Проблема переработки древесно-растительных отходов (на примере г. Москвы)

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОБЛЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНО-РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

A. Н. САМОЛДИН, проф. каф. стратегического маркетинга МГУЛ, канд. техн. наук,

B. В. БАГАТУРИЯ, асс. каф. стратегического маркетинга МГУЛ

Одним из возможных путей получения дополнительного количества древесного сырья без ввода новых производственных мощностей по вывозке леса является переработка древесных отходов, получающихся в процессе заготовки древесины, переработки в лесозаготовительных предприятиях и в городском лесопарковом хозяйстве. Переработка низкокачественного сырья и отходов лесозаготовок создает благоприятные условия для осуществления важнейшей задачи - комплексного и полного использования заготовляемой древесины [1]. Таким образом, основным направлением лесной промышленности является совершенствование технологических процессов, позволяющих вести заготовку и переработку древесины без отходов. Это направление определяет развитие промышленности не только на ближайшие годы, но и на далекую перспективу. В данной связи в статье ставится вопрос о необходимости переработки древесно-растительных отходов (ДРО) в компост.

Отходы - это та часть сырья, которая отделяется в процессе обработки как не соответствующая техническим условиям на изготовляемую заготовку, деталь или изделие.

Отходы деревообрабатывающих производств можно классифицировать [2]:

- по ассортименту исходного сырья (отходы пиломатериалов, отходы фанеры и древесно-волокнистых плит, отходы древесно-стружечных плит, порубочные остатки (пни, стволы, корни, полученные в результате вырубки деревьев и кустарников), растительные остатки (это опавшая листва, собранная в период массового листопада, скошенная трава, образующаяся в процессе ухода за газонами), порубочные и растительные остатки (образующиеся в результате проведения работ по эксплуатации зеленых насаждений, реализации градостроительных планов, ремонта инженерных коммуникаций и других видов хозяйственной деятельности) [3];

samoldin@mgul. ac. ru; bagaturiya@mail. ru

- по породам древесины (хвойная, лиственная);

- по влажности (сухие до 15 %, полусухие 16-30 %, влажные 31 % и выше, сверхвлажные 100 % и выше);

- по структуре (кусковые крупные, кусковые средние, кусковые мелкие, сыпучие);

- по стадийности обработки (первичные, вторичные).

Количество отходов деревообрабатывающих производств зависит от качества поставляемого сырья, типа и размера изготавливаемой продукции, техновооруженности предприятия и его мощности. Количество отходов в деревообработке составляет 45-63 % исходного сырья

[2]. А, например, в Москве в лесопарковом хозяйстве образуется более 100 тыс. м3 ДРО в год, из них 60 % составляют порубочные остатки и 40 % - скошенная трава и опавшая листва [4].

Ввиду этого совершенствование системы управления отходами признается сегодня главной проблемой в области охраны окружающей среды. Основные шаги по решению этой проблемы были определены на Международной конференции по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в сентябре 2002 г. Они включают в т.ч. предотвращение и минимизацию отходов и максимальное повторное использование, вторичную переработку ресурсов; а также применение альтернативных экологически безопасных материалов, предполагающее участие правительств и всех заинтересованных сторон, с целью минимизировать неблагоприятное воздействие на окружающую среду и повысить эффективность ресурсов [5].

Следует также отметить, что высокие показатели экономического роста должны сопровождаться устойчивым использованием природных ресурсов и таким же устойчивым уровнем отходов. В конечном итоге надо стремиться к тому, чтобы потребление возоб-

144

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

новляемых и невозобновляемых ресурсов не превышало пропускной способности окружающей среды.

Трансформация ресурса наработка и производство из него продуктов, потребление и превращение в отходы может оказывать влияние на окружающую среду. В этой связи важными составляющими на любой стадии его жизненного цикла являются меры по предотвращению образования отходов либо их возвращение в экономический цикл (замыкание ресурсной петли). Однако при осуществлении любых мер по вторичному использованию отходов необходимо принимать во внимание экономическую целесообразность и тщательно анализировать рентабельность процесса. Поэтому необходимо поощрять вторичное использование отходов в производственном цикле там, где есть потенциал снижения нагрузки на окружающую среду с наибольшим экономическим эффектом [5].

Комплексное рациональное использование лесных ресурсов предусматривает переработку отходов древесины, которые образуются в процессе лесозаготовок и лесопиления.

