МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
"РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭКОСИСТЕМ "
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2006

УДК 628.4

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТБО В РАМКАХ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ АПК

 

Д.В. Голубев аспирант; В.Н. Пряхин д.т.н., проф.

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,

г. Москва, Россия

 

Проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) все более остро стоит перед человеком. Чтобы утилизировать ТБО, необходима их сортировка. ТБО подразделяются по морфологическому признаку на пищевые отходы, бумагу, картон, древесину; металлический лом (цветной и черный), текстиль, кости, кожу, стекло, резину, камни, полимеры (пластмассы), отсев (не менее 15 мм) и прочие не классифицируемые фракции. При детальной сортировке на приемных пунктах вводится более жесткая классификация: например, цветная или черно-белая макулатура, металл – старые запчасти от автомобиля и консервные банки, стекло – бутылки и битое стекло, пластмасса – для упаковки и старые изделия и т.п. (табл. 1).

Таблица 1

Морфологический состав ТБО для разных климатических зон, по массе, %

Компонент

Климатическая зона

средняя

южная

северная

Пищевые отходы

30…40

40…49

32…39

Бумага, картон

36…39

22…30

26…35

Дерево

1…2

1…2

2…5

Черный металлолом

3…4

2…3

3…4

Цветной металлолом

0,5…1,5

0,5…1,5

0,5…1,5

Текстиль

3…5

3…5

4…6

Кости

1…2

1…2

1…2

Стекло

2…3

2…3

4…6

Кожа, резина

0,5…1

1

2…3

Камни, штукатурка

0,5…1

1

1…3

Пластмасса

4…5

3…6

3…4

Прочее

1…2

3…4

1…2

Отсев (менее 15 мм)

5…7

6…8

4…6

 

Если до 1991 г. в основную массу пищевых отходов составляли картофель, капуста и их очистки (до 70 %) и только 10 % составляли отходы и очистки фруктов (причем только летом и осенью), то теперь, в связи со значительным улучшением условий хранений картофеля, резко увеличилось содержание очистков фруктов, таких высококалорийных, как апельсины и бананы.

Эта закономерность теперь наблюдается во все сезоны года.

Значительно выросло содержание в ТБО цветных металлов за счет появления алюминиевых банок из-под пива и воды. После 1992 г. резко возросло содержание пластмассовых упаковочных материалов, в том числе 1,5-2-литровых пласмассовых бутылок из-под воды.

Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20-25 % весной до 40-55% осенью, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания (особенно в городах южной зоны).

Зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева фрагментов уличного снега с 20-7 % в городах южной зоны и с 11-5 % в средней зоне [1].

Следует отметить, что состав ТБО городов отличается от сельских населенных пунктов большим содержанием упаковочных материалов (бумаги, пластмасс, цветных металлов).

Фракционный состав ТБО (содержание массы компонентов  в процентах) необходимо учитывать при сборе, сортировке, а также подборе оборудования для технологических процессов утилизации и переработки отходов.

Состав ТБО жилищного фонда и коммерческого сектора различен,  табл. 2.

Таблица 2

Сравнение морфологического состава ТБО, собираемых в жилом фонде,

общественных и торговых предприятиях городов и регионов России, по массе, % [2]

 

Компонент

ТБО жилого фонда

ТБО общественных и

торговых предприятий

Пищевые отходы

30…40

13…16

Бумага, картон

36…39

45…52

Дерево

1…2

3…5

Черный металлолом

3…4

3…4

Цветной металлолом

0,5…1,5

1…4

Текстиль

3…5

3…5

Кости

1…2

1…2

Стекло

2…3

2…3

Камни, штукатурка

0,5…1

2…3

Кожа, резина

0,5…1

1…2

Пластмасса

4…5

8…12

Прочее

1…2

2…3

Отсев (менее 15 мм)

5…7

5…7

 

 

В целом ТБО обладают следующими свойствами: механической, структурной связностью за счет волокнистых фракций (текстиль, проволока и т.д.) и сцепления, обусловленного наличием влажных липких компонентов.

За счет связанности они также обладают склонностью к сводообразованию и не проваливаются в неподвижную решетку с расстоянием между стержнями 20-30 см.

ТБО могут налипать на металлическую стенку с углом наклона к горизонту до 65-700.

За счет наличия твердых балластных фракций (фарфор, стекло) ТБО (и компост) обладают абразивностью – свойством истирать соприкасающиеся с ними взаимоперемещающиеся поверхности.

ТБО обладают слеживаемостью, то есть при длительной неподвижности теряют сыпучесть и уплотняются (с возможностью выделения фильтрата) без всякого внешнего воздействия. ТБО при длительном контакте оказывают на металл коррозирующее воздействие, что связано с высокой влажностью, наличием в фильтрате растворов различных солей.

Для подогрева, отопления и других нужд возможно, также сжигание бытовых отходов с целью использования полученного тепла. Удельные теплоемкости основных компонентов ТБО представлены в табл. 3.

Таблица 3

Удельная теплоемкость основных компонентов ТБО, Дж/(кг×град)

 

Дерево, картон, бумага

2000…2500

Вода (пищевые отходы)

4190

Стекло, камни

800…1000

Черный металл

400

 

В период перехода России к рыночным отношениям важной проблемой является рациональное использование ТБО, что способствует обеспечению безопасности и устойчивости объектов экономики и сельскохозяйственного производства в различных условиях [4].

В соответствии с рекомендациями системной инженерии, после определения задачи совершенствования безопасности объекта АПК должен быть выбор показателей результативности её функционирования.

