Комплексная система сбора, транспортировки, сортировки и утилизации твердых бытовых отходов
Система относится к области коммунального хозяйства, а именно к промышленной сборке, транспортировке, сортировке и утилизации твердых бытовых (и приравненных к бытовым) отходов (ТБО), как ранее полученных, так и вновь образующихся. На этапе контейнерных площадок для сбора мусора обеспечиваются условия для ограниченной сортировки мусора населением по типу и размеру, причем мусор не прессуется и транспортируется в исходном виде на первичные приемно-сортировочные пункты, где происходит его сортировка и прессование отдельных фракций с последующей транспортировкой на мусороперерабатывающий завод, причем на центральном заводе формируются оптовые партии вторичного сырья для дальнейшей реализации производственным предприятиям, а бесполезные отходы брикетируются в инертные для окружающей среды прессованные блоки и складируются на полигоне. Достигается многократное уменьшение традиционных расходов на сбор и утилизацию отходов, уменьшение загрязнения окружающей среды, сокращение территорий для захоронения отходов и исключается потребность в мусоропроводах и мусоровозах с прессами.
Система относится к области коммунального хозяйства, а именно к промышленной сборке, транспортировке, сортировке и утилизации твердых бытовых (и приравненных к бытовым) отходов (ТБО), как ранее полученных, так и вновь образующихся.
В мировой практике используются различные методы сборки, транспортировки и переработки твердых бытовых отходов (ТБО). Сочетание ручных методов сортировки с механизированными сортировочными установками позволяет отобрать макулатуру, текстиль, стекло и пластик, черные и цветные металлы.
Однако для смешанного мусора, который собирается на территории Российской Федерации и других странах СНГ, реализация сортировки мусора по типу на мусороперерабатывающих заводах уже невозможна.
В большинстве регионов Российской Федерации, СНГ и мира существует проблема переполненных полигонов ТБО (свалок). Традиционные способы сбора и утилизации отходов требуют больших площадей для новых полигонов и увеличения тарифов за вывоз ТБО, взимаемых с населения.
Между тем предпринимаются попытки усовершенствовать процесс сбора и утилизации, опираясь на опыт стран, имеющих технические и организационные способы решения этой проблемы.
Осуществляются меры для улучшения практической пригодности мест первичного сбора мусора. Строятся навесы для защиты от атмосферных осадков, мусорные баки оснащаются крышками. Однако использование мусоропроводов в жилых домах и повсеместное применение мусоровозов с прессованием приводят к уничтожению или резкому снижению стоимости вторичного сырья, содержащегося в твердых бытовых отходах.
В некоторых регионах построены или строятся мусоросортировочные заводы и сортировочно-перегрузочные станции, мусоросжигательные заводы. Но деятельность этих предприятий из-за несистемного подхода не решает существующих проблем.
Ключевым положением к пониманию ситуации является то, что процесс сбора, сортировки и последующей утилизации мусора не систематизирован и не имеет единого управляющего и заинтересованного лица. Контроль над системой обращения с отходами принадлежит государству, точнее - администрациям муниципальных образований, которые организуют в точном соответствии со своими обязанностями лишь два крайних
этапа - первичный сбор мусора и его утилизацию на полигоне (свалке). Промежуточное звено между этими этапами реализуется в рамках мелких предприятий, чьи интересы и возможности не простираются дальше простой транспортировки.
Между тем, население заинтересовано только в своевременном вывозе мусора, муниципалитет выполняет узкие обязанности по вывозу и утилизации отходов, а привлеченные организации осуществляют транспортировку ТБО. Результаты работы такой системы обращения с отходами проявляются в виде экологических катастроф на местах складирования и захоронения отходов (свалках мусора). Кроме того, подобная практика приводит к потерям колоссальных материальных ресурсов в виде вторичного сырья.
По причине экономической неэффективности системы растут тарифы за вывоз ТБО, при этом величина тарифов рассчитывается администрациями муниципальных образований на основе «обобщенных» и «усредненных» данных.
Все возможные изменения идут только в одном направлении - количественном. Больше мусорных площадок, больше персонала, больше свалок. Однако, повышение тарифов за вывоз ТБО, повсеместное загрязнение почвы и грунтовых вод, потеря огромных территорий, занятых под гниющие и горящие свалки, невосполнимое истощение традиционных источников сырья приводит к необходимости качественно иного решения проблемы.
