Трухин Юрий Михайлович. Оптимизация санитарной очистки урбанизированных территорий от твердых бытовых отходов на примере г. Перми

Короткий опис

Трухин Юрий Михайлович. Оптимизация санитарной очистки урбанизированных территорий от твердых бытовых отходов на примере г. Перми : диссертация ... кандидата технических наук : 03.00.16.- Пермь, 2002.- 194 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/388-X

Введение . 4
1. Состояние проблемы санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО 9
1.1. Анализ действующих систем санитарной очистки от ТБО 10
1.2. Перспективы развития санитарной очистки от ТБО 32
1.3. Постановка цели и задач исследования 54
2. Анализ санитарной очистки от ТБО на примере г. Перми 56
2.1. Исследование ТБО г.Перми 56
2.2. Анализ санитарной очистки от ТБО на примере г. Перми 80
2.3. Оценка ресурсного потенциала ТБО г. Перми 86
3. Разработка принципов обращения с ТБО 95
3.1. Анализ жизненного цикла ТБО 95
3.2. Требования к санитарной очистке от ТБО 98
3.3. Принципы обращения с ТБО 109
4. Разработка метода оптимизации санитарной очистки от ТБО 113
4.1. Выбор вероятных сценариев санитарной очистки от ТБО 115
4.2. Выбор показателей оценки санитарной очистки от ТБО 119
4.3. Оптимизация санитарной очистки от ТБО по ресурсно-эколого¬экономическому критерию 129
5. Оптимизация санитарной очистки от ТБО на примере г. Перми 134
5.1. Исходные данные 134
5.2. Расчет показателей оценки санитарной очистки от ТБО 136
5.3. Определение оптимального сценария санитарной очистки от ТБО на примере г.Перми 149
Заключение 151
Список литературы 153
Приложения: 1. Структура ТБО жилого сектора.
2. Структура ТБО предприятий службы быта.
3. Структура ТБО учреждений.
4. Структура ТБО в группе розничной торговли.
5. Структура ТБО для объектов социальной сферы.
6. Структура ТБО театров.
7. Структура ТБО промтоварных магазинов.
8. Структура ТБО. Год.
9. Динамика изменения естественного объемного веса ТБО в течение года для г. Перми.
10. Расчет показателей загрязнения атмосферы по выбранным для г. Перми сценариям.
11. Расчет показателей загрязнения гидросферы по выбранным для г. Перми сценариям.
Социально-экономические темпы развития общества, повышение уровня потребления бытовых товаров способствует быстрому росту количества твердых бытовых отходов (далее ТБО). Для поддержания высокого уровня жизни в Западных странах ежегодно на душу населения расходуется около 20 тонн разнообразного сырья. В среднем во всех развитых странах на одного человека приходится 200 - 300 кг, а в США - до 600 кг ТБО, представляющих серьезную санитарно-эпидемиологическую и экологическую угрозу. Наиболее интенсивные темпы роста ТБО в крупных городах, где хозяйственная деятельность человека наиболее сконцентрирована и где на ограниченной территории проживает значительная масса людей.
Большое количество отходов создает технические и экономические проблемы их удаления и обезвреживания, и в результате эмиссии загрязняющих веществ, приводит к значительным экологическим нагрузкам на окружающую среду.
В этих условиях обязательным элементом, обеспечивающим нормальные условия жизни общества становится эффективная с экологической и экономической точек зрения, санитарная очистка городских территорий от ТБО.
Санитарная очистка от ТБО - это техническое обеспечение обращения с отходами на протяжении их жизненного цикла.
Проблема санитарной очистки от ТБО является приоритетной в сфере охраны окружающей среды и важным направлением хозяйственной деятельности человека. В настоящее время основная задача санитарной очистки от ТБО сводится к разработке надежных технологических систем и средств сбора отходов, их удаления и обезвреживания. В основном решения касаются либо транспортных, либо экономических задач.
Практика показывает, что основным способом обезвреживания ТБО во всех странах остается захоронение. С ростом городов места захоронения (свалки) быстро заполняются, как правило, они попадают в городскую черту и надолго выбывают из активного землепользования. Возникает потребность в новых землях. Но высокая плотность населения и интенсивное использование пригородных
территории для строительства жилья усложняет процесс отвода новых земель под свалки: их располагают все дальше от городской черты, что приводит к повышению затрат на транспортировку. Становится актуальной задача снижения количества ТБО, направляемых на захоронение.
Анализ мирового и отечественного опыта построения систем движения ТБО показал, что для достижения высокого уровня экологической безопасности и экономической выгоды ключом успешного развития подобных систем является разделение материальных потоков отходов по сферам и источникам их образования, компонентам морфологического состава. Разделение потоков отходов на ранних стадиях их движения облегчает дальнейшее управление системой.
Наряду с «физическим» измерением проблемы ТБО существуют также и другие взаимосвязанные аспекты этой проблемы, которые делают ее насущной именно в наше время:
a) объем ТБО непрерывно возрастает как в абсолютных величинах, так и на душу населения;
b) состав ТБО усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных компонентов;
c) отношение населения к традиционным методам сваливания мусора на свалках становится отрицательным;
d) ужесточающие правила обращения с отходами, принимаются на всех уровнях исполнительной и законодательной органов власти;
