Rationalization of municipal solid waste management in the city (using the example of the activities of EcoSputnik LLC in the city of Orenburg)

Full Text

Введение

Недостаточность утилизации ТКО в настоящее время является проблемой. С территории городов и населенных пунктов ТКО вывозятся на полигоны. Утилизация ТКО не выполняется в полном объеме, в то время как можно получать продукцию и экономить природные ресурсы [1, с. 14–16]. Оценка методов работы с ТКО дана в работе [2, с. 11–14]. Экономический эффект можно получить при рассмотрении отходов как побочного продукта с дальнейшей переработкой [3, с. 106–109]. При сортировке ТКО выделяют стекло и рекомендуют изготавливать пеностекло [4, с. 14], из пищевых отходов – биоэтанола и биодизель [5], перерабатывать пластик [6; 7, с. 201]. В литературных источниках в большей мере рассматриваются энергетические установки. Переработка ТКО на энергетических установках может дать КПД до 70% [8, с. 39], энергетическая утилизация отходов снижает экологическую и климатическую нагрузку [9, с. 8], однако теплотворная способность отходов зависит от их морфологического состава [10, с. 79–81; 11, с. 192–197]. В крупных городах энергетические установки могут поставлять биогаз на нужды города, снижая таким образом воздействие на окружающую среду [12, с. 79; 13, p. 30–38]. При выборе метода и технологии переработки ТКО важно знать физические и химические свойства отходов, так как содержание органического вещества влияет на переработку их методами ферментации и компостирования [14, с. 88].

Вопросы использования ТКО как вторичного сырья рассматриваются и за рубежом [15, p. 181], в том числе в развивающихся странах. Переработка и термическая обработка ТБО изучается в Бразилии [16, p. 3498], факторы воздействия на окружающую среду и здоровье населения – в Эфиопии [17; 18, p. 3779–3794], оценка выбросов при открытом сжигании ТКО – в Непале [19, p. 489]. В Китае представлены инновационные режимы обращения с ТКО: законодательство об обязательной сортировке ТКО, программа «Зеленый счет» и Объединенная сетевая программа, но основным способом утилизации рекомендуется термическая переработка [20, p. 29943–29945; 21, с. 17–22]. В Греции выделяют 4 вида переработки полимеров: плавка, химическое разложение, механическая переработка, использование энергии химических связей полимера [22, с. 37–43].

Целью проведенной нами работы является исследование обращения с отходами на полигоне ТКО и разработка предложений по рационализации обращения с ТКО на примере г. Оренбурга.

Методы исследований

Исследования проводились в каждом сезоне года для учета состава поступающих отходов. Анализировали состав всей массы отходов, ежедневно поступающих на полигон ТКО. Весовым методом определяли влажность и массу каждого материала в составе отходов в контейнерах для мусора г. Оренбурга.

Результаты и их обсуждение

Вопросами обращения с отходами в г. Оренбурге занимается ООО «ЭкоСпутник». В городе организован раздельный сбор мусора в контейнеры. На полигоне ТКО проводится сортировка поступающих отходов из контейнеров. При сортировке отделяют макулатуру, пластик, стекло, дерево, металл и направляют на утилизацию. На рисунке 1 представлен мусоросортировочный комплекс в г. Оренбург.

 

Рисунок 1 – Мусоросортировочный комплекс г. Оренбург

 

Тем не менее одной из проблем остается увеличение площади полигона ТКО в г. Оренбурге, что приводит к увеличению площади отчуждаемых земель (рис. 2, 3).

 

Рисунок 2 – Территория полигона ТКО в 2003 г.

 

Рисунок 3 – Территория полигона ТКО в 2023 г.

 

Мы проанализировали ситуацию с образованием ТКО в городе. Согласно ФККО (2024 г.) дается название и код отходов, поступающих на полигон ТКО, как 43832911524 Отходы контейнеров для мусора. Данные отходы состоят из многих материалов, образуются из бытовых изделий на предприятиях и в быту, поэтому относятся к малоопасным. Мы рассмотрели массу и состав ТКО по всем сезонам года, а также от разных объектов их образования для сравнительной характеристики. Результаты исследования представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 – Масса рассмотренных ТКО из контейнеров, кг

Источники поступления отходов на полигон ТКО	Период исследования				Масса отходов, тыс. т в год
	январь	июнь	сентябрь	март
Муниципальные образования, входящие в состав г. Оренбург	513,2	718,2	458,5	801,2	2491,1
Различные объекты г. Оренбург	1269,5	781,2	2628,5	1260,4	5939,6
– многоэтажные жилые дома	3025,8	3205,8	1793,3	2736,0	11954,0
– частные жилые дома	432,0	727,2	396,5	769,9	2325,6
– предприятия и организации	502,2	823,5	1625,8	1053,5	4005,0
Итого:	5742,6	6254,1	6902,5	6620,9	28355,0

 

Результаты исследования показали, что ТКО поступают на полигон от частных и многоэтажных жилых домов города, от муниципальных образований, входящих в состав города, от предприятий и организаций. Многоэтажные жилые дома, составляющие основной жилой фонд города, поставляют больше отходов, чем все прочие источники. Меньше всего отходов поступает от частных жилых домов города и поселений. В течение года поступление ТКО на полигон примерно равное по массе, лишь несколько меньше зимой.