Необходимость в этом вызвана также отсутствием в настоящее время общепринятых показателей. При этом последнее обстоятельство не способствует росту эффективности управления процессом обеспечения безопасности в техносфере по предупреждению техногенных происшествий и более рационального расходования необходимых ресурсов.

Заметим, что приоритет должен быть отдан количественным, а не качественным показателям системы обеспечения безопасности (СОБ).

Кроме того, по сравнению с количественными показателями качественные обладают большей степенью неопределенности и требуют поэтому значительных коэффициентов запаса прочности. При этом обоснование состава количественных показателей целесообразно начать с уточнения требований к ним.

Для определения требований к разрабатываемым показателям необходимо уяснить, что одной из главных задач СОБ является исключение аварийности и травматизма, снижающих рентабельность производственных процессов в техносфере. Поэтому о степени достижения данной цели, в первую очередь, нужно судить по тому, насколько уровень безопасности сказывается на результативность таких процессов.

Отсюда вытекает первое требование – выбранные показатели должны быть связаны с показателями эффективности и экономичности вышеуказанных процессов.

Второе требование к разрабатываемым показателям обусловлено задачами, решаемыми соответствующей системой и состоящие главным образом в обеспечении безопасности проведения конкретных технологических процессов.

Эти процессы рассматриваются как функционирование системы «человек-машина-среда», безопасность которой достигается требуемым качеством и взаимной совместимостью её компонентов.

Исходя из этого, можно утверждать, что выбираемые показатели безопасности функционирования системы должны базироваться на параметрах, которые характеризуют качество соответствующих человеко-машинных систем и интенсивность использования их отдельных компонентов.

Другие требования к разрабатываемым показателям могут определяться целями исследования и совершенствования системы обеспечения и совершенствования системы безопасности, заключающимися в системном анализе и моделировании техносферных процессов и выработке рекомендаций по повышению их эффективности.

Поэтому показатели качества рассматриваемой системы должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к критериям оценки ее эффективности, а также использоваться в задачах стратегического планирования и оперативного управления в роли критериев оптимизации и ограничений.

Следовательно, эти показатели должны быть наглядными, универсальными и чувствительными к изменению своих параметров.

При этом анализ известных показателей безопасности и результативности функционирования сложных систем показал, что требования удовлетворяют вероятностно-возможные показатели.

Действительно, данная группа показателей – интегральная характеристика качества тех систем, явления и процессы в которых имеют стохастический характер, широко используются при оценке их надежности и эффективности.

Например, вероятность возникновения происшествий при выполнении конкретных работ, ожидаемый от них средний ущерб и предполагаемые средние затраты на обеспечение безопасности могут наглядно указывать не только на возможность появления таких событий, но и на связанные с ними издержки.

Другое достоинство предлагаемых показателей качества рассматриваемой системы обусловлено наличием хорошо разработанного математического аппарата случайных процессов и бурным развитием соответствующего инструмента нечётких множеств.

Это обстоятельство позволяет проигнорировать вероятностно-возможные показатели систем «человек-машина» и их отдельные компоненты с помощью соответствующих методов теории надежности, эрготических систем и теории вероятностей [5].

 

Выводы

 

1. Эффективность работы любого объекта АПК зависит и от своевременного вывоза мусора или утилизации ТБО (например, превращение их во вторичную продукцию) на местах. Своевременное решение проблемы ТБО в рамках предприятия значительно снижает аварийность различных видов работ.

2. В зависимости от климатической зоны различается процентный состав некоторых видов ТБО. Так, в средней полосе России (в том числе Москва и Московская область) пищевых отходов выбрасывается меньше, чем в южной полосе на  9-10 %. ТБО из бумаги и картона в средней полосе больше на  9-14 % , чем одноименных отходов в южной полосе страны и на 4-10 % больше, чем в северной. Также в средней полосе по статистике примерно на 1% больше пластмассовых отходов, чем в северной и южной полосах. Процентные соотношения остальных видов ТБО различаются незначительно.

3. Морфологический состав ТБО жилого фона и предприятий существенно различается лишь в трех видах ТБО. Жилой фонд выбрасывает на 17-24 % больше пищевых отходов, чем общественные и торговые предприятия. При этом жилой фонд утилизирует значительно меньше бумаги и картона (на 9-13 %), а также пластмасс (на 4-7 %), чем торговые фирмы и объекты АПК. Все это следует иметь в виду для правильной сортировки мусора с целью последующей его переработки и повторного использования (пищевые отходы можно использовать в виде корма некоторых видов сельскохозяйственных животных).

4. При использовании метода сжигания ТБО в отопительных целях наиболее выгодным материалом являются пищевые отходы, их удельная теплоемкость составляет 4190 Дж/(кг×град). Дерево, картон и бумага занимают второе место по теплоотдаче (удельная теплоемкость 2000-2500 Дж/(кг×град)) из-за своей низкой теплоемкости остальные виды ТБО не являются эффективными отопителями.

 

Библиографический список

 

1.         Систер В.Г., Мирный А.Н., Скворцов Л.С. Твердые бытовые отходы. М.: Акад. Коммунал. хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2001.  319 с.

2.         Гринин А.С. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка: Учебное пособие. – М.: Гранд ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 330 с.

3.         Систер В.Г., Мирный А.Н. Современные технологии обезвреживания и утилизации ТБО. М.: Акад. Коммунал. хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2003.  303 с.

4.         Карапетян М.А., Пряхин В.Н. Технические средства и методы защиты гидромелиоративных объектов: Учебное пособие. – М.: Компания Спутник +, 2004. 151 с.

5.         Карапетян М.А., Пряхин В.Н. Совершенствование технологий и управление технологическими процессами сельскохозяйственного производства: Учебное пособие. – М.: Компанию Спутник +, 2005.  162 с.