e) новые технологии утилизации отходов, в том числе современные системы разделения, мусоросжигательные заводы-электростанции и санитарные полигоны захоронения, все более широко внедряются в жизнь;
f) экономика управления отходами усложняется. Цены утилизации отходов резко возрастают.
Для эффективного управления системой движения ТБО обязательно проведение исследований: определение норм образования, морфологического, фракционного и химического составов, токсикологических и санитарно¬эпидемиологических свойств отходов.
Сложившаяся практика удаления ТБО, когда 97 % образующихся бытовых отходов складируются на полигонах (90 % которых не отвечают требованиям экологической безопасности) приводит к длительному загрязнению окружающей среды, сравнимому по степени опасности разве что с радиационным загрязнением. Продолжение действующей политики в области обращения с отходами грозит перерасти в экологический кризис, а сегодняшнее состояние системы санитарной очистки от ТБО можно уже охарактеризовать как критическое. Действующая система удаления отходов приводит к безвозвратной потере ценных вторичных материальных ресурсов (BMP) и энергетических ресурсов, задалживает пригородные территории, чем наносит ущерб природно-ресурсному потенциалу.
Результаты анализа показали, что при создании систем движения ТБО построения и не всегда учитываются цели стратегии устойчивого развития общества, принятой мировым сообществом в Рио-де-Жанейро в 1992 году и одобренной Российской Федерацией. А используемые принципы построения систем не учитывают весь жизненный цикл ТБО - особенно этапы ассимиляции отходов в окружающей среде. Все это приводит к принятию не оптимальных решений, негативному воздействию на окружающую среду и потерям вторичных материальных ресурсов.
Создание эффективной системы движения отходов возможно путем комплексного решения всех аспектов ее функционирования.
Комплексное решение заключается в комбинации организационно¬технических мероприятий на всех этапах по обращению с ТБО в единую схему санитарной очистки. Наличие большого количества технологических приемов обращения с ТБО на каждой стадии затрудняет выбор наиболее эффективного набора мероприятий, составляющих собственный сценарий. Необходимо выбрать показатели, позволяющие провести сравнительную оценку возможных сценариев и определить среди них наиболее оптимальный.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Ресурсный потенциал ТБО, состоящий из вторичного сырья, энергетического и биологического потенциалов, служащих основой для подбора технологии переработки и обезвреживания отходов.
2. Ресурсно-эколого-экономический критерий оценки санитарной очистки от ТБО, позволяющий построить оптимальный сценарий ее развития.
3. Метод оптимизации санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО, построенный на основе ресурсно-эколого-экономического критерия, обеспечивающий комбинацию способов обращения с ТБО в единый оптимальный сценарий, а именно: оптимальную схему сбора и транспортирования, экологически безопасную переработку, обезвреживание и захоронение не утилизируемых остатков.
Научная новизна результатов исследований:
1. Впервые проведен анализ ресурсного потенциала ТБО. Установлены величины его составляющих: потенциала вторичного сырья, биологический и энергетический потенциалы.
2. Исследована зависимость доли вторичного сырья в ТБО от источника их образования. Установлен уровень извлечения вторичного сырья из ТБО на стадии сбора, на основе которого предложен метод расчета лимитов на размещение ТБО в окружающей среде.
3. Разработан ресурсно-эколого-экономический критерий оценки санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО, включающий показатели: воздействие на атмосферу и гидросферу; ресурсосбережение; экономия земельных ресурсов; экономия энергии; удельная стоимость обращения с 1 т ТБО при реализации сценария санитарной очистки; а также впервые предложенный показатель «вечного захоронения» отходов.
4. Разработан метод оптимизации санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО по ресурсно-эколого-экономическому критерию.
Практическое значение и внедрение результатов работы. Определены нормы образования ТБО на примере г. Перми, утверждены постановлением администрации города Перми № 327 от 3.08.2002 г.; разработана методика оптимизации санитарной очистки городов по ресурсно-эколого-экономическому критерию; решена задача оптимизации санитарной очистки для г. Перми; разработана «Концепция схемы санитарной очистки от ТБО для г. Перми»; результаты исследований внедрены в виде: нормативно-правовой, методической и технической документации; проектов санитарной очистки городов Пермь,
Березники; проекта ОВОС мусороперерабатывающего завода г. Перми; методик расчета нормативных затрат на сбор, транспортировку и захоронение ТБО, утвержденных Администрацией города Перми.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: русско-австрийской научной конференции «Природоохранные вопросы в системе управления движением отходов производства и потребления», Вена-Пермь, 1999 г.; научно - технической конференции автодорожного факультета ПГТУ «Проблема строительства, реконструкции и эксплуатации оснований, фундаментов, мостов, транспортных сооружений. Механизация строительства. Охрана окружающей среды», Пермь 2000 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 155 наименований, из них 47 на иностранных языках и 11 приложений. Содержит 41 рисунок и 29 таблиц.

