Повышение эффективности сбора и транспортировки ТБО на примере ОАО «Автопарк №6» Спецтранс" г. Санкт-Петербурга

• Введение
• 1. Общая характеристика существующей системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов
• 1.1 Принципиальная концепция сбора, удаления и переработки твердых бытовых отходов
• 1.2 Система сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в Санкт-Петербурге
• 1.3 Оценка состояния и тенденций развития мировой практики переработки твердых бытовых отходов
• 2. Анализ организации сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»
• 2.1 Краткая характеристика ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»
• 2.2 Анализ финансово-хозяйственной деятельности ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»
• 2.3 Диагностика системы сбора и транспортировки твердых и бытовых отходов
• 3. Разработка предложений по совершенствованию системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов
• 3.1 Рекомендации по совершенствованию системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс» и оценка их эффективности
• 3.2 Разработка предложений по снижению пробега автотранспорта в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Введение
• Проблема твердых бытовых отходов является весьма актуальной, поскольку ее решение связано с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки городов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения.
• ТБО, образующиеся в результате жизнедеятельности людей, представляют собой гетерогенную смесь сложного морфологического состава (черные и цветные металлы, макулатуросодержащие и текстильные компоненты, стеклобой, пластмасса, токсически опасные гниющие пищевые и растительные остатки, камни, кости, кожа, резина, дерево, уличный смет и пр.).
• Первоочередной задачей в решении проблемы ТБО является разработка оптимальных систем их сбора и удаления (транспортировки). Промедление с удалением ТБО из мест образования недопустимо, так как может привести к серьезному загрязнению городов. Удаляют ТБО либо на полигоны захоронения, либо на специальные заводы для переработки и обезвреживания.
• Поскольку свалки все дальше удаляются от города, а бесконечно плечо вывоза ТБО увеличиваться не может, становится весьма актуальной промышленная переработка ТБО. Именно промышленная переработка, решающая в совокупности вопросы обезвреживания, ликвидации и утилизации ТБО, представляет собой кардинальный путь решения этой проблемы. Не случайно в европейских странах запланирован к 2010 г. отказ от полигонного захоронения ТБО.
• Постепенный переход от полигонного захоронения к промышленной переработке является основной тенденцией решения проблемы ТБО в мировой практике.
• Вместе с тем практическое решение проблемы промышленной переработки ТБО связано с большими капиталовложениями, поэтому строительство объектов промышленной переработки ТБО невозможно осуществить быстрыми темпами.
• Поскольку дорогостоящая промышленная переработка является конечной операцией в общей схеме управления ТБО и ее эффективность во многом зависит от организации работы на каждой предшествующей стадии — сбора и транспортировки (удаления) муниципальных отходов, первоочередной задачей в управлении ТБО на ближайшую перспективу является оптимизация их сбора и удаления (при неизменной долгосрочной стратегии перехода от полигонного захоронения ТБО к их промышленной переработке).
• Оптимальная санитарная очистка города во многом обеспечивается правильной технической и финансовой политикой при решении вопросов управления ТБО. Такая политика должна базироваться на объективном анализе состояния и тенденций развития мировой практики, ориентироваться на лучшие мировые достижения, реализовываться с привлечением к решению этой сложной проблемы разных фирм на тендерной основе и изучением возможности использования различных источников. Капитальные вложения в решение проблемы ТБО должны быть ориентированы на создание наиболее прогрессивной модели управления отходами.
• Целью исследования является изучение, анализ и обобщение вопросов, касающихся совершенствования системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в крупном городе и разработка предложений по повышению эффективности сбора и транспортировки ТБО на примере ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс».
• Для достижения поставленной цели в ходе выполнения дипломного исследования потребовалось решить следующие основные задачи:
• — рассмотреть теоретические основы формирования системы сбора и транспортировки ТБО;
• — дать общую характеристику существующей системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в Санкт-Петербурге;
• — дать оценку состояния и тенденций развития мировой практики переработки твердых бытовых отходов;
• — проанализировать организацию сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс» и выявить ее недостатки;
• — разработать предложения по совершенствованию системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов и обосновать их эффективность.
• Объектом исследования является система управления сбором и транспортировкой твердых бытовых отходов в крупном городе, а также в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс».

1. Общая характеристика существующей системы сбора и транспортировки твердых бытовых отходов

1.1 Принципиальная концепция сбора, удаления и переработки твердых бытовых отходов

Государственную политику в области обращения с отходами определяют четыре Федеральных закона:

— Об охране окружающей природной среды (от 19.12.91);

— О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения (от 19.04.91);

— Об экологической экспертизе (от 19.07.95);

— Об отходах производства и потребления (от 10.06.98).

В соответствии с этими законами и тенденциями развития мировой практики стратегия управления отходами базируется на решении следующих основных задач ^[22]:

— минимизация количества образующихся отходов;

— максимально возможное вовлечение отходов в хозяйственный оборот и их материально-энергетическая утилизация как техногенного сырья;

— изыскание экологически безопасных методов переработки отходов с наименьшими экономическими затратами;

— минимизация затрат на санитарную очистку города;

— постепенный переход от полигонного захоронения ТБО к их промышленной переработке.

Комплексное управление ТБО включает в себя организацию их сбора, удаления (транспортировки), переработки и захоронения, а также реализацию мероприятий по уменьшению количества отходов, направляемых на переработку и захоронение.

