Сортировка мусора и отходов (ТБО). Мусоросортировочный бизнес, или как превратить отходы в доходы Журнал автоматическая сортировка отходов

1.Разгрузка ТКО на приёмной площадке.

2.Подача ТКО ковшовым погрузчиком в разрыватели пакетов.

3.После разрывателя ТКО подается на участок предварительной сортировки подающим цепным конвейером.

4.Сортировка крупного вторичного сырья на участке предварительной сортировки.

6.После чего происходит подача на сепараторы роторного типа. На сепараторах происходит извлечение фракции размером до 80 мм.

7.Отобранная мелкая фракция выносится ленточным транспортером за пределы ангара и подает на реверсивный конвейер. Мелкая фракция распределяется по контейнерам и вывозится на полигон.

8.Предварительно очищенные от мелкой фракции ТКО поступают после роторных сепараторов на отбор всех видов пластиков с помощью оптических сортировщиков.

9.Очищенные от пластиков ТКО поступают на отбор всех видов макулатуры на оптическом сортировщике.

10.Отобранная макулатура после оптического сортировщика поступает на участок ручной сортировки макулатуры.

11.Разделение отобранных пластиков на плоские и объемные происходит на баллистическом сепараторе.

12.После чего происходит сортировка пленок по видам на участке ручной сортировки.

13.Сортировка объемного пластика по видам происходит на участке ручной сортировки.

14.Оставшийся поток ТКО, прошедший все виды сортировки поступает с помощью ленточных транспортеров в сепаратор RDF топлива. Сырье пригодное для получения RDF поступает в дробилки.

15.Остатки отходов поступают в открытый контейнер, который вывозится на полигон. Отобранное вторичное сырье поступает на линию прессования, после чего готовые брикеты отправляются на склад вторичного сырья.

16.Пластики поступают со склада готовой продукции в цех переработки, где из них получают гранулы.

Т. Н. Липатова

КУЛЬТУРА СОРТИРОВКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В КРУПНЫХ ГОРОДАХ

Ключевые слова: сортировка твердых бытовых отходов.

В статье анализируется проблема формирования культуры сортировки твердых бытовых отходов в российском обществе. Представлен зарубежный и отечественный опыт программ разделения бытового мусора, выделены основные мероприятия по формированию и повышению культуры сортировки твердых бытовых отходов среди населения России.

Keywords: solid domestic waste sorting.

The paper deals with the problem of culture of solid domestic waste sorting in the Russian society. Foreign and domestic programs of domestic waste sorting are represented. The maim activities of culture formation of solid domestic waste sorting among the Russian population are suggested.

Вопрос о переработке бытовых отходов в последнее время возникает в нашей стране все чаще и чаще. Проблема полного уничтожения или частичной утилизации бытового мусора актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической.

В решении этой проблемы важное место занимает комплексная утилизация бытовых отходов. По скромным подсчетам, в России в год образуется свыше сорока миллионов различных тонн бытовых отходов. А ведь мусор - это хороший источник дохода. В развитых странах давно это поняли, и более половины всех отходов поступает во вторичную переработку.

Переработка мусора в России только начинает развиваться. Существует ряд мусоросжигательных и несколько мусороперерабатывающих заводов, основные условия для развития перерабатывающей отрасли уже давно внедрены и не требуют каких-либо чрезмерных усилий. Существующая на сегодняшний день общепринятая классификация мусора позволяет свести к минимуму расходы на его утилизацию. Так, например, кухонные отходы могут послужить кормом для домашнего скота, с бумажным мусором можно легко расправиться с помощью огня, а вот строительные отходы придется вывезти на специальный полигон .

Проблема утилизации отходов существует во всем мире . Очевидно, что наиболее важным и определяющим этапом в процессе переработки бытового мусора является его сортировка. Самое главное - существующие заводы по сжиганию и переработке мусора используют только отсортированный жителями мусор, а не сжигают или перерабатывают его скопом.

Путь вторичного использования отходов наиболее перспективен и связан с высоким уровнем сознания всего населения. Именно там, где мусор образуется - дома, в учреждении, на предприятии -легче всего сразу же отделять бумагу от стекла, алюминия, пластмассы и пищевых отходов .

Сортировка бытового мусора предполагает, что каждому жителю необходимо будет выбрасывать

стекло, бумагу и пластик в соответствующие контейнеры, как это давно делают в Европе. Затем вторсырье из этих контейнеров вывозится также отдельным спецавтомобилем на станцию сортировки отходов, а там уже производится его разделение по видам вторичных ресурсов .