Морфологический состав поступающего мусора из контейнеров показал, что более 80% отходов составляют использованные полимерные материалы, стекло и бумага, которые в городе собираются раздельно в контейнеры, пищевые и разлагаемые органические материалы (таблица 2). Причем доля разлагаемых в окружающей среде органических материалов в нем составляют 40,5%. Тем не менее их раздельный сбор в городе не производится.

 

Таблица 2 – Состав материалов в мусоре из контейнеров

Наименование материала	Содержание материала в отходе, %	Состав материала	Образование материала, тыс. т в год
Разлагаемые в окружающей среде органические материалы	40,5	Использованные продукты, растительные остатки от уборки города, населенных пунктов, предприятий и организаций	90294,4
Полимерные материалы	23,1	Полиэтиленовые бутылки, полипропилен, полиэтиленовая пленка	51501,3
Бумажные материалы	11,0	Использованный картон, бумага	24524,4
Стеклянные материалы	9,4	Стеклянная тара, прочее стекло	20957,2
Текстиль различного состава	4,8	Текстиль синтетический и органический	10701,6
Металлы различного состава	2,9	Черные и цветные металлы	6465,6
Комбинированные материалы различного состава	2,0	Комбинированная упаковка, электрические отходы	4459,0
Дерево загрязненное	1,2	Дерево с синтетическим и не синтетическим загрязнениями	2675,4
Инертные материалы легко утилизируемые	5,05	Строительные отходы	11259,0
Опасные материалы	0,05	Ртутные лампы, лампы ртутно-люминесцентные, термометры ртутные, батарейки электрические	111,5
Всего:	100		222949,2

 

Ежегодно в г. Оренбурге образуется 222949,2 тыс. тонн ТКО, которые вывозятся на полигон. После существующей сортировки отходов на полигоне ТКО в качестве вторичных ресурсов для получения продукции можно использовать пластик, макулатуру, стекло, легкоразлагаемые органические материалы, что уменьшит ежегодное размещение на полигоне более 80% отходов из контейнеров, а также соответственно ежегодное увеличение площади полигона.

Для полигона ТКО в г. Оренбурге мы рассчитали основные технические характеристики комплекса по переработке ТКО (табл. 3). При переработке образующихся отходов потребуется 18 установок для получения биогаза, 1 установка по переработке стекла, 4 установки по переработке пластика, 5 установок по переработке макулатуры. Биогазовая установка будет обеспечивать комплекс биогазом для получения тепла.

 

Таблица 3 – Расчет потребности в установках по переработке ТКО

Наименование установки	Производи-тельность установки, т/сутки	Всего перерабатывается отходов на одной установке, т/год	Всего образуется отходов, т/год	Потребность в установках, штук	Масса полученной продукции, т/год
Биогазовая установка КОБОС-1	12,6	4599,0	90294,0	18	33974
Установка по переработке стекла ТОСС	48,0	17520,0	20954,0	1	14541
Установка по переработке пластика СТАНКО-2000	19,2	7008,0	29485,0	4	22425,6
Установка по переработке макулатуры БДМ-3	12,0	4380,0	24524,0	5	15330

 

Переработка ТКО после сортировки позволит получить 33974 т/год биогаза, 14541 т/год листового стекла, 22425,6 т/год изделий из пластика, 15330 т/год изделий из бумаги.

Выводы

Одной из проблем в г. Оренбурге остается увеличение площади полигона ТКО, что приводит к увеличению площади отчуждаемых земель и воздействия на атмосферный воздух и подземные воды.

В настоящее время в городе организован раздельный сбор мусора в контейнеры, на полигоне ТКО проводится сортировка поступающих из контейнеров отходов. В течение года поступление ТКО на полигон примерно равномерное, лишь несколько меньше зимой, что позволяет рассмотреть вопросы утилизации отходов.

Ежегодно в г. Оренбурге образуется 222949,2 тыс. тонн ТКО, которые вывозятся на полигон. В поступающих на свалку отходах 80% составляют потенциально перерабатываемые и утилизируемые после переработки отходы.

Непосредственно на переработку могут поступать раздельно собираемые в городе в контейнеры неорганические полимерные материалы, стекло и бумага. Для этого на территории полигона ТКО города необходимо установить миникомплексы по переработке отходов, которые позволят получать 14541 т/год листового стекла, 22425,6 т/год изделий из пластика, 15330 т/год изделий из бумаги.

Пищевые и биоразлагаемые органические материалы в городе раздельно не собираются. Раздельный сбор данных отходов и поступление их на переработку на миникомплексе из 18 установок позволило бы получить 33974 т/год биогаза, который можно было бы использовать для обеспечения теплом комплекса переработки.

Организация переработки отходов будет способствовать повышению уровня экологической безопасности в районе полигона и сокращению площади отводимых под полигон ТКО земель.

About the authors

Tamara Alekseevna Gamm

Orenburg State University

Email: hammtam@mail.ru

doctor of agricultural sciences, associate professor, professor of Ecology and Environmental Management Department

Russian Federation, Orenburg

Elena Vasilievna Grivko

Orenburg State University

Author for correspondence.
Email: grivko-ev@mail.ru

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Ecology and Environmental Management Department

Russian Federation, Orenburg

References

Supplementary files