Исходя из гетерогенного состава муниципальных отходов, схемы управления ТБО на всех стадиях обращения с отходами (включая промышленную переработку) должны представлять собой комбинацию технологических операций разделения отходов на отдельные фракции и компоненты с последующей их переработкой оптимальным методом. Объединяющим процессом в схеме комплексного управления ТБО является сепарация, изменяющая качественный и количественный состав ТБО.

Первоочередной задачей в разработке схемы управления ТБО является организация их сбора и удаления (транспортировки). Промедление с удалением ТБО из мест образования недопустимо, так как может привести к серьезному загрязнению городов. Удаляют ТБО либо на полигоны захоронения, либо на специальные заводы для переработки и обезвреживания.

Постепенный переход от полигонного захоронения к промышленной переработке является основной тенденцией решения проблемы ТБО в мировой практике. Вовлечение ТБО в промышленную переработку во многом снимает противоречие между городом, где образуется большое количество отходов, и пригородом, где отходы должны быть размещены.

Минимизация количества отходов, направляемых на объекты их переработки и захоронения, решается в мировой практике на основе включения в схему управления операций сортировки ТБО и выделения ресурсов, пригодных для дальнейшего использования.

Одним из основных методов минимизации количества отходов, поступающих на объекты санитарной очистки, является предварительная сортировка отходов.

Принципиально возможны три взаимодополняющих друг друга направления сепарации ТБО [5]:

— селективный покомпонентный сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продуктов на специальных сортировочных установках (преимущественно методами ручной сортировки; для извлечения металлов иногда применяется механизированная сепарация);

— селективный пофракционный сбор в местах образования так называемых коммерческих отходов, образующихся в нежилом секторе города (отходы рынков, магазинов, учреждений, школ и др.), с последующим извлечением из них ценных компонентов комбинированными методами ручной и механизированной сортировки (на специальных объектах);

— сортировка в заводских условиях комплексной переработки ТБО (преимущественно механизированная, поскольку ручная сортировка отходов жилого фонда на ленте тихоходного конвейера малоэффективна; в ряде случаев технологическая схема может включать элементы ручной сортировки крупнокусковой фракции ТБО).

В европейских странах, США и Японии широко практикуется раздельный сбор отходов в местах их образования, что во многом предотвращает попадание в ТБО как ценных (незагрязненная макулатура, стекло, пластмассы, металлы), так и опасных (отработанные люминесцентные лампы, аккумуляторы, батарейки) компонентов. По разным оценкам, выход селективно собранных отходов потребления составляет 15−25% от общего количества образующихся ТБО.

Реализация в европейских городах селективного сбора компонентов ТБО в качестве сырья для вторичного использования основана на организации разъяснительной и информационной работы среди населения (начиная со школьных программ обучения) и использовании специальных контейнеров, устанавливаемых в местах образования отходов. Раздельный сбор отходов часто стимулируется снижением платы за удаление ТБО (оплачивается в основном вывоз неутилизируемой части ТБО).

Для сбора с целью последующей утилизации полезных компонентов ТБО в Берлине используются контейнеры нескольких цветов: синий — для бумаги; коричневый, зеленый и белый — для стекла; желтый контейнер или мешок — для бывшей в употреблении упаковки (на которой нанесен специальный зеленый знак); черный с коричневой крышкой — для пищевых и растительных отходов; серый контейнер — для всех остальных отходов. При пользовании контейнерами население Берлина руководствуется требованиями к сортировке отходов по видам (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Требования к сортировке отходов по видам (Берлин, Германия) [22]

В российских условиях в ближайшие десятилетия сложно организовать повсеместно селективный сбор отходов потребления у населения. Это объясняется неподготовленностью населения, отсутствием соответствующих бытовых условий и технического обеспечения, большими трудозатратами, отсутствием потребителя для каждого из выделенных отходов и др. Поэтому в российских условиях более предпочтителен не покомпонентный, а пофракционный сбор муниципальных отходов, с направлением обогащенных фракций на специальные комплексы по сортировке и переработке, создание которых не требует больших капиталовложений. В тоже время актуальна организация пунктов приема вторсырья от населения, а также организация, в порядке эксперимента, контейнерного сбора отдельных компонентов у населения. В итоге одновременно обеспечивается получение ценной, пользующейся спросом, продукции и сокращение количества отходов, направляемых на захоронение или сжигание.

Сортировке на специальных объектах должны подвергаться исключительно отходы нежилого сектора города (торговые и коммерческие предприятия, административные учреждения, учебные заведения и т. п.), характеризующиеся повышенным содержанием незагрязненной макулатуры, металлов, пластмассы и низким содержанием пищевых и растительных остатков. Таким образом, оптимальный состав ТБО, вовлекаемых в масштабную переработку для получения ценных продуктов, должен подбираться за счет централизованной организации в городах несмешивающихся потоков муниципальных отходов, часть которых, обогащенная ценными компонентами, направляется на комплексы по сортировке и переработке ТБО. Подвергая до 40% образующихся в крупном городе отходов сортировке, обеспечивается сокращение потока отходов, направляемых на объекты их переработки и захоронения, на 20% (при извлечении ценных компонентов на уровне 50%).Эффективность управления любой системой, как это видно на примере ТБО — многотоннажного отхода потребления (рис. 1.1), существенно повышается при регулировании входящих в систему потоков. Управление качеством и количеством образующихся ТБО на основе их разделения на несколько несмешивающихся потоков (раздельный сбор отходов жилого и нежилого сектора, опасных компонентов, вторичного сырья у населения) позволяет создать систему обращения с отходами, отвечающую современным требованиям экологии, экономики и ресурсосбережения. На стадии сбора и удаления ТБО во многом определяется, таким образом, эффективность и безопасность их дальнейшей переработки и захоронения.