Показателен и интересен опыт Израиля. В сентябре 2012 года в городе Ашдоде под патронажем Министерства экологии началась реализация программы разделения мусора, в которой принял участие 31 израильский город. Цель программы - разделение отходов и разные варианты их утилизации. Так, мусор делится на два потока: так называемый «мокрый» мусор (органические отходы) - остатки еды, и «сухой» мусор

(неорганические отходы) - упаковку, бутылки, пластик, бумагу и др. «Сухой» мусор необходимо выбрасывать в зеленые ящики, «мокрый» мусор - в коричневые. Два эти бака будут очищаться в разное время, сухой мусор пойдет на переработку, мокрый

На линии производства удобрений или выработку энергии». При такой раздельной переработке сокращается ущерб, причиняемый свалками окружающей среде, уменьшается количество парниковых газов. Кроме того, город экономит средства и на содержание самих свалок, которые стоят весьма недешево .

Успех данного проекта, как объясняют в муниципалитете, целиком и полностью зависит от поддержки горожан. В Тель-Авиве этот проект «провалился» именно потому, что жители просто игнорировали требования муниципалитета и по-прежнему сбрасывали весь бытовой мусор в один бак. В таком случае весь проект изначально не имеет никакого смысла: ведь начинается вся

технологическая цепочка именно на кухнях. Очевидно, что успех реализации данной программы зависит исключительно участия каждого жителя. Что для этого делается в Израиле?

Во-первых, проводится разъяснительная беседа с молодежью, детьми в школах, родителями. Главная помощь в деле пропаганды разделения мусора исходит от детей. Дети прекрасно понимают важность защиты окружающей среды и разделения мусора и призывают родителей «разделять мусор».

Во-вторых, большое внимание уделяется разъяснительной беседе с жителями квартир -непосредственными участниками программы разделения бытового мусора. Группы инспекторов и волонтеров посещают квартиры и объясняют жителям важность разделения мусора. Каждой семье передается специальный коричневый бак емкостью семь литров, предназначенный для пищевых отходов, который ставится на столешнице.

В последнее время и в российских крупных городах реализуются программы сортировки бытового мусора.

В Екатеринбурге разработана трехлетняя программа в соответствии с которой жители города будут выбрасывать мусор в разноцветные контейнеры и сортировать его: отдельно пищевые и отдельно непищевые отходы. Правда, в отличие от Европы, где обычно сбор осуществляется в три, а то и в четыре контейнера (пищевые отходы, стекло, пластик и бумага), в Екатеринбурге будет только два контейнера

Зеленый - для пищевых отходов и оранжевый - для бумаги, пластика, металла.

Кстати, 2013 год в России объявлен «Годом охраны окружающей среды», предполагается, что в зданиях, занимаемых федеральными органами исполнительной власти, должна быть внедрена система раздельного сбора отходов.

Приживутся ли в России подобные проекты? Сможем ли мы в нашей стране развить высокий уровень культуры сортировки твердых бытовых отходов? Какие меры на уровне государства и общества необходимо принять для формирования у населения культуры сортировки бытового мусора?

Основным инструментом решения данного вопроса должна выступить пропаганда грамотной сортировки мусора каждым гражданином. Необходимо в средствах массовой информации, в образовательных учреждениях призывать жителей вносить свой посильный вклад в охрану окружающей среды, заботиться о будущем города, не считая сортировку за большой труд.

Важное значение приобретает реализация мер по обучению и просвещению населения. В Европе на тему сортировки мусора выпущена масса литературы, существуют обучающие курсы и онлайн-консультации. Экологичный образ жизни следует активно пропагандировать в школах. Известно, что дети - это лучший канал воздействия на более

консервативных взрослых. Тут огромную роль будет играть экологическое образование детей, а через них и взрослых при помощи различных форм практического экообразования, и не только школами, но и общественными организациями.

В российских школьных программах не предусмотрено изучение пособий с наглядными изображениями, касающимися бережного отношения к природным ресурсам. В Германии на стене мусоросжигательного завода висят детские рисунки, на которых отражено детское восприятие «мусорных» проблем», что говорит о воспитании с детства отношения к обращению с отходами.

Разъясняя экологические задачи в прессе, по радио, телевидению, в сети Интернет, необходимо готовить общественное мнение к введению в практику раздельного сбора бытовых отходов. Организацию раздельного сбора бытовых отходов проще всего начать с делового и административного сектора города, «производящего» до 40 % отходов бумаги, картона и пластика - с рынков, магазинов, учреждений и типографий.