Для качественных изменений необходимо принципиально иное - комплексное решение задачи, подразумевающее наличие промежуточного этапа между первичным сбором мусора и его дальнейшей утилизацией и переработкой. На этом промежуточном этапе должна осуществляться сортировка мусора по типу.
Задачей изобретения является создание на базе старой структуры вывоза ТБО системы, которая позволила бы максимальным образом сохранить мусор как сырье для последующего извлечения из него полезных элементов.
Из уровня современного развития техники можно утверждать, что этой цели еще никто не достиг. Все известные системы сбора и сортировки мусора не позволяют решить основную проблему - первого этапа сбора мусора, когда он портится в течение первых 10 часов, еще на первичной мусоросборной площадке. Если мусор, проходит через мусоропровод, контейнеры стоят под открытым небом, вывоз мусора осуществляется один раз в одни, а то и в двое суток, какие-либо попытки изменить привычный ход утилизации будут безуспешными.
И на какие бы он затем станции для сортировки, утилизации, переработке был отправлен, его переработка с целью извлечения сырья практически уже бесполезна. Смешанный
мусор не поддается никаким манипуляциям, только или сжиганию при сверхвысоких температурах (в обычном огне мусор не горит), или захоронению в саркофаге (иначе отравит почву, воду, воздух).
Благодаря решению этой задачи достигается: многократное уменьшение традиционных расходов; создание новых источников сырья; уменьшение загрязнения окружающей среды; сокращение территорий для захоронения отходов; исключается потребность в мусоропроводах и мусоровозах с прессами.
Данная задача решается за счет того, что на основе существующей сети контейнерных площадок сбора мусора организуются первичные приемно-сортировочные пункты, которые объединяются перегрузочно-сортировочными станциями, замыкающимися на центральный мусороперерабатывающий завод. На центральном заводе формируются оптовые партии вторичного сырья для дальнейшей реализации производственным предприятиям, а отходы брикетируются и вывозятся на полигон. При этом сохраняется практически вся старая система - первичные площадки, перевозчики, полигоны. Из действующей системы элиминируются мусоропроводы и мусоровозы с прессами. Новые элементы представлены типовыми приемно-сортировочными пунктами, перегрузочно-сортировочными станциями и центральным мусороперерабатывающим заводом.
Краткое описание чертежей.
На Фиг.1 показана схема системы обращения с отходами на начальном этапе их образования.
На Фиг.2 показана схема приемно-сортировочного пункта.
На Фиг.3 показана схема комплексной системы сбора, переработки и утилизации отходов.
Сущность способа
На первом этапе бытовой мусор попадает из квартиры в жилом секторе прямо в мусорный контейнер, защищенный от попадания внешней влаги, откуда вывозится минимум раз в сутки.
При этом даже не особенно важно, разделяется ли он на картон, стекло и пластмассу прямо на площадке, что в нашей жизни практически невозможно осуществить, поскольку очень сложно заставить людей менять привычный уклад жизни и раскладывать каждый тип мусора в свой контейнер. Бытовые отходы могут, вообще, никак не разделяться. Более
важно, чтобы мусор не загрязнялся горюче-смазочными материалами автосервисов, отходами строительных работ строительных организаций, пищевыми отходами предприятий общественного питания, промышленными отходами фабрик и мастерских и прочим не бытовым мусором.
Для решения этой задачи должны использоваться усовершенствованные контейнеры с защитой от попадания несанкционированного мусора, которая обеспечивает деление отходов на ТБО и КГМ.
Для этого организуется контейнерная площадка, функция которой - в максимальной степени предотвратить выброс мусора населением без сортировки. На Фиг.1 показан вид такой площадки. Вокруг контейнеров (1) для крупного мусора (мебели и металла) устанавливается высокая сетка (2) с туго открывающейся дверью, вынуждающая население не выбрасывать бытовой мусор в эти контейнеры. Для бытового мусора выставляются другие контейнеры (3), снабженные крышкой с прорезью, которая, с одной стороны препятствует попаданию в контейнер крупных предметов, с другой - защищает от попадания посторонней влаги; дополнительно над контейнерами устанавливается навес (4) для защиты от атмосферных осадков.
Второй этап - процесс вывоз мусора, так же имеет большое значение. Если используются перегрузка мусора из первоначального контейнера в транспортный, подпрессовка мусора в емкости мусоровоза, «экономичный» маршрут грузовика протяженностью 40-60 км и длительностью 5-6 часов, то реорганизация системы утилизации также становится невозможной.