Услуги по сбору и удалению ТБО в российских городах и населенных пунктах осуществляют муниципальные спецавтохозяйства и коммерческие предприятия в сроки, регламентируемые санитарными правилами. Режим удаления ТБО согласуется органами коммунального хозяйства с местными учреждениями санитарно-эпидемиологического надзора (СЭН) и утверждается на основании решений местных административных органов. Периодичность удаления ТБО с территорий домовладений и организаций составляет, как правило, не реже одного раза в три дня.

Сбор ТБО осуществляется в специальные контейнеры-сборники, устанавливаемые на бетонированной или асфальтированной площадке.

Для транспортировки ТБО в российских городах преимущественно используются собирающие мусоровозы с уплотняющими устройствами (табл. 1.2) типа ФАУН (объем кузова 18 м³, номинальная грузоподъемность 10,3 т), КО-415 (объем кузова 23 м³, номинальная грузоподъемность 9,4 т) и КО-424 (объем кузова 7,5 м³, номинальная грузоподъемность 2,9 т). По данным практики, реальная грузоподъемность собирающих мусоровозов составляет 60−80% от номинальной, что во многом объясняется малой эффективностью уплотнения отходов в кузове мусоровоза (из-за неоднородного состава и крупности отходов и недостаточного усилия прессования в реальных условиях эксплуатации мусоровозов; кроме того, контроль заполнения кузова отсутствует, а оценка его заполнения по числу опорожненных контейнеров неточна, так как сами контейнеры могут быть загружены не полностью).

Рисунок 1.1 — Рациональная схема управления муниципальными отходами

Таблица 1.2

Основные типы мусоровозов, вывозящих ТБО (на примере г. Москвы)

В случае отдаленности от крупного города полигонов захоронения ТБО целесообразна организация двухстадийного удаления муниципальных отходов с использованием мусороперегрузочных станций (МПС), оснащенных стационарными уплотняющими устройствами — компакторами. Собирающие мусоровозы должны доставлять ТБО на МПС, расположенную в черте города, где ТБО перегружаются в воронку компактора, к которому пристыковывается специальный пресс-контейнер емкостью 20−30 м³ (рис. 1.3). Полнота заполнения пресс-контейнера определяется изменением усилия прессования на прессующей плите компактора. Заполненный контейнер устанавливается на контейнеровоз — транспортное средство, оснащенное специальным устройством в виде крюка, затягивающего контейнер по направляющим роликам на платформу. Контейнеровоз осуществляет вывоз ТБО на полигон захоронения. За рубежом при удалении ТБО на расстояние более 100 км считается экономически целесообразным использовать в качестве транспортных средств железнодорожные платформы (на одну платформу устанавливают два пресс-контейнера). Уплотнение ТБО в стационарных устройствах на МПС решает задачу оптимальной загрузки транспорта при вывозе ТБО на большие расстояния, позволяет уменьшить количество собирающих мусоровозов и снизить расходы на удаление ТБО.

Таким образом, при решении вопросов оптимизации системы управления муниципальными отходами на стадии их сбора и удаления в качестве критерия оптимальности следует принимать степень утилизации ТБО (количество отходов, выделенных для вторичного использования на основе их раздельного сбора в жилом и нежилом секторе города и сортировки отходов, обогащенных полезными компонентами) и затраты на сбор и транспортировку ТБО (экономические критерии).

Конечной операцией в общей схеме управления ТБО, эффективность которой во многом зависит от организации работы на предшествующих стадиях сбора и удаления муниципальных отходов, является промышленная переработка, решающая в совокупности вопросы обезвреживания, ликвидации и утилизации ТБО. Переход от полигонного захоронения ТБО к их промышленной переработке является долгосрочной стратегией кардинального решения проблемы ТБО.

Для реализации правильной технической и экономической политики в области создания прогрессивной промышленной отрасли переработки ТБО и выбора оптимальных технических решений для проектирования и строительства новых заводов необходима разработка научно обоснованной концепции промышленной переработки муниципальных отходов.

В настоящее время опубликован ряд материалов, претендующих, с точки зрения авторов этих материалов, на роль концептуальных разработок в области управления ТБО. Их отличительная особенность — бездоказательная реклама какой-то одной технологии как наилучшей по сравнению со всеми остальными (в том числе с ней не сравнимыми). Например, проблему ТБО предлагается решить с применением либо пирометаллургического метода переработки (якобы как экологически наиболее чистого), либо с применением метода биотермического аэробного компостирования в биобарабанах (якобы обеспечивающего получение ценного органического удобрения и естественный круговорот веществ в природе), либо каким-либо другим методом. Естественно, авторы-разработчики этих концепций и рекламируемых в них технологий выступают в одном лице. Совершенно очевидно, что концепции промышленной переработки ТБО, обосновывающие применение разработанной тем или иным автором конкретной технологии как единственно возможной и целесообразной для практического применения, являются несостоятельными, поскольку число этих концепций будет равно числу технических предложений, а в действительности концепция может быть только одна — научно обоснованная.