Государство выступает главным

участником в вопросе формирования культуры обращения с бытовыми отходами. Показательно, что 2013 год в России объявлен «Годом охраны окружающей среды» - в течение 2013 года в зданиях, занимаемых федеральными органами исполнительной власти, должна быть внедрена система раздельного сбора отходов.

Государственная политика должна быть направлена на разработку комплекса законодательных мер, мер экономической поддержки, включая создание стимулов у населения к сортировке бытового мусора. Данная политики должна основываться на таких принципах, как максимальная переработка вторичных

материальных ресурсов, минимизация

экологического ущерба и затрат, должна быть последовательной, комплексной и четко

определенной. Так, например, несколько лет назад в одном из крупных городов России уже устанавливали контейнеры для раздельного сбора мусора. Жильцы даже начали ими правильно пользоваться: стекло в один отсек, пластик в другой, и т. д., пока не увидели, что дальше происходит с этим мусором. Приезжает машина, берет баки и благополучно сбрасывает весь этот старательно разделенный мусор в один большой просторный кузов. Такие действия на корню уничтожают все благие намерения населения, дискредитируют не только муниципальные службы, но и государство в целом.

Необходим также регулярный вывоз отходов, прежде всего с точки зрения участия населения, которое обычно относится к своим обязанностям по разделению отходов с никак не большей степенью ответственности, с которой городские власти должны относиться к вывозу вторсырья.

Целесообразно экономически

стимулировать население для внедрения селективного сбора, путем повышения тарифов для

удаления несортированных отходов. Так, например, в Европе житель платит только за неотсортированный мусор, а за рассортированный не платит. Чем меньше контейнер, который заполняют жители дома, тем меньше они платят за вывоз мусора.

Таким образом, в основе реализации

концепции комплексного управления бытовыми отходами, населению отводится ключевая роль. На современном этапе решения проблемы сортировки и дальнейшей переработки бытового мусора ключевое значение приобретает формирование и повышение культуры сортировки твердых бытовых отходов. В основе данного процесса лежит создание необходимых условий со стороны государства и общества. Ведь проще контролировать то, что попадает на свалку, чем продукты разложения отходов, мигрирующие со свалки в окружающую среду.

Литература

1. Петров В.Г., Чечина А.Х. Линии сортировки мусора: перспективы применения / В.Г.Петров, А.Х.Чечина. -Ижевск, 2005. - 112с.

2. Survey of Household Solid Waste Generation and Public Awareness on Waste Separation and Compositing Practices in Cebu City // D.G.J.Premakumara. - June 2011. - Р.27.

3. Ибрашева Л.Р., Идиатуллина А.М. Маркетинг в сфере энергоресурсосбережения в контексте социологического знания // Вестник Казанского Технологического университета - 2012. - №7. - С.234-239.

4. Рогова Н.С., Гараева М.Р., Шипина О.Т. Нитраты целлюлозы из промышленных и бытовых отходов // Вестник Казанского Технологического университета -2010. - №9. - С.131-136.

5. Ашдод: «зеленых» семей становится все больше

[Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://ashdod.israelinfo.ru/news/2881, свободный вход.

Мусор в современном мире зачастую находит себе повторное применение. Шариковые ручки, туалетная бумага, алюминиевые банки, стекловата – это далеко не полный список продуктов, которые можно получить в результате переработки вторсырья. Идея делать бизнес на мусоре пришла к нам из США, ещё в XVII веке вблизи Филадельфии появился первый завод, занимающийся промышленной переработкой бумажных отходов.

В России это направление предпринимательской деятельности только начинает развиваться. Несмотря на то что, по данным Евростата, у нас на сегодняшний день перерабатывается в материалы ничтожная доля коммунальных отходов – лишь 7% от общего объёма, остальное идёт на захоронение, в последние годы в сфере переработки вторсырья наметилась положительная тенденция. Многие крупные производственные компании проявляют интерес к повторному использованию материалов из пластика, бумаги, стекла и металла. Это обстоятельство, а также низкая конкуренция в сфере и доступность источников исходного сырья сулят неплохие возможности для того, чтобы и успешно его развивать. В этой статье мы расскажем об одном из способов превратить отходы в доходы.

Открытие мусоросортировочного цеха: описание проекта

Образование твёрдых бытовых отходов (ТБО) в значительных количествах (около 40 миллионов тонн в год), возникновение стихийных несанкционированных свалок, отсутствие централизованных государственных перерабатывающих систем – всё это послужило объективными предпосылками созданию со стороны властей благоприятных условий для функционирования частных заводов по сортировке и переработке мусора.