Чтобы этого избежать, необходимо использовать один и тот же контейнер для сбора и транспортировки мусора, без перетряхивания и сжатия, короткий по расстоянию и времени маршрут от мусорной площадки до приемно-сортировочного пункта. Поэтому, на этом этапе используются усовершенствованные мусоровозы с приспособлением для перевозки обоймы наполненных контейнеров в обмен на пустые. Собранный таким образом мусор не прессуется ни в контейнерах, ни при транспортировке на первичные приемно-сортировочные пункты. Его перевозка на приемно-сортировочные пункты осуществляется (см. Фиг.1) на грузовых автомобилях типа «мультилифт» (5) в контейнерах (3), которые установлены на специальных погрузочных платформах (6). Третий этап - сортировка мусора в приемно-сортировочном пункте. Этот этап совершенно новый, и ранее не был известен. Аналогов в мировой практике ему нет. Первичные приемно-сортировочные пункты (Фиг.2) представляют собой модифицированную площадку для сбора мусора, воплощенную в легко устанавливаемых
производственных конструкциях, содержащих сортировочную линию, прессы и компактор для подготовки дальнейшего движения фракций по технологической схеме. Мусоровоз типа «мультилифт» (5) привозит контейнеры (3) с мусором и выставляет их на Эстакаде (А). В Отделении приема ТБО (Б) рабочий персонал сортировочного пункта выгружает содержимое каждого контейнера в опрокидыватель (7) с помощью лебедки (8) вручную. Из опрокидывателя (7) мусор попадает в Отделение для сортировки ТБО (В) на стол для сортировки (9). Далее мусор вручную персоналом сортировочного пункта сортируется по типу (стекло, металл, пластмасса, пищевые отходы и пр.), раскладывается по контейнерам для полезных фракций (11) и затем прессуется с помощью прессов (10). В отделении вторсырья осуществляется прием полезных фракций у населения за деньги. Это отделение является составной, но не обязательной частью приемно-сортировочного пункта. При отсутствии у населения потребности собирать и сдавать вторсырье оно может быть закрыто для приема, но при этом должно продолжать обслуживать персонал приемно-сортировочного пункта.
Отделение вторсырья (Г) может состоять из общеизвестных элементов. На Фиг.2 (Г) показаны: (12) - электрощит, (13) - весы, (14) - стол для сортировки, (15) - шкаф, комната для персонала: (16) - стол для персонала, (17) - шкаф, (18) - биотуалет, санузел. - 19 Этот приемно-сортировочный пункт максимально приближен к населению, он пассивным (население выбрасывает мусор привычным образом) и активным (население сдает отсортированные полезные фракции за деньги) путем собирает вторсырье и отходы. То есть, первичный приемно-сортировочный пункт представляет собой систему, сочетающую мелкий сортировочный пункт ТБО и привычный пункт приема вторсырья. Для сохранения товарной ценности ТБО на этапе выдачи переработанного мусора первичным приемно-сортировочным пунктом внедрены контейнеры с защитой от атмосферных осадков и транспорт, приспособленный для перевозки ТБО без перемешивания и загрязнения.
На этом этапе осуществляется сепарация мусора на раздельные элементы - вторичное сырье (порядка 20 наименований) и бесполезные остатки, которые ранее и являлись причиной порчи бытовых отходов и загрязнения окружающей среды. Введение нового элемента утилизации - приемно-сортировочного пункта является непременным условием осуществления утилизации в нашей стране. Именно сортировочный пункт исправляет чрезмерные недостатки существующей системы - недостаток культуры поведения и гигиенического воспитания населения, недоработки ДЕЗов, недостаточно ответственное отношение перевозчиков к доставке мусора, невнимание муниципальных чиновников к проблеме и т.д.
Эти пункты не похожи на известные пункты приема утильсырья, хотя и включают в себя подобную функцию. Их особенностью является процесс ручной сортировки «свежего мусора» с основным извлечением полезных элементов. Практически все наименования сырья, кроме стеклобоя и КГМ, накапливаются в раздельном и компактном виде. Четвертый этап - завершение сортировки и накопления оставшихся элементов мусора - стеклобоя и КГМ. Этот этап происходит на укрупненных приемно-сортировочных пунктах, которые похожи на прежние перегрузочные станции, но только в отношении упомянутых элементов. Особенность обработки состоит в том, что отходы уже освобождены от гниющих примесей и большей части вторичного сырья. Важно лишь рациональное техническое оснащение - наличие эстакады, крупногабаритных контейнеров, транспорта большой грузоподъемности. Пятый этап - вывоз полезных и бесполезных элементов мусора. Полезные фракции вывозятся на мусороперерабатывающий завод для дальнейшего прессования и формирования промышленных блоков сырья (в зависимости от требования перерабатывающих предприятий).