Принципы построения концепции промышленной переработки ТБО базируются на том, что проблема ТБО — это взаимосвязанная эколого-экономическая и технологическая проблема, а сами ТБО должны рассматриваться как техногенное сырье сложного органо-минерального состава. Технологию переработки ТБО следует рассматривать как метод инженерной защиты окружающей среды. Любая технология должна решать вопросы обезвреживания ТБО, учитывать требования ресурсосбережения (материально-энергетическое использование отходов) и минимизации количества отходов для полигонного захоронения. Приоритетными при выборе и создании технологии, отвечающей достижениям и тенденциям развития мировой практики, являются эколого-экономические критерии (экологическая безопасность технологии, количество и экологическая безопасность образующихся отходов, экологическая безопасность новой продукции, экономическая эффективность, капитальные и эксплуатационные затраты).

1.2 Система сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в Санкт-Петербурге

В настоящее время в Санкт-Петербурге преимущественно используется унитарная схема сбора бытовых отходов. Деятельность по сбору бытовых отходов координирует Жилищный комитет, а деятельность по сбору опасных отходов — Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Администрации Санкт-Петербурга.

Начинаются эксперименты по внедрению системы раздельного (селективного) сбора бытовых отходов. Так, например, Петербургское отделение «Гринпис» реализует эксперимент по раздельному сбору ТБО в Василеостровском районе Санкт-Петербурга. Перед началом эксперимента волонтеры «Гринпис» обошли близлежащие дома и объяснили жителям, насколько важно селективно собирать отходы, чтобы сохранить окружающую среду города. На контейнерных площадках в этом районе были дополнительно установлены три новых контейнера для селективного сбора вторичного сырья. Контейнеры цветные: в синий контейнер собирается макулатура, в серый — стекло, в зеленый — металл, пластик и текстиль. Раздельно собранные отходы направляются на переработку. Проект осуществляется при поддержке компаний Автопарк № 1 и № 6 «Спецтранс», которые не только предоставили новые контейнеры для отходов, но также занимаются вывозом и сдачей на переработку собранного вторичного сырья.

Таким образом, можно отметить, что проведение экспериментов по внедрению системы селективного сбора ТБО без вовлечения в них специализированных транспортных компаний невозможно. Это связано с тем, что необходимо предусмотреть не только разные типы контейнеров для различных видов бытовых отходов, но и средства для транспортировки этих контейнеров. Несколько лет назад эксперимент по селективному сбору отходов проводился в Красногвардейском районе. Население показало готовность раздельно собирать различные виды отходов, но эксперимент потерпел неудачу в связи с тем, что специализированная транспортная компания не готова была перевозить такое количество контейнеров.

В Санкт-Петербурге преимущественно используется планово-подворный метод удаления бытовых отходов. Планово-поквартирный метод применяется только в центральных районах, где вид переполненных коммунальных контейнеров может произвести негативное впечатление на гостей города.

Основная схема сбора и транспортировки бытовых отходов в Санкт-Петербурге выглядит следующим образом. Жители города собирают бытовые отходы в пределах своих квартир в специальные контейнеры емкостью. 15−30 л, так называемые мусорные ведра, или полиэтиленовые пакеты. Затем отходы из ведер или пакеты с отходами перемещаются жителями в коммунальные контейнеры. Контейнеры, как правило, расположены во дворах на специальных контейнерных площадках. Многие современные дома оборудованы мусоропроводами, куда жители выбрасывают мусор из ведер или пакеты с мусором. Из мусоропроводов отходы также попадают в коммунальные контейнеры, которые расположены в специальных помещениях на первых этажах. К преимуществам домов с мусоропроводами можно отнести удобство для жителей, а к недостаткамнеприятный запах в непосредственной близости от квартир и сложность организации селективного сбора.

По определенному графику специальные машины приезжают, чтобы транспортировать заполненные отходами контейнеры к полигону по захоронению отходов или мусороперерабатывающему заводу.

Система вывоза отходов, действующая в Санкт-Петербурге, экономична, но не столь удобна для местных жителей, потому что они должны выносить отходы из квартир в коммунальные контейнеры.

В центральных районах, где применяется планово-поквартирный метод удаления бытовых отходов, жители также собирают отходы в мусорные ведра или полиэтиленовые пакеты, а затем выбрасывают пакеты с мусором или мусор из ведер в мусоровозы другой модели, которые по заранее установленному и доведенному до жителей графику движутся по определенному маршруту. К преимуществам такого метода сбора относится отсутствие контейнерных площадок, которые часто выглядят неопрятно и распространяют неприятный запах, а также возможность организации селективного сбора при использовании нескольких мусоровозов, собирающих разные виды отходов. К недостаткам относятся возникающие несанкционированные свалки пакетов с мусором во дворах и на придворовых территориях, которые создают несознательные жители, не желающие дожидаться мусоровоза. Дворникам приходится периодически проводить работу по разбору несанкционированных свалок.

Офисы фирм и общественные учреждения заключают трехсторонние договоры со специализированными транспортными предприятиями и районными жилищными агентствами для организации транспортировки отходов. Транспортные предприятия устанавливают плату и согласовывают график сбора отходов, включая данный пункт в ближайший маршрут. Специализированные транспортные средства периодически забирают отходы из этих контейнеров согласно договорам и транспортируют их к муниципальным полигонам по захоронению отходов. Однако иногда возникают ситуации, когда контейнеры оказываются перегружены.

