ОБ УТВЕРЖДЕНИИ КОМПЛЕКСНОЙ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ СФЕРЫ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ (КОММУНАЛЬНЫМИ) ОТХОДАМИ НА ТЕРРИТОРИИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ НА ПЕРИОД ДО 2020 ГОДА



КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ

ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ПРИКАЗ

от 17 марта 2015 г. №189

ОБ УТВЕРЖДЕНИИ КОМПЛЕКСНОЙ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ СФЕРЫ

ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ (КОММУНАЛЬНЫМИ) ОТХОДАМИ

НА ТЕРРИТОРИИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ НА ПЕРИОД ДО 2020 ГОДА

В соответствии с Законом Волгоградской области от 21 ноября 2008 г. №1778-ОД "О стратегии социально-экономического развития Волгоградской области до 2025 года", приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 14 августа 2013 г. №298 "Об утверждении комплексной стратегии обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами в Российской Федерации", в целях создания на территории Волгоградской области экологически безопасной и экономически эффективной комплексной системы обращения с твердыми бытовыми отходами приказываю:

1. Утвердить прилагаемую комплексную стратегию развития сферы обращения с твердыми бытовыми (коммунальными) отходами на территории Волгоградской области на период до 2020 года (далее - Стратегия).

2. Контроль за исполнением настоящего приказа оставляю за собой.

3. Настоящий приказ вступает в силу со дня его официального опубликования.

Председатель комитета

П.В.Вергун

Утверждена

приказом

комитета природных

ресурсов и экологии

Волгоградской области

от 17 марта 2015 г. №189

КОМПЛЕКСНАЯ СТРАТЕГИЯ

РАЗВИТИЯ СФЕРЫ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ (КОММУНАЛЬНЫМИ)

ОТХОДАМИ НА ТЕРРИТОРИИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ НА ПЕРИОД

ДО 2020 ГОДА

1. Основные положения

Комплексная стратегия развития сферы обращения с твердыми бытовыми (коммунальными) отходами на период до 2020 года (далее - Стратегия) является основой реализации государственной политики в области обращения с твердыми бытовыми (коммунальными) отходами (далее - ТБО) на территории Волгоградской области.

Положения Стратегии рекомендованы к использованию в качестве руководящего документа органами государственной власти, органами местного самоуправления муниципальных образований Волгоградской области, юридическими лицами и отдельными предпринимателями при разработке схем территориального планирования и развития производительных сил, целевых программ, мер экономического управления в области обращения с ТБО, развития рынка вторичных материальных ресурсов, повышения эффективности использования сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов, сырьевого обеспечения материального производства, снижения уровня воздействия ТБО на окружающую среду и здоровье человека, совершенствования работы субъектов предпринимательской деятельности в данной сфере.

Стратегия сформулирована в соответствии с целями и задачами стратегии социально-экономического развития Волгоградской области до 2025 года, утвержденной Законом Волгоградской области от 21.11.2008 №1778-ОД, а также комплексной стратегии обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами в Российской Федерации, утвержденной приказом Минприроды России от 14.08.2013 №298.

2. Основные проблемы сферы обращения с ТБО на территории

Волгоградской области

В настоящее время на территории Волгоградской области существуют три основные проблемы в сфере обращения с ТБО:

1) наличие свалок, образованных 20 - 50 лет назад;

2) недостаточное количество объектов инфраструктуры обращения с ТБО, соответствующих нормам и требованиям законодательства, в том числе сортировочных и перерабатывающих мощностей, отсутствие которых приводит к нерациональному использованию природных ресурсов;

3) несанкционированное размещение ТБО.

Первой проблемой является наличие большого количества на территории региона ранее созданных объектов размещения ТБО, которые сегодня находятся практически в каждом населенном пункте региона. По данным регионального кадастра отходов на 01.01.2015, их насчитывается около 700, только 6 из них имеют лицензии на размещение отходов. Остальные объекты представляют собой свалки без каких-либо элементов защиты для окружающей среды (далее - свалки). На свалках не ведется какой-либо учет и мониторинг объектов охраны окружающей среды, не соблюдаются технологии захоронения, при этом объемы накопленных на них отходов составляют более десяти миллионов тонн. Свалки образованы в основном около 20 - 50 лет назад путем выделения определенных земельных участков органами местного самоуправления и согласованных с природоохранными ведомствами тех времен.

Учитывая, что во времена образования свалок морфологический состав отходов состоял в основном из органических отходов, они рассматривались как менее опасные объекты негативного воздействия на окружающую среду, однако на сегодняшний день, когда морфология отходов значительно изменилась в сторону увеличения объемов пластика, резины и других компонентов, они не удовлетворяют требованиям действующего природоохранного законодательства и не способны обеспечить защиту окружающей среды от отходов.

Налицо вторая проблема, которая заключается в отсутствии достаточного количества объектов инфраструктуры обращения с ТБО, соответствующих нормам и требованиям законодательства и способных защитить окружающую среду от негативного воздействия отходов - это объекты захоронения ТБО, мусороперегрузочные станции, специализированная техника, контейнеры для сбора ТБО, мусоросортировочные мощности и, конечно же, мусороперерабатывающие предприятия.

Учитывая, что сегодня практически отсутствует переработка отходов и их вторичное использование в хозяйственном обороте, большое количество ресурсов безвозвратно теряется. Кроме того, из-за отсутствия в регионе переработки ТБО территории их складирования увеличиваются, что способствует выводу земель из хозяйственного оборота.

Третья проблема - рост количества несанкционированных свалок и захламленности территорий:

в 2011 году выявлено 759 несанкционированных свалок общим объемом 124,3 тыс. м3;

в 2012 году - 1013 несанкционированных свалок общим объемом 46,7 тыс. м3;

в 2013 году - 1147 несанкционированных свалок общим объемом 104,3 тыс. м3.

Причиной тому, во-первых, является отмена с 2011 года лицензирования деятельности по транспортированию отходов, приводящая к