Анализ морфологического состава отходов первый этап стратегического планирования комплексов по утилизации отходов производства и потребления

Ларионов А.И.,

аспирант,

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Государственный университет - Учебно-научнопроизводственный комплекс".

Larionov A.I.

АНАЛИЗ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ОТХОДОВ - ПЕРВЫЙ ЭТАП СТРАТЕГИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ПО УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ

Аннотация. Автор в своей статье рассматривает принципы комплексного управления отходами, использование промышленных и бытовых отходов на основе анализа их морфологического состава.

ANALYSIS OF MORPHOLOGICAL WASTE - THE FIRST STAGE OF STRATEGIC PLANNING FOR COMPLEX SCRAPS-ORGANIZATION OF WASTE PRODUCTION AND CONSUMPTION

SUMMARY. The author in his article considers the principes of integrated waste management, use of industrial and household waste on the basis of their morphological structure

Ключевые слова: отходы, переработка отходов, ТБО, управление отходами, утилизация, рециркуляция.

Keywords: waste, recycling, solid waste, waste management, disposal, recycling.

Принципы комплексного управления отходами (КУО). Комплексное управление отходами (Integrated Waste Management) начинается с изменения взгляда на то, чем являются бытовые отходы. Известному эксперту по проблеме отходов Полу Коннетту принадлежит краткая афористичная формулировка, выражающая этот новый взгляд: "Мусор - это не вещество, а искусство смешивать вместе разные полезные вещи и предметы, тем самым определяя им место на свалке" [1]. "Смешивая различные полезные предметы с бесполезными, - продолжает Коннетт, - токсичные с безопасными, горючие с несгораемыми, мы не должны удивляться, что полученная смесь бесполезна, токсична и плохо горит". Эта смесь, называемая бытовыми отходами, будет представлять опасность для людей и окружающей среды.

Традиционные подходы к проблеме ТБО ориентировались на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путем изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т.д. Нетрадиционный взгляд на проблему, коротко выражаясь, состоит в том, что гораздо проще контролировать, что попадает на свалку, чем то, что попадает со свалки в окружающую среду. Основа концепции КУО состоит в том, что бытовые отходы состоят из различных компонентов, которые не должны в идеале сме-

шиваться между собой, а должны утилизироваться отдельно друг от друга наиболее экономичными и экологически приемлемыми способами.

С другой стороны, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически полностью и достаточно успешно решают все эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Франции, прибалтийских стран. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий.

В России недопустимо низка активность внедрения технологий по вовлечению отходов в хозяйственный оборот, не используется международный опыт в области обращения с отходами, в условиях истощения природных ресурсов практически не учитывается промышленный потенциал накопленных и образующихся отходов, являющихся техногенным ресурсом.

До настоящего времени самым распространенным методом размещения отходов остается захоронение неотсортированных отходов на полигонах и свалках, что ведет к безвозвратной потере до 90% полезной продукции, имеющей реальный спрос на рынке вторичного сырья. При этом содержание ценных компонентов в отходах нередко близко к содержанию их в добываемом сырье [1]. При захоронении утильных фракций на полигонах ТБО ежегодно безвозвратно теряется 9 млн. тонн макулатуры, 1,5 млн. тонн черных и цветных металлов, 2 млн. тонн полимерных материалов, 20 млн. тонн пищевых отходов, 0,5 млн. тонн стекла. На практике захоронение отходов производства и потребления в большинстве случаев не соответствует требованиям санитарных норм и правил, предъявляемых к полигонам по размещению отходов. В итоге воздействие на окружающую среду мест накопления и захоронения отходов часто превышает установленные ПДК, нередко в десятки и сотни раз.

В промышленных городах центральной части России норма отходов на душу населения оценивается сейчас в 225-250 килограммов в год. Для сравнения: в развитых европейских странах, таких как Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Швеция, Швейцария, Япония, этот показатель уже в 1995-1996 годах достиг 340-440 килограммов, в Австрии и Финляндии -свыше 620, а в США превысил 720 килограммов на одного человека в год [2].

Приведённые сведения показывают, что утилизация мусора - дело непростое и небезопасное. Поэтому имеет смысл наряду с разработкой методов его утилизации стремиться к уменьшению количество мусора на душу населения. К сожалению, в настоящее время наблюдается обратная тенденция: эта величина, во всяком случае, в крупных городах, растёт, в первую очередь, за счёт упаковки для продуктов и различных предметов одноразового использования. Изменение этой тенденции - важная задача, которая, к сожалению, выходит за рамки одной химии.