Право на вывоз ТБО из муниципального жилищного фонда имеют несколько специализированных автопарков, крупнейшими из которых являются два:

1) ОАО «Автопарк № 1 «Спецтранс»;

2) ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс».

На эти компании приходится основной объем перевозки ТБО — они обслуживают государственный и большую часть негосударственного жилищного фонда. Лицензии на вывоз твердых отходов в городе имеют еще более сотни транспортных фирм, но они в основном обслуживают частные предприятия.

Транспортные средства, принадлежащие специализированным автопаркам, как правило, оборудованы гидравлическими подъемными приспособлениями, чтобы поднимать коммунальные контейнеры. Однако они не укомплектованы оборудованием уплотнения. Собранные отходы в пунктах перегрузки загружаются в транспортные средства, которые перевозят их к участкам захоронения или на переработку.

Транспортные средства специализированных автопарков характеризуются большой изношенностью ввиду того, что большинство из них было введено в эксплуатацию еще в 1980;1990;х гг. Эти транспортные средства приближаются к сроку, когда они будут нуждаться в капитальном ремонте или, возможно, замене. Большое количество транспортных средств испытывают пиковые рабочие нагрузки, которые потребуют увеличения ресурсов (бюджетных и трудовых) для обслуживания и ремонта. Ежедневное обслуживание и мелкий ремонт выполняется прямо во дворе предприятия.

1.3 Оценка состояния и тенденций развития мировой практики переработки твердых бытовых отходов

Система сбора и переработки отходов с их вязана с последующей переработкой. В мировой практике наиболее часто применяют термическую обработку ТБО (в основном — сжигание), значительно реже — аэробную и анаэробную ферментацию. Возможность использования для переработки ТБО этих методов основана на морфологическом составе ТБО, которые содержат до 70−80% органической (горючей, биоразлагаемой) фракции.

Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие главным образом от морфологического состава ТБО и региональных условий.

Одним из наиболее распространенных и технически отработанных методов промышленной обработки ТБО перед их удалением на свалки является сжигание (часто с утилизацией энергии). В европейских странах сжиганием перерабатывают 20−25% объема городских отходов, в Японии — около 65%, в США — около 15% (в США мусоросжигание рассматривают как один из основных способов продления срока службы свалок).

Техника и технология сжигания ТБО непрерывно совершенствовались. В 30-е годы были разработаны печи для непрерывного слоевого сжигания ТБО, осуществляемого на валковой или переталкивающей колосниковой решетке, установленной в нижней части печи. В начале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты с топками с псевдоожиженным слоем (система «твердое-газ»), а в конце 80-х — печи с циркулирующим кипящим слоем, в большей степени отвечающие экологическим требованиям, но требующие обязательной подготовки отходов к сжиганию.

В сложившейся мировой промышленной практике термической переработки ТБО слоевое сжигание при 850−1000^оС применяется наиболее часто. Вместе с тем сжигание в кипящем слое практикуется уже в целом ряде стран, а сжигание в циркулирующем кипящем слое также находит применение в промышленной практике (заводы в Чикаго и Осло, несколько заводов в Японии).

Судя по данным практики, технология прямого сжигания ТБО представляет определенную экологическую опасность вследствие токсичных выбросов (тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны, оксиды углерода и азота и др.) и требует многостадийной газоочистки.

Крупные мусоросжигательные заводы являются также достаточно крупными производителями энергии (пар, электроэнергия), но дорогостоящая газоочистка ухудшает экономические показатели таких заводов. В связи с этим повышается значение прямого рецикла материалов, попадающих в отходы, обогащения отходов и реализации первичных мероприятий, облегчающих газоочистку. Можно констатировать стремление уменьшить поток отходов, направляемых на сжигание (за счет селективного сбора и сортировки), стабилизировать их состав, выделив полезные и опасные компоненты перед сжиганием.

В Германии, например, где традиционно превалируют термические методы переработки ТБО и техническое развитие в этой области до последнего времени было связано именно с совершенствованием термических технологий, возникшие проблемы в определенной степени решаются за счет организации селективного сбора отходов в местах их образования. При этом селективным сбором охвачены не только те или иные ценные компоненты (стекло, металлы, макулатура и др.), но и опасные отходы (отработанные сухие гальваноэлементы, отработанные ртутные лампы и др.). Можно констатировать, что такие опасные отходы, как отработанные электробатарейки, в ТБО практически не попадают. Аналогичная ситуация сложилась в Японии и ряде других стран. В то же время практическое отсутствие раздельного сбора и несовершенство технологии сбора и вывоза отходов в России приводит к высокому содержанию в ТБО влаги, негорючих (металлов, стекла, отходов строительных материалов) и опасных в экологическом отношении компонентов. Поэтому механический перенос европейского термического оборудования и технологий в российские условия для прямого сжигания неподготовленных городских отходов не является оптимальным решением. Об этом свидетельствует практика одиннадцати мусоросжигательных заводов СНГ, оснащенных комплектным импортным оборудованием (процесс сжигания плохо стабилизируется, оптимальная температура зачастую не достигается, большой выход недожога, полная потеря цветных металлов и значительная потеря черных металлов, плохое качество шлака и его загрязнение тяжелыми металлами, эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и большого количества металла, сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и повышенном содержании в них тяжелых металлов и др.).