Эти проекты считаются социально значимыми, активно поддерживаются региональными и местными органами власти. В некоторых субъектах в отношении таких предприятий применяются налоговые льготы, действуют системы льготных кредитов, их учредители получают .

Если рассматривать всю технологическую цепочку перерабатывающего производства, начиная от сбора ТБО и заканчивая распределением готовых материалов, то сортировка мусора как бизнес представляется одним из наиболее интересных и выгодных вариантов. Причина в том, что на конвейер попадает не одна, а сразу все существующие группы вторсырья, и возможности для заработка не ограничиваются узким направлением.

Сам процесс представляет собой выборку полезных фракций (пригодных для переработки материалов) из общей массы ТБО. На выходе образуются следующие виды материальных ресурсов:

макулатура;
стекло;
чёрный и цветной металл;
плёнка;
пластиковые бутылки;
прочая пластмасса.

Всё это можно либо выгодно реализовать (к примеру, 1 т ПЭТ-бутылок, сортированных по цветам, стоит в среднем 3 000 руб., 1 т макулатуры – около 1 000 руб.), либо пустить в собственное , если вы планируете заниматься не только сортировкой.

Львиная доля затрат при организации такого дела приходится на закупку оборудования. Большая часть текущих расходов уходит на оплату труда и транспортные издержки. Далее рассмотрим этапы создания мусоросортировочного цеха и попробуем рассчитать, какая сумма понадобится для запуска.

Команда сайта Мир Бизнеса рекомендует всем читателям пройти Курс Ленивого Инвестора, на котором вы узнаете как навести порядок в личных финансах и научиться получать пассивный доход. Никаких заманух, только качественная информация от практикующего инвестора (от недвижимости до криптовалюты). Первая неделя обучения бесплатная! Регистрация на бесплатную неделю обучения

Место расположения цеха и требования к помещению

Первое, что нужно сделать – это определиться с территорией. Располагать такие предприятия целесообразно в непосредственной близости к источникам сырья, то есть к свалкам. Иной вариант – размещение на территории промзоны или на окраине города.

При выборе помещения для цеха важно учитывать тот факт, что вам понадобится большой накопитель для складирования и временного хранения ТБО. Федеральным законом «Об отходах производства и потребления», а также отдельными документами санитарного контроля установлен ряд требований к таким местам. Так, если отходы хранятся насыпью на открытой территории, то их поверхность должна быть защищена от воздействия атмосферных осадков. Поверхность площадки должна иметь химически стойкое покрытие, например, асфальт или керамзитобетон.

Рекомендуемая площадь помещения мусоросортировочного мини-завода – от 500 кв. м с разделением на зону производства и складскую зону. Обязательно наличие удобных подъездных путей. В здании должна быть исправная электропроводка, отделка стен, пола и потолков должна соответствовать нормам санитарного законодательства. Чтобы должным образом подготовить помещение к работе, стоит обратиться за разъяснениями в Роспотребнадзор.

Оформление документов

Следующий этап – получение в налоговой службе свидетельства о регистрации предпринимательской деятельности. Предпочтительно оформлять сразу юридическое лицо (больше возможностей для дальнейшего развития).

Обязательный шаг – получение лицензии на деятельность по обработке отходов. Выдачу разрешительных документов осуществляет Росприроднадзор. Чтобы стать обладателем лицензии, понадобится:

подготовить документацию на имеющиеся здания, сооружения, оборудование;
провести профессиональную подготовку сотрудников и оформить допуск к работе (в виде сертификатов или свидетельств);
получить положительное санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии здания мусоросортировочного завода установленным санитарным нормам в Роспотребнадзоре;
оплатить госпошлину в размере 7 500 руб.;
заполнить заявление о получении лицензии и обратиться в лицензирующий орган.

Разрешение выдаётся сроком на 5 лет. Получив его, вы сможете запускать проект в работу.

Техническое оснащение

Итак, мы подобрались к одному из самых важных этапов – приобретению линии сортировки мусора. Стандартная линия состоит из загрузочного бункера, ленточного транспортёра, барабанного сепаратора, системы управления, накопителей для неперерабатываемого мусора и сортировочных отсеков. Некоторые производители в качестве опций предлагают магнитный сепаратор, разрыватель пакетов, освещение и обогрев постов сортировщиков.

Оборудование для сортировки мусора имеет ряд характеристик, которые важно учитывать при выборе:

скорость ленты;
высота бортов;
потребляемая мощность;
количество постов и расстояния между ними;
количество контейнеров для вторсырья и т. п.