ДРО являются ценным сырьем для производства разнообразных строительных материалов, для гидролизной, целлюлозной и других отраслей промышленности. Утилизация ДРО имеет огромное народнохозяйственное значение: ДРО могут быть использованы для изготовления компоста в целях рекультивации земель [6], в строительстве для производства конструктивных, облицовочных и теплоизоляционных материалов и так далее, что может позволить значительно сократить объемы вырубки леса и снизить образование ТБО [7].

Также следует отметить, что большое количество ДРО образуется в городе. Поэтому необходимо проводить мероприятия по сбору и переработке ДРО (например, скошенная трава, ветки от обрезки, опавшая листва, древесина от валки деревьев), образующихся в городах [3].

Вместо захоронения на ТБО либо сжигания древесно-растительные отходы можно перерабатывать и получать из них, например, мульчирующую декоративную щепу, компост,

почвогрунт, которые могут использоваться в процессе озеленения города и восстановлении нарушенных земель [3] (для сравнения: в Москву поставляется около 1 млн м3 растительных грунтов и 10 млн м3 минерального грунта [8]). Таким образом, это позволит уменьшить плохое состояние растительности, земли и объем ДРО в Москве [7; 9].

Существуют следующие методы переработки ДРО [8]:

1) захоронение на полигонах ТБО;

2) сжигание с утилизацией тепла;

3) метановое сбраживание (переработка ТБО в анаэробных условиях);

4) биотермическая переработка отходов в компост в закрытых установках (в ферментаторах, биобарабанах, биобашнях) с принудительной аэрацией (компостирование отходов в специальных закрытых установках);

5) вермикомпостирование (аэробное компостирование с использованием дождевых червей);

6) полевое компостирование отходов в штабелях (производится в естественных условиях на специальных площадках).

В общем случае полный цикл переработки ДРО включает сбор, сортировку, переработку и повторное использование отходов.

Наиболее приемлемые технологии утилизации ДРО могут быть определены только при комплексном подходе ко всем аспектам утилизации. Комплексный подход может основываться на следующих принципах [10].

- Комплексный учет факторов, характеризующих состояние системы «технология - окружающая среда», выбор оптимального соотношения параметров, при котором функционирование системы можно считать безопасным и эффективным с точки зрения экономики и экологии.

- Максимальное использование ценных составляющих ДРО.

- Продукты переработки не должны наносить вред окружающей среде.

- Важнейшими свойствами ДРО, определяющими методы переработки, являются их химический состав [7]. ДРО содержат ценные питательные элементы для почв, которые способствуют их восстановлению и обогащению.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010

145

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Таблица 1

Технико-экономические показатели технологий переработки ДРО

Показатель Единица измерения Складирова- ние Сжигание Метановое сбражива- ние Компостирование в специальных установках Вермиком- постирова- ние Полевое компости- рование

Экономические факторы

Капитальные вложения руб./т 120-300 (без уч. подъездных дорог) 7200-9000 4800-5400 3600-4500 7500-8700 1200-2100

Эксплуатационные затраты руб./т 90-120 960-1200 900-960 720-780 1500-1950 300-600

Энергозатраты кВт.ч/т 3-6 26-56 26-32 22-28 100-120 22-28

Трудовые затраты ч-день/т 0,05-0,1 0,2-0,4 0,3-0,4 0,2-0,3 0,3-0,4 0,2-0,4

Металлоемкость оборудования Кг/т 0,3-0,4 9-17 23-26 19-21 19-20 3-9

Занимаемая площадь (по полигонам затраты площади) м2/т 0,1 0,25-0,5 0,4-0,6 0,4-0,6 0,6-0,8 0,4-0,6

Максимально допустимое расстояние от сооружения до потребителя основной продукции Км - 0,5 25 25 25 25

Освоение производства отечественного оборудования освоено в стадии освоения нет в стадии освоения в стадии освоения в стадии освоения

Экологические факторы

Степень и срок обезвреживания - не менее 20 лет полное за 1 час 10-16 сут. 4-60 сут. 4-30 сут. 4-18 мес.

Наличие отходов производства % от массы ТБО 100 25-30 (зола и шлак) 25-30 (некомпос- тируемая фракция) 25-30 (некомпостируемая фракция) 0-30 (некомпостируемая фракция) 0

Получение вторичных ресурсов

Виды используемых вторичных ресурсов, содержащихся в ТБО биогаз после рекультивации тепловая энергия компост, биогаз компост компост, белковый корм компост

Количество вторичных продуктов на 1 т ТБО

Компост % 0 0 75 75 75 75

Белковый корм % 0 0 0 0 2 0

Тепло ГДж/т 0 6,25 0,2 0 0 0

- Быть экономически целесообразными (к числу важнейших технико-экономических показателей относятся: степень их возможного использования, экономия природного сырья и материальных ресурсов, экономия топливно-энергетических ресурсов, качественные показатели про-

дукции, ее востребованность и конкурентоспособность на рынке, однородность состава отходов, склонность их к технологической подготовке и переработке, наличие транспортных коммуникаций и радиус перевозок, размер капитальных вложений и др.).