Основным недостатком традиционных методов термической обработки отходов является, наряду с загрязнением дымовых газов токсичными соединениями, образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или 10% по объему), которые отличаются повышенным содержанием тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение (в основном, в качестве пересыпного материала на свалках или несущего материала при укладке дорог). Для использования в стройиндустрии эти шлаки должны быть обезврежены. Основным способом обезвреживания шлаков является их плавление (электропечи, печи с газовыми или мазутными горелками и пр.) с последующим остекловыванием. В остеклованной форме токсичные вещества находятся в изолированном состоянии и не вымываются из шлака даже после его измельчения.

Технология остекловывания шлака является энергоемкой, и соответственно дорогостоящей. Поэтому в последнее время в мире интенсивно ведется разработка технологий, которые обеспечивали бы получение расплава шлака непосредственно в процессе термической обработки ТБО; одновременно при высокой температуре происходит разрушение токсичных органических соединений.

Добиться повышения температуры в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300^оС) можно различными способами.

Из различных методов высокотемпературной обработки ТБО в опытном и полупромышленном масштабе испытаны следующие процессы [14]:

1) процесс «полукоксование-сжигание» фирмы SIEMENS, Германия, (совместное сжигание при температуре 1300^оС пирогаза и тонкоизмельченного твердого углеродистого остатка, отсепарированного от минеральных компонентов после пиролиза исходных ТБО при 450^оС, с образованием расплава шлака);

2) процесс «пиролиз-газификация» фирмы NOELL, Германия, (совместная термообработка в кислородной среде при температуре 1400−1700^оС пирогаза и твердого углеродистого остатка, отсепарированного от минеральных компонентов после пиролиза исходных ТБО при 550^оС, с образованием синтез-газа и расплава шлака, с энергетическим использованием синтез-газа;

3) процесс «пиролиз-газификация» фирмы «Thermoselect S. A», Италия (пиролиз спрессованных ТБО при температуре 550^оС и совместная термообработка в кислородной среде твердого углеродистого остатка и минеральных компонентов в реакторе газификации при температуре 2000^оС, с образованием оксида углерода и расплава шлака, с энергетическим использованием синтез-газа, образующегося при смешивании оксида углерода и пирогаза в верхней части реактора газификации);

4) процесс сжигания при температуре 1350−1400^оС в слое шлакового расплава (металлургические печи Ванюкова, электропечи), предложенный рядом российских фирм (Гинцветмет, Гипроцветмет, ВНИИЭТО и др.).

Из новых термических методов, апробированных в укрупненном масштабе, предпочтительными представляются процессы, связанные с газификацией отходов, поскольку сжигание газа — это наиболее чистый способ сжигания, требующий простейшей схемы очистки отходящих газов. В настоящее время в Германии технология газификации заложена в проекты нескольких строящихся заводов, с пуском которых будут ясны преимущества и недостатки новых процессов. Из отечественных технологий серьезного внимания заслуживает процесс паровоздушной газификации в плотном слое твердых отходов в реакторе типа вертикальной шахтной печи (с использованием подогретого в теплообменнике воздуха и водяного пара), разработанный институтом химической физики РАН; в 1998;99 гг. процесс отработан в промышленно-экспериментальном масштабе в Финляндии.

Как альтернатива сжиганию в мировой практике развивались бестермические методы переработки ТБО, из которых наиболее распространено компостирование (биохимическое разложение органической части ТБО микроорганизмами). Термин «компостирование» в приложении к ТБО не совсем удачен: по существу речь идет о ферментации, о стабилизации органических компонентов; стабилизованный органический продукт может быть использован не только в сельском хозяйстве (в качестве компоста), но и в других направлениях — для производства этанола, для энергетического применения и др. В различных странах с получением компоста перерабатывается не более 5% ТБО.

В СНГ с 1971 г. по 1987 г. по проектам института «Гипрокоммунстрой» построено 8 заводов (в городах Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ташкент, Алма-Ата, Баку, Тбилиси, Минск, Могилев), а в конце 1994 г. — 9-й завод (в Санкт-Петербурге), на которых реализована практически одна и та же технология прямого компостирования исходных ТБО. Некоторым исключением является Санкт-Петербургский завод N 1, на котором реализовано частичное извлечение из исходных ТБО, перед компостированием, черного металлолома. Несмотря на то, что Санкт-Петербургский завод был первым, построенным в бывшем СССР, положительный опыт его функционирования не был учтен при проектировании заводов в других городах, на которых ТБО подвергают компостированию без какой-либо первичной обработки. При практически неизменной технологии все действующие в СНГ заводы отличаются лишь схемой цепи аппаратов. Все заводы оснащены оборудованием для трех основных технологических операций, обеспечивающих производство компоста: частичной (в Санкт-Петербурге) предварительной подготовки ТБО, биотермического аэробного компостирования в биобарабанах, очистки компоста от примесей и складирования компоста; на некоторых заводах, кроме того, предусмотрена термическая обработка (сжигание, пиролиз) некомпостируемой фракции (г.г. Санкт-Петербург, Минск, Тбилиси, Ташкент).