Бесполезные остатки прессуются в брикеты максимальной плотности и обматываются полиэтиленовой пленкой для достижения полной инертности по отношению к окружающей среде.
Особенностью является то, что переработке подвергаются уже отдельные элементы отходов, что повышает производительность и выход готового вторичного сырья. В настоящее время на мусороперерабатывающих заводах основные усилия направлены на очищение от гниющих отбросов сохранившихся элементов сырья. Производительность в несколько раз ниже, а конечный продукт с остатками загрязнения имеет низкую стоимость. Кроме того, брикеты бесполезных остатков, если такие и производятся, то содержат большое количество не извлеченных полезных фракций. Заключительный этап - складирование брикетов бесполезных остатков на полигоне. Новизна системы заключается в применении первичного приемно-сортировочного пункта и защищенных контейнерных площадок для первичного мусора в процессе общей сборки, транспортировки и переработки ТБО.
В настоящее время заявителем на основе внедрения опытной модели организован серийный выпуск оборудования и производственных конструкций приемно-сортировочных пунктов.
Реализация способа показана на технологической схеме (Фиг.3), на которой отображены основные этапы переработки и утилизации ТБО.
На стадии контейнерной площадки (20) бытовые отходы защищены от воздействия атмосферных осадков, перемешивания и загрязнения. После вывоза мусора без прессования (21) он поступает на приемно-сортировочный пункт (22), где осуществляется тщательная сортировка мусора с максимальным отбором полезных фракций. После вывоза (23) отсортированного и спрессованного мусора он поступает на сортировочно-перегрузочные станции (24), откуда отправляется на мусороперерабатывающий завод (25), где осуществляется его дальнейшая переработка. На этом этапе повышается концентрация и компактность полезных фракций, приводящих к образованию оптовых партий вторсырья. В результате, получается отсортированный полезный продукт (26), пригодный к товарному обращению. Это полученное вторичное сырье направляется на производственные предприятия. Непригодные же к переработке отходы прессуют до плотности 1100 кг/м брикеты, инертные по отношению к окружающей среде и вывозят на экологически безопасный полигон, как показано на стадии (27).
За счет того, что осуществляется первичная сортировка мусора, исключается необходимость сжигания неперерабатываемой субстанции, образующейся вследствие прессования и перемешивания отходов в обычных мусоровозах. Это многократно снижает традиционные расходы на вывоз мусора, а переработка отсортированных отходов обеспечивает большие объемы вторичного сырья на выходе, что позволяет сделать отрасль сбора и утилизации бытовых отходов прибыльной. Увеличение на выходе объемов вторичного сырья позволяет создавать новые перерабатывающие предприятия. Отказ от сжигания неперерабатываемой части отходов, образующейся вследствие прессования и перемешивания ТБО в мусоровозах, улучшает экологию окружающей среды и сокращает территории для захоронения отходов, поскольку вместо традиционных свалок создаются полигоны для складирования экологически безопасных брикетов с непригодными отходами, которых, благодаря заявляемой системе, образуется значительно меньше, чем в существующих традиционных системах.
Система сбора, транспортировки, сортировки и утилизации твердых бытовых отходов, содержащая контейнерные площадки для сбора твердых бытовых отходов, грузоперевозчики, сортировочно-перегрузочные станции, мусороперерабатывающий завод, полигоны для захоронения отходов, отличающаяся тем, что содержит приемно-сортировочные пункты, которые выполнены с возможностью разделения отходов на полезные и бесполезные фракции и накапливания непригодных к переработке остатков в контейнере-компакторе с последующей транспортировкой большегрузными автомобилями на мусороперерабатывающий завод для дальнейшего глубокого прессования, и мусоровозы для перевозки контейнеров на приемно-сортировочные пункты, причем мусороперерабатывающий завод выполнен с возможностью формирования из отходов вторичного сырья и брикетирования запрессованных бесполезных отходов в инертные для окружающей среды блоки, а контейнерные площадки для сбора твердых бытовых отходов выполнены с возможностью сортировки мусора населением по типу и размеру.