146

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Таблица 2

Экологические показатели основных методов обезвреживания ТБО

Основные методы обезвреживания Продукты процесса обезвреживания Влияние на окружающую среду

Полигоны захоронения ТБО Биогаз, фильтрат Выделяются вредные газы, фильтрат, загрязняющий почву и грунтовые воды, размножаются грызуны, болезнетворные микроорганизмы. Выбросы вредных веществ в атмосферу 1 и 2 класса опасности

Мусороперерабатывающие заводы Отходящие газы, вода от промывки газов (при мокрой очистке), шлак Выбросы вредных веществ в атмосферу 1 и 2 класса опасности составляют 24,7511 т/год

Основные методы обезвреживания Продукты процесса обезвреживания Влияние на окружающую среду

Метановое сбраживание Аэробное компостирование Вермикомпо стирование Компост, биогаз Выбросы вредных веществ в атмосферу 1 и 2 класса опасности составляют 0,8 т/год

Полевое компостирование Компост, биогаз Выбросы вредных веществ в атмосферу 1 и 2 класса опасности составляют 0,00615 т/год

В табл. 1 и 2 приводятся техникоэкономические и экологические показатели, которые характеризуют разные методы переработки ДРО (данные получены по аналогичным полигонам и заводам; стоимости приведены в ценах по состоянию на III квартал 2004 г.) [8]. Анализ существующих систем утилизации отходов городского лесопаркового хозяйства с учетом технико-экономических и экологических факторов показал, что наиболее приемлемой для Москвы технологией утилизации ДРО является метод полевого компостирования в штабелях.

Анализ показал, что переработка ДРО в компост может быть альтернативным направлением по отношению к методам захоронения отходов. Более того, наблюдающийся в мире рост объема перерабатываемых отходов и популярности этого направления свидетельствует о ее перспективности. Также следует отметить, что производство на основе технологии полевого компостирования позволит при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах решить ряд экологических проблем города Москвы и сократить затраты городского бюджета на приобретение растительных грунтов для обогащения почв.

Библиографический список

1. Комплексная переработка низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок / В.В. Коробов, М.И. Брик, Н.П. Рушанов. - М.: Лесная пром-сть, 1978. - 272 с.

2. Справочное пособие по деревообработке / В.В. Кислый, П.П. Щеглов, Ю.И. Братенков и др.

- Екатеринбург: БРИЗ, 1995. - 560 с.

3. Постановление Правительства Москвы от 31.05.2005 № 376-1III «Об использовании порубочных и растительных остатков для приготовления древесной щепы, компостов, почвогрунтов, применяемых в благоустройстве и озеленении города Москвы».

4. Аналитический доклад. Состояние зеленых насаждений в Москве. По данным мониторинга 2002 г.

- М.: ОАО «Прима-М», 2003. - Вып. 6.

5. Европейская практика обращения с отходами: проблемы, решения, перспективы. Санкт-Петербург, 2005 г., Данный материал опубликован при поддержке Европейского Союза. http://www.ecoindustry. ru/ndocs/view.html&page=1&id=1345.

6. Артамонова, В.С. Современные аспекты ремедиации биологических свойств городских почв / В.С. Артамонова, А.А. Танасиенко, С.Б. Бортникова // Сибирский экологический журнал. - 2005.

- № 5. - С. 855-864.

7. Дворкин, Л.И. Строительные материалы из отходов промышленности / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. - Ростов: Феникс, 2007. - 368 с.

8. Соломина, О.И. Технология утилизации древесно-растительных отходов городской среды для рекультивации земель: дис. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / О.И. Соломина. - М.: РГБ, 2005.

9. Бегунков, О.И. Использование низкотоварной древесины и отходов лесопромышленного производства: Практическое руководство / О.И. Бегунков, Н.В. Вы-водцев, В.В. Гурьев; под ред. В.В.Шкутко. - Хабаровск.: Изд. Хабар. Гос. тех. ун-та, 2003. - 132 с.

10. Хальфиев, Р.Р. Проблемные вопросы проведения эколого-экономической оценки эффективности инвестиционных проектов / Р.Р. Хальфиев, Е.Р. Магарил // Вестник УГТУ-УПИ. - 2009. - № 2. - С. 81-88.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010

147