Стоимость готовой линии в зависимости от комплектации и производительности может составлять от 1 800 000 (примерно 20 000 тонн в год) до 3 000 000 руб. (до 100 000 тонн в год).

Кроме сортировочной установки, вам потребуется складское и погрузочно-разгрузочное оборудование (контейнеровоз или погрузчик). Желательно также приобрести гидравлический пакетировочный пресс для дальнейшей обработки некоторых видов вторичного сырья (макулатуры, ПЭТ, алюминиевых банок) и пресс для неиспользованных (неперерабатываемых) фракций отходов.

В общей сложности на то, чтобы запустить небольшой сортировочный комплекс, уйдёт не менее 2 500 000 руб. без учёта покупки мусоровозов.

Наёмные работники

Несмотря на то что некоторые зарубежные производители сегодня предлагают - автоматическое сортировочное оборудование (с применением оптического сканера) - как показала российская практика, наиболее эффективно решить проблему разделения ТБО могут только комбинированные комплексы, предполагающие использование ручного труда.

Для обеспечения бесперебойной работы всех участков понадобится от 6 до 10 сортировщиков, 2-3 грузчика, оператор, 2-3 водителя мусоровоза и водитель контейнеровоза.

Прибыльность бизнеса на мусоре

Выяснить, какова возможная чистая прибыль от содержания мусоросортировочной станции, нам поможет расчёт стартовых и текущих расходов, а также прогноз доходов.

Примерная смета основных затрат на открытие (все суммы указаны в рублях):

покупка оборудования – от 2 500 000;
транспортировка, монтаж и пусконаладочные работы – около 50 000;
обустройство производственных корпусов и складов-накопителей – от 100 000;
приобретение спецтехники – от 1 000 000;
регистрация фирмы и получение лицензии – от 15 000;
организационные расходы – от 30 000.

Итого, по самым скромным подсчётам, потребуется около 3 700 000 руб. Это без учёта затрат на выкуп производственных корпусов и перегрузочных станций, поскольку иногда целесообразнее их не приобретать, а арендовать.

Средние ежемесячные расходы (в рублях):

арендные платежи – от 80 000;
обслуживание оборудования – от 10 000;
транспортные расходы – от 100 000;
оплата труда – от 250 000;
коммунальные платежи – около 25 000;
налоги и взносы – от 100 000.

Итоговая сумма – 565 000 руб.

То есть сортируя в месяц в среднем 1 600 тонн ТБО, можно реализовать приблизительно 560 т макулатуры, 48 т пластмассы, 128 т стекла и 64 т металла. Учитывая средние цены на материалы, пригодные для вторичной переработки (в каждом регионе они будут свои), возможный доход составит около 800 000, а чистая прибыль – примерно 235 000 руб. При таких условиях первоначальные вложения окупятся довольно быстро – всего за пару лет.

В России действует 11 тыс. полигонов и свалок, 4 мусоросжигательных завода, 5 мусороперерабатывающих заводов и 39 мусоросортировочных комплексов (данные 2011 г.) , при этом, однако, практически не работает система первичной сортировки отходов населением. Поэтому автоматизированная сортировка ТБО является необходимой стадией, которая может применяться на разных этапах комплексной переработки отходов, включающей, помимо сортировки, термообработку и ферментацию, и обеспечивает низкую конечную отходность производства в целом. Возможные варианты схем организации комплексной переработки ТБО были представлены ранее (см. рис. 7.9).

Зарубежный и отечественный опыт переработки ТБО показывает, что сегодня не существует и не может существовать единого универсального метода или схемы, отвечающей одновременно всем экономическим (уровень затрат), технологическим (требования к сырью, процессам и продукции) и экологическим (соблюдение нормативов) требованиям. Комплексная переработка представляет собой определенную комбинацию методов, некий технологический «пазл», выстраиваемый в соответствии с конечной целью переработки, которая в свою очередь определяется в соответствии с концепцией управления отходами на уровне региона. Каждый метод сортировки, обезвреживания или утилизации имеет свои достоинства и недостатки, а использование комбинации методов позволяет свести к минимуму эти недостатки.

Так, основной целью комплексной сортировки является максимальное извлечение утильных компонентов, однако за счет изъятия балластных фракций повышается эффективность ферментации и улучшается качество компоста, увеличивается теплотворная способность сжигаемой горючей фракции, снижается засорение колосниковых решеток печей и т.д. Количество стадий, на которых используются операции сортировки, число и последовательность операций, их аппаратурное оформление зависят от влажности отходов, морфологического и гранулометрического состава, скорости и физико-химических закономерностей протекания процесса.