На всех компостных заводах в СНГ получаемый компост имеет весьма плохой товарный вид, характеризуется низким качеством и сбывается с большим трудом. Товарный вид компоста Санкт-Петербургского завода более благоприятен, но, как и на остальных заводах, компост существенно загрязнен тяжелыми металлами.

Из различных технологий биообработки отходов наиболее прогрессивной в настоящее время является технология биотермической аэробной ферментации швейцарской фирмы «Buhler». Ведущие фирмы США, Германии, Италии, Японии в настоящее время перешли на технологию фирмы «Buhler», отказавшись от технологии компостирования в биобарабанах (используемой на всех заводах СНГ).

По технологии фирмы «Buhler» процесс ферментации осуществляется не в медленно вращающихся биобарабанах, в которых материал находится около двух суток, и процесс ферментации, по существу, только начинается (потеря массы вещества не более 4%), а в бассейне выдержки, в котором материал находится 4 недели, и процесс ферментации полностью заканчивается с получением сухого стабилизированного продукта (потеря массы вещества — 50%). Технологический процесс аэробной ферментации в бассейне выдержки поддается полной автоматизации и непрерывно контролируется (температура, расход аэрируемого воздуха, влажность), в то время как процесс компостирования в биобарабанах протекает практически бесконтрольно.

Поскольку продукт ферментации по процессу «Buhler» является сухим, эта технология имеет еще одно преимущество — обеспечивает весьма эффективную очистку стабилизованной органической фракции от механических примесей (применение комбинации процессов грохочения и аэросепарации). Этот продукт имеет хороший товарный вид и может использоваться не только в качестве удобрения (практика Италии, Испании и Франции), но и применяться как исходное сырье для производства этилового спирта, как подготовленное топливо для сжигания и т. д.

Из других новых технологий биотермической аэробной ферментации серьезного внимания заслуживает так называемое туннельное компостирование.

Третий метод промышленной переработки ТБО — анаэробная ферментация (получение и утилизация биогаза, образующегося при разложении органических компонентов ТБО в анаэробных условиях) — чаще всего используется непосредственно на полигонах захоронения (в США, например, имеется около 100 установок по утилизации метана, получаемого за счет гниения мусора на свалках); впервые в РФ сбор и утилизация биогаза организованы в 1996 г. на свалках в городах Мытищи и Серпухов. Вместе с тем в Германии, Бельгии, Франции и ряде других стран разработана технология получения биогаза из органической фракции, выделенной из ТБО при их обогащении на заводах. По-видимому, возможность применения анаэробной ферментации органической фракции ТБО следует учитывать в тех случаях, когда имеется практическая потребность в биогазе.

В процессах заводской анаэробной ферментации (сбраживания) в качестве полезной продукции получается не только биогаз, но и компост. Герметичность установок анаэробной переработки отходов обеспечивает соблюдение экологических и санитарных норм реализации этого процесса.

В 1988 г. в г. Амьен (Франция) вошел в строй завод производительностью 110 тыс. т ТБО в год, работающий по системе «Valorga». Технологический процесс по этой схеме включает следующие операции: сортировка исходных ТБО (выделение металлов, удаление крупногабаритных и части инертных отходов), анаэробное (без доступа воздуха) сбраживание органических веществ в ферментационных баках (дижестерах) с получением биогаза (содержит 60−65% метана) и специфической массы «Digestat», являющейся составляющей высококачественного удобрения. После очистки этой массы от примесей (стекло, текстиль, дерево, пластмасса и др.) с применением методов сортировки получается новый вид удобрения, который существенно отличается от компоста (более схож с перегноем), продается в гранулированном виде (размер гранул около 10 мм) по цене 150−200 франков за 1 т (для сравнения: цена компоста во Франции 20 франков за 1 т) и используется как дополнение к минеральным удобрениям. Состав нового удобрения (%): органического вещества — 30−35, углерода — 10−12, азота — 0.8−0.9, фосфора (Р₂О₅) — 0.3, калия (К₂О) — 1.3, кальция — 5.3, магния — 0.3, влажность 40−65%. Из 100 т отходов по технологии «Valorga» можно получить 13−15 т газа, 35−40 т удобрений; количество отходов составляет 10−20% от общей массы.

Заводы, на которых реализована технология анаэробной ферментации, являются самыми дорогими среди альтернативных технологий, что связано с необходимостью применения большого числа реакторов большой емкости.

Практический опыт переработки ТБО в различных странах показывает, что не существует какого-либо одного универсального метода, удовлетворяющего современным требованиям экологии, экономики, ресурсосбережения и рынка. Этим требованиям, тенденциям развития мировой практики, рекомендациям международных экологических конгрессов в наибольшей степени отвечает проектирование и строительство комбинированных мусороперерабатывающих заводов, обеспечивающих использование отходов как источника энергии и как вторичного сырья. Построение промышленной технологии именно по принципу комбинации различных методов переработки ТБО нивелирует недостатки каждого метода, взятого в отдельности. Именно комплексная переработка ТБО, как системная комбинация на новой основе сортировки, термообработки, ферментации и других процессов, обеспечивает в совокупности малую отходность производства, его максимальную экологичность и экономичность.

Убедительным подтверждением развития мировой технической политики в направлении именно комплексной переработки ТБО (комбинация методов сортировки, биои термической обработки и других) является пуск в 1997 г. крупнейшего в мире завода близ Чикаго (500 тыс. т/год), который американцы называют прообразом заводов 21-го века; аналогичный завод проектируется для Милана. Технология комплексной переработки применяется на заводах в Италии, Бельгии, Швейцарии, Японии и других странах; в 1998 г. вошел в строй крупный завод в Германии (г. Кельн), также использующий комбинацию процессов (сортировка и сжигание).