Список літератури

Заключение
В работе проведено научное обобщение теоретических, методических и экспериментальных исследований автора по проблеме обращения с ТБО. Результаты их позволяют сделать следующие выводы:
1. Определены ресурсные характеристики ТБО. Потенциал вторичного сырья на стадии сбора для домовладений (офисов) составляет 0,37 (0,46) кг/кгтб0, энергетический потенциал (на сухую массу) - 8836,7 кДж/ кгтбо, биологический потенциал - 0,305 кг/кгтбо., Знание ресурсных характеристик ТБО позволяет подобрать технологии их переработки и обезвреживания. Предложена методика нормирования размещения ТБО в окружающей среде, которая позволяет устанавливать природопользователям лимиты размещения отходов в окружающей среде с учетом раздельного сбора.
2. Предложены принципы обращение с ТБО, реализующие стратегию устойчивого развития, обеспечивающие минимизацию: эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду; потерь природных ресурсов; экономических затрат; периода ассимиляции отходов.
3. В соответствии с предложенными принципами обращения с ТБО выбрано семь показателей: воздействие на атмосферу и гидросферу, ресурсосбережение, экономия земельных ресурсов, экономия энергии, удельная стоимость обращения с 1т ТБО, «вечное» захоронение отходов, позволяющих провести сравнительную оценку многоэтапных сценариев санитарной очистки от ТБО.
4. Разработан метод оптимизации санитарной очистки урбанизированных территорий от ТБО на основе ресурсно-эколого-экономического критерия, позволяющий выбрать стратегию развития как действующих, так и вновь создаваемых схем санитарной очистки от ТБО.
Разработанный метод оптимизации санитарной очистки от ТБО верифицирован на примере г. Перми. Выбран оптимальный сценарий движения ТБО, включающий компостирование отходов с применением раздельного сбора, вывозом через МПС, сортировкой на компостном заводе с получением вторичного сырья.