов мира с населением свыше 1 млн человек и большинство европейских городов имеют специальные заводы по сжиганию бытовых отходов. К преимуществам мусоросжигания относится уменьшение первоначального объема ТБО почти на 90%, обеспечение минимального содержания в шлаке и золе разлагаемых веществ, экономия земли в 2,5 раза по сравнению с заводами по биологической переработке. Мусоросжигательные заводы обладают высокой производственной мощностью, почти полностью механизированы и отвечают требованиям защиты окружающей среды от вредных накоплений. Для очистки выбросов в атмосферу заводы оборудованы электростатическими фильтрами с коэффициентом полезного действия 0,96-0,98. Основной экономический эффект от мусоросжигательных заводов состоит в снижении затрат на транспортировке ТБО, так как эти заводы могут размещаться ближе к центру сбора отходов по сравнению с полигонами и компостными заводами.

Однако высокие удельные капитальные и эксплуатационные затраты мусоросжигательных заводов, сложность очистки выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания, нерациональное использование вторичных ресурсов приводят к поиску новых способов обезвреживания и переработки отходов. В последние годы ведутся работы в направлении переработки бытовых отходов способом термического, разложения органической части без доступа воздуха (пиролиз). Полученные при этом газообразные и жидкие продукты могут быть использованы в качестве топлива или химического сырья.

Достоинством способа пиролиза является безотходная технология, не дающая вредных выбросов и отходов, загрязняющих окружающую среду. Твердые остатки после процесса пиролиза в санитарном отношении полностью стерильны и по объему в 3-4 раза меньше, чем при сжигании и в 10-12 раз меньше, чем при компостировании. Способ пиролиза позволяет накапливать получаемые газы или масла в газгольдерах и по мере необходимости передавать потребителям. Однако до тех пор, пока не будет разработана

более совершенная технология пиролиза отходов, и газ и нефть, добытые из отходов, можно использовать лишь в виде добавок к топливу на мусоросжигательных заводах.

Ряд стран, пытаясь максимально утилизировать ТБО, рассматривает в качестве перспективного метод комплексной их переработки с извлечением ряда компонентов, представляющих ценное вторичное сырье. Технология подобной переработки отходов опирается на создание высокомеханизированных мусоросортировочных заводов.

На этих заводах утилизация отходов достигается в результате сложного законченного цикла производственных процессов - сортировки с применением магнитной сепарации и дробления, биологической переработки, пиролиза или газификации органических веществ, сжигания неутилизируемых частей для получения пара или энергии, использования вторичного сырья.

Все рассмотренные основные способы обезвреживания и переработки отходов имеют разные технико-экономические показатели, оказывают различное воздействие на окружающую среду. При решении вопроса о целесообразности применения в конкретных условиях крупного города различных способов обезвреживания и переработки ТБО следует руководствоваться методами оценки их эффективности.

Библиографический список

1. Анисимов А.В. Совершенствование механизма природопользования в современных условиях (на примере твердых бытовых отходов) / Анисимов А.В. - Ростов-н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2002. - 96 с.

2. Багаутдинов О.Д. Переработка твердых бытовых и промышленных отходов в альтернативное твердое топливо // Рециклинг отходов. - 2010. - № 1(25). - С. 2-6.

3. Волынкина Е.П. Утилизация, переработка и захоронение бытовых отходов [Принципы и методы комплексного управления твердыми бытовыми отходами]: учеб. пособие / Е.П. Волынкина; под ред. В.В. Сенкуса. - Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2003. - 117 с.

4. Горбачева Л.А. Зарубежный опыт мусоросжигания // Энергия: экономика, техника, экология. - 2009. - № 7.

5. Официальный сайт сайт ГУП «Экотехпром» [Электронный ресурс]. - URL: http:// www. eco-pro.ru

А.А. Володин Д.Н. Яушкин

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ВЕНЧУРНОГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА В РОССИИ, США И ЕВРОПЕ

Ключевые слова: венчурный фонд, бизнес-«ангелы», первичное публичное предложение акций (IPO), ассоциации бизнес-«ангелов», выкуп контрольного пакета акций компании её управляющими и служащими (MBO), выкуп контрольного пакета акций с помощью кредитов (LBO).

Термин «венчурный» в РФ впервые вошел в практику в 1995 г., когда при участии Европейского банка реконструкции и развития (ЕБРР) были созданы 14 фондов, названных венчурными. Управление фондами было возложено на зарубежные финансовые институ-

© Володин А.А., Яушкин Д.Н., 2013