В качестве примера можно рассмотреть технологическую схему переработки ТБО, применяющуюся в Швеции . Целью переработки является разделение исходного сырья на три основных потока:

горючие фракции (бумага, древесина, текстиль, пленка и т.д.);
компостируемый материал (пищевые отходы, влажная бумага и осадки сточных вод);
черный металлолом.

На первой стадии ТБО измельчают, подвергают магнитной сепарации и сортируют в цилиндрическом грохоте. Нижнюю, более мягкую и рыхлую органическую фракцию смешивают с осадком сточных вод и подвергают аэробной ферментации - компостированию открытым способом, после чего из компоста путем вторичного грохочения (отсеивания) удаляют стекло и другие тяжелые балластные фракции - камни, резину, плотный пластик.

Верхнюю, более твердую горючую фракцию подвергают вторичной магнитной сепарации, высушиванию и брикетированию (прессование).

В результате такой переработки по упрощенной схеме получают 2,4% лома черных металлов, 26,3% топлива и 71,3% фракций для компостирования .

Отечественный опыт проектирования комплексных схем переработки ТБО можно проследить на примере принципиальной технологической схемы сортировки ТБО с последующим сжиганием, реализуемой на заводе № 4, расположенном в промзоне «Руднево» г. Москвы (рис. 7.18). Схема представляет собой набор последовательных операций грохочения, магнитной и электродинамической сепарации, направленных на извлечение лома черных и цветных металлов (алюминия). Однако такая схема не предполагает этапа предварительной подготовки потока отходов, что снижает эффективность извлечения металлов, а сепарирование фракций по классу крупности 250 мм не обеспечивает разделения основных компонентов (на рис. 7.17 дана классификация но размерам, в зависимости от того, где собирается фракция: сверху (+) или снизу (-) грохота). Комплексная технология переработки и сортировки отходов должна учитывать состав и свойства исходного сырья и опираться на опыт мировой практики. Отличительной особенностью отходов жилого сектора является определенный класс крупности компонентов, варьирующийся в узком интервале 150- 200 мм, поскольку именно в этом классе концентрируется около 80% черного металла, около 80% луженой тары, более 95% лома алюминия, более 60% бумаги (от общего содержания этих компонентов в ТБО) [ 19]. Таким образом, обогащение ТБО должно быть направлено на разделение компонентов, входящих в этот класс крупности, с предварительным отделением круннокусковых компонентов.

Кроме того, при использовании данной схемы переработки не решается задача подготовки ТБО к термической переработке, поскольку все балластные фракции, включая опасные компоненты (97-98% от исходного количества), направляются на сжигание. В результате на 3 т сжигаемых отходов образуется 1 т высокотоксичной золы, содержащей в концентрированном виде диоксины, тяжелые металлы и другие токсичные компоненты. Такой твердый остаток не может быть утилизирован и подлежит захоронению на полигонах опасных отходов.

Примером наиболее удачного комплексного решения проблемы переработки ТБО может являться современная технологическая схема муль- тиресурсного промышленного комплекса (МПК) (рис. 7.18; цифры в кружках - номер узла в общей схеме; в соответствии с требованиями, предъявляемыми к малоотходным технологическим процессам, число технологических единиц процесса должно быть минимально возможным), разработанная ООО «Энергопромсистемы» (Украина) и прошедшая модельные испытания, которая предполагает переработку органического сырья методом деструктивной термохимической конверсии - высокотемпературного пиролиза (12()()-Н300°С) (см. подпараграф 4.3.4).

При переработке в газогенераторе любые органические компоненты отходов превращаются в горючий газ, представляющий собой смесь водорода, оксида углерода и метана (с теплотворной способностью 1000-

1350 ккал/нм 3), и жидкую пиролизную смолу - «синтетическую нефть», из которой могут быть выделены топливные бензиновые и дизельные фракции. Твердый зольный остаток, образующийся в результате переработки, практически не содержит «пылящих» вредных компонентов, таких как тяжелые металлы, поскольку стекло, содержащееся в измельченной массе, подвергаемой пиролизу, при высоких температурах остекловывает минеральные составляющие отходов. При пиролизной переработке практически не образуется супертоксичных газовых выбросов диоксинов, характерных для мусоросжигательных заводов, так как пластик и пленка, являющиеся основными источниками этих выбросов, подвергаются термохимической деструкции в окислительно-восстановительных условиях пиролиза.

Рис. 7.17.