Объединяющим процессом в схеме комплексной переработки ТБО является сортировка (в том числе на основе селективного сбора), изменяющая качественный и количественный состав ТБО. При этом повышается не только доля рецикла ряда компонентов ТБО (в основном металлов), но и во многом решаются вопросы удаления опасных бытовых отходов и балластных компонентов, оптимальной подготовки тех или иных фракций компонентов ТБО к дальнейшей переработке.

Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс ферментации органических веществ ТБО, облегчает очистку продукта ферментации от примесей, снижает потребную производительность весьма дорогостоящего биотермического и термического оборудования, улучшает состав продукта ферментации, шлака и отходящих газов, улучшает процесс сжигания, упрощает газоочистку, т. е. технология комплексной переработки ТБО повышает экологичность и экономичность традиционной термической и биотермической обработки ТБО.

Перераспределяя материальные потоки отходов, сортировка практически вдвое сокращает потребность в дорогостоящем термическом и биотермическом оборудовании. В то же время капитальные затраты на саму сортировку не превышают 15% от затрат на термои биообработку.

Иными словами, рациональная сортировка ТБО, покомпонентная и пофракционная, оптимизирует сопряженные производства. В этом ее главное назначение; извлечение тех или иных продуктов для вторичного использования — это важная, но частная задача сортировки.

Не случайно в США с 1992 г. вступил в силу закон, в соответствии с которым запрещается доставка ТБО на свалки и мусоросжигательные заводы без предварительной сортировки.

Весьма показательно также, что Мировой банк, согласно рекомендациям международных экологических организаций, отдает приоритет в кредитовании проектам, связанным с рециклинговыми мусороперерабатывающими технологиями.

2. Анализ организации сбора и транспортировки твердых бытовых отходов в ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»

2.1 Краткая характеристика ОАО «Автопарк № 6 «Спецтранс»

Автопарк № 6 создан 1 ноября 1974 года и находился в непосредственном подчинении Специализированного транспортного управления по очистке городских территорий и водных протоков вплоть до своего акционирования 11 октября 1993 года.

За время его существования произошли огромные изменения как в жизни самого предприятия и в жизни его коллектива, так и в стране. Но что осталось неизменным, так это тот курс, который наметил для себя коллектив автопарка еще изначально: повышение эффективности выполняемых услуг, увеличение производительности труда, сокращение производственных потерь, повышение качества уборки домовладений.

В настоящее время Открытое акционерное общество «Автопарк № 6 «Спецтранс» — Золотой Член Ассоциации поддержки и развития системы экологического оздоровления «Чистый город», коллективный член Международной Академии наук экологии, безопасности человека и природы, коллективный член Международной Национальной библиотеки, является одним из ведущих автотранспортных предприятий Санкт-Петербурга. Основная его задача в инфраструктуре г. Санкт-Петербург — очистка домовладений города от бытовых отходов путем вывоза их специальным транспортом на поля обезвреживания и компостирования.

Автопарк № 6 — предприятие наукоемкое. Неслучайно здесь работает более 1000 человек, из них два доктора экономических и технических наук, пять кандидатов (один экономических наук и четыре технических), 8 аспирантов Государственного Университета сервиса и экономики. За 35 лет существования парка разработано и внедрено более 76 изобретений и два научных открытия. Автопарк осуществляет научно-техническое сотрудничество с ведущими предприятиями, специализирующимися на разработке и производстве коммунальной техники, такими как ООО «Механический завод «СпецТранс» и ОАО «ЭРМЗ «Спецтранс».

Производственная мощность Автопарка более 400 спецмашин.

Специфика производства связана с поддержанием благоприятной экологической обстановки в городе, выполнение работ требует особого внимания качеству на всех этапах вывоза твердых бытовых отходов.

За годы работы предприятия не один раз происходило полное техническое перевооружение, переоснащение парка спецмашинами, отвечающими современным высоким требованиям, построены две мусоросортировочных станции для селективного отбора вторичных ресурсов.

Трудовая деятельность автопарка неоднократно отмечалась наградами и грамотами: «Лидер Российской экономики» — 1996 г., «Знак общественного признания» -1997, 1998, 1999, 2001, 2003 годы, дипломант Премии Правительства Санкт-Петербурга в области качества — 1998 г., а в 1999 г ее лауреат. Неоднократно предприятие получало благодарности Законодательного Собрания Санкт-Петербурга за качество работы.

В 2001 году на инновационном салоне в Брюсселе работа членов коллектива Автопарка № 6 оценена, как имеющая общемировое значение, присуждена Серебряная медаль выставки.

Особый подъем качества работ предприятия, глобальное техническое перевооружение произошло в 2002;2003 годах. Разработаны и внедрены технологические разработки, позволяющие, с одной стороны, резко повысить производительность труда (за 1 ездку перевозится 90 куб. м отходов), с другой стороны, резко облегчить труд смежников-дворников, практически снять социальную напряженность этого направления городского хозяйства.

Наиболее важные достижения предприятия за период с 2002 г. по настоящее время отражены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Достижения ОАО «Автопарк № 6» «Спецтранс» в 2002;2011 гг.