Постоянные компоненты бытовых отходов, обычно попадающие в дворовые контейнеры, - бумага, картон, пищевые остатки, текстиль, древесина, листва, черный и цветной металл, кости, стекло, кожа, резина, камни, керамика, полимерные материалы. Зачастую туда же выбрасываются крупногабаритные отходы: строительный мусор, отслужившая свой век мебель, бытовая техника и другие. Многие отходы токсичны. Только одна "пальчиковая" батарейка заражает солями тяжелых металлов и химикатами 20 кубометров мусора, а с

разбитыми термометрами и ртутьсодержащими приборами на свалки ежегодно попадает большое количество ртути, во Франции эта цифра подсчитана - 5 тонн.

Последние 20-25 лет при более или менее постоянном составе всех прочих компонентов в общей массе отходов растет доля полимерных материалов. В промышленно развитых странах, таких как Япония и государства Европейского Союза, она наибольшая - 10-15%, в Москве - всего 6%, но рост налицо: в 1960 году доля полимеров в бытовых отходах столицы составляла 0,7%. Это, очевидно, связано со все большим применением полимерной упаковки, которая в 1960-х годах была большой редкостью.

Значительно выросло содержание в ТБО цветных металлов за счет появления алюминиевых банок из-под пива и воды. После 1992 г. резко возросло содержание пластмассовых упаковочных материалов, в том числе 1,5-2литровых пластмассовых бутылок из-под воды.

ТБО подразделяются по морфологическому признаку на пищевые отходы, бумагу, картон, древесину; металлический лом (цветной и черный), текстиль, кости, кожу, стекло, резину, камни, полимеры (пластмассы), отсев (не менее 15 мм) и прочие неклассифицируемые фракции. При детальной сортировке на приемных пунктах вводится более жесткая классификация: например, цветная или черно-белая макулатура, металл - старые запчасти от автомобиля и консервные банки, стекло - бутылки и битое стекло, пластмасса - для упаковки и старые изделия и т.п. [3]

Морфологический состав ТБО для разных климатических зон, по массе, %.

Компонент Климатическая зона

средняя южная северная

Пищевые отходы 30...40 о 4 0 4 о 3 2 3

Бумага, картон о 3 3 22.30 5 3 6 2

Дерево 1.2 1.2 2.5

Черный металлолом 3.4 2.3 3.4

Цветной металлолом ,5 0, ,5 0, ,5 0,

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 4.5 3.6 3.4

Прочее 1.2 3.4 1.2

Отсев (менее 15 мм) 5.7 6.8 4.6

В зависимости от климатической зоны различается процентный состав некоторых видов ТБО. Так, в средней полосе России (в том числе Москве и Московской области) пищевых отходов выбрасывается меньше, чем в южной

полосе, на 9-10%. ТБО из бумаги и картона в средней полосе больше на 914%, чем одноименных отходов в южной полосе страны, и на 4-10 % больше, чем в северной. Также в средней полосе по статистике примерно на 1% больше пластмассовых отходов, чем в северной и южной полосах. Процентные соотношения остальных видов ТБО различаются незначительно.

Подобная неоднородность морфологического состава, а также количественные и качественные показатели образуемых в регионе отходов являются предметом системного анализа, проведение которого необходимо для дальнейшего стратегического планирования комплексов по утилизации отходов производства и потребления.

Основным направлением совершенствования стратегического планирования проектов комплексов по утилизации отходов производства и потребления с использованием компьютерных информационных технологий является решение ряда оптимизационных задач, одной из которых является оптимизация подбора вариантов производств с использованием имеющегося в регионе вторичного сырья, исходя из морфологического, количественного и качественного состава сырья.

Реализация данного направления представляет собой универсальный алгоритм решения задачи подбора оптимальных технологий переработки вторичного сырья. Для этого создается информационная база данных имеющихся в мире технологий переработки всех видов вторичного сырья.

Эта база необходима для подбора оптимальных вариантов рециркуляции - процесса переработки отходов нашей повседневной жизни с дальнейшим использованием продукта переработки в различных сферах жизнедеятельности. Именно такая система позволит обеспечить высокий уровень рециркуляции, создавая дополнительные возможности для максимального сочетания спроса и предложения на рынке переработки вторичного сырья, реально осуществляя программу ресурсосбережения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Систер, В.Г., Мирный, А.Н., Скворцов, Л.С. Твердые бытовые отходы [Текст] / Систер В.Г., Мирный А.Н., Скворцов Л.С. - М.: Акад. Коммунал. хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2001. - 319 с.

2. Гринин А.С. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка [Текст] : учеб. пособие / А.С. Гринин. - М.: Гранд ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 330 с.

3. Систер, В.Г., Мирный, А.Н. Современные технологии обезвреживания и утилизации ТБО [Текст] / В.Г. Систер, А.Н. Мирный. - М.: Акад. Коммунал. хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2003. - 303 с.