для г. Екатеринбурга – линия производительностью 250 тыс. т/год, оборудованная 10 сканирующими машинами с шириной рабочей зоны сканирования от 1 400 до 2 800 мм с выделением 12 видов вторичного сырья и получением вторичного топлива;
для г. Чусовой (Пермский край) – линия производительностью 39 тыс. т/год, оборудованная 8 машинами с шириной рабочей зоны сканирования от 1 000 до 2 800 мм с выделением 8 видов вторичного сырья.

Лабораторный комплекс глубокой оптико-механической сортировки потоков отходов и материалов

На кафедре охраны окружающей среды Пермского национального исследовательского политехнического университета в 2013 г. организован лабораторный комплекс глубокой оптико-механической сортировки потоков отходов и материалов. Комплекс включает в себя оборудование компаний Stadler и Titech. Компоновочная схема оборудования представлена на рис. 2.

Исследуемая партия материалов поступает на подающий конвейер 1, затем через перегружающий конвейер 2 попадает в баллистический сепаратор 3, где подвергается фракционному разделению. С помощью сепаратора можно разделить общий поток на 3 части: плоскую фракцию (например, полимерная пленка, листы бумаги, картона), объемную фракцию (например, ПЭТФ-бутылка, канистры) и отсев (компоненты, имеющие геометрические размеры менее 20 мм). Каждый поток может быть выведен из технологической цепочки с помощью поперечных конвейеров или направлен на ускоряющий конвейер 4. Еще одна важная функция баллистического сепаратора – это разрыхление отходов и равномерное распределение их по поверхности конвейера, что необходимо для качественного разделения сжатым воздухом. Отходы распознаются и сортируются установкой 5.

«Отстрелянные» системой компоненты так же, как и «хвосты» сортировки, с помощью реверсивных конвейеров 6 и 7 выводятся из технологической цепочки для дальнейших исследований или возвращаются в цикл. Оптическое оборудование, сортируя отходы, способно проводить процентную статистику отсортированных компонентов, в конечном результате представляя ее на графиках и диаграммах. При работе с ТБО комплекс может использоваться для сортировки полимеров, удаления бумажной смеси, получения вторичного топлива (RDF), сортировки органики и очищения древесины. Однако наиболее приоритетными направлениями применения лабораторного комплекса являются исследования состава и ресурсного потенциала ТБО, выявление возможностей получения вторичного топлива (RDF) и отработка технологии оптической сортировки.

Исследования состава и ресурсного потенциала твердых бытовых отходов

Исследования морфологического состава ТБО приобретают все большую актуальность в связи с развитием технологий использования их ресурсного потенциала. В связи с этим возникает потребность в оптимизации таких исследований как с точки зрения минимизации временных, трудовых и финансовых затрат, так и с точки зрения повышения достоверности и точности результатов. Использование линий автоматической сортировки отходов для оценки процентного содержания отдельных компонентов в ТБО – перспективное направление исследований.

Традиционная схема исследований морфологического состава ТБО включает отбор представительных проб (отходов) и их анализ – визуальную идентификацию отдельных компонентов, их ручное разделение и взвешивание. Результаты (массы отдельных компонентов) регистрируются в первичных протоколах, на основании которых в дальнейшем рассчитывается морфологический состав ТБО.

Неоднородность ТБО (как по природе составляющих их материалов, так и по их размерам, изменчивость их состава по дням недели, по сезонам года и в зависимости от множества других факторов) обусловливает необходимость отбора значительных объемов отходов в качестве представительной пробы. Ручная сортировка таких объемов отходов, представляющая собой очень кропотливую работу, связана со значительными временными и трудовыми затратами. В связи с этим актуальным становится поиск возможных способов оптимизации подобных исследований.

Использование линий автоматической сортировки при определенных условиях позволяет значительно ускорить и упростить исследования морфологического состава ТБО, особенно в тех случаях, когда необходимо исследовать большие объемы отходов.

Сравнительный анализ преимуществ и недостатков использования ручного труда и автоматического оборудования для сортировки отходов при определении морфологического состава отходов приведен в табл. 2.

Можно выделить два основных направления использования линий оптической сортировки отходов:

сортировка отходов путем выделения компонентов и их последующего взвешивания;
обработка статистических данных распределения материалов по площади потока.

В первом случае алгоритм выполнения исследований, описанный ранее, в целом остается неизменным, только при этом сортировка отходов на заданное число компонентов производится не вручную, а автоматически, а все остальные процедуры и порядок обработки результатов остаются прежними. Преимуществом здесь является возможность рассортировать больший объем отходов по сравнению с ручной сортировкой и тем самым повысить точность результатов. Недостаток – ограниченность по числу компонентов: каждая установка с оптическим сканером позволяется выделять из потока только один компонент, поэтому для определения большого числа компонентов (как это требуется при исследованиях морфологического состава) необходимо либо большое число сканирующих установок, либо организация многократного прохождения потока отходов через сканирующее устройство с пошаговым выделением всех интересующих компонентов.

Во втором случае на основании статистических данных, выдаваемых оптическим сканером, вычисляют эмпирический коэффициент зависимости содержания конкретного компонента в отходах от его доли в общей площади потока отходов:

где i – количество определяемых компонентов, необходимых для конкретного исследования;
С i – содержание i-того компонента в исследуемой пробе;
S i – доля площади, занимаемой i-тым компонентом в общей площади потока исследуемой пробы.

Содержание каждого компонента в исследуемой пробе (морфологический состав отходов исследуемой пробы) определяют традиционным способом с помощью разделения всей пробы на компоненты, определения массы каждого компонента (взвешивания) и последующей статистической обработки результатов. Количество и масса проб, а также остальные показатели экспериментального исследования определяют по описанной схеме.

После расчета коэффициента зависимости содержания всех компонентов от их площади становится возможным определение морфологического состава отходов только на основании данных системы сканирования отходов без разделения отходов и последующего взвешивания. Обязательным условием остается только отбор и анализ представительной пробы отходов.

Таким образом, временные и трудовые затраты существенно снижаются. Однако следует понимать, что полученные таким опосредованным образом сведения могут иметь большую по сравнению с классическим определением погрешность. Для уменьшения этой погрешности пробу отходов целесообразно предварительно измельчить, тем самым сделав ее более однородной.

Отработка технологии сортировки

Распространение автоматической сортировки с применением оптического распознавания в России сдерживается различными причинами. Вопервых, это различие между российскими сортируемыми материалами и их зарубежными аналогами по химическому составу, что обусловливает невозможность распознавания их оптическими датчиками. Во-вторых, до настоящего времени не отработаны технологии сортировки входящего потока смешанных ТБО, характерных для России (в Европе преобладает раздельный сбор отходов). Именно поэтому актуальным направлением исследований для внедрения технологии оптико-механической сортировки являются:

определение спектральных характеристик специфических материалов с занесением в базу данных, добавление новых материалов, характерных для российских отходов;
определение зависимости спектральных характеристик от влажности материала;
определение технологических параметров сортировки смешанных ТБО и раздельно собранных отходов;
оптимизация конфигурации оборудования.

Использование оборудования для автоматической сортировки материалов с системой оптического распознавания позволяет многократно увеличить скорость сортировки материалов по сравнению с ручным трудом. Кроме того, возможность идентификации более тысячи материалов (по цвету и химическому составу) открывает широкие перспективы промышленного применения данных технологий.

Использование лабораторного комплекса позволит отработать технологию оптической сортировки в российских условиях, что значительно облегчит применение таких систем в России. Исследования морфологического состава бытовых отходов позволят адаптировать оборудование для сортировки отечественных материалов, установить более точное содержание компонентов в отходах разного состава, что в свою очередь обеспечит выбор оптимального варианта для дальнейшей переработки ТБО и максимального использования их ресурсного потенциала.

Работа по созданию комплекса поддерживается Министерством образования Пермского края в рамках соглашения о предоставлении и целевом использовании субсидии для реализации научных проектов международными исследовательскими группами ученых на базе государственных образовательных учреждений Пермского края.

Г. В. Ильиных , старший преподаватель,
Д. Л. Борисов , старший преподаватель,
Ю. В. Куликова , доцент,
В. Н. Коротаев , проректор по науке и инновациям,
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
журнал "Твердые бытовые отходы" №10, 2013

Литература
1. Слюсарь Н. Н., Борисов Д. Л., Григорьев В. Н. Разработка комплексной технологической схемы сортировки твердых бытовых отходов // Вестн. ПНИПУ. Урбанистика. – 2011. – № 3. – С. 75–82.
2. Хюскенс Ю., Клуттиг М. Автоматическая сортировка мусора // Инновации в теории и практике обращения с отходами: презентационные мат. межд. науч.-практ. конф., Пермь, 5–6 ноября 2009 г.
3. Ильиных Г. В., Устьянцев Е. А., Вайсман Я. И. Построение материального баланса линии ручной сортировки твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России. – 2013. – № 1. – С. 22–25.
4. Ильиных Г. В., Коротаев В. Н., Слюсарь Н. Н. Современные методические подходы к анализу морфологического состава ТБО с целью использования их ресурсного потенциала // Экология и промышленность России. – 2012. – № 7. – С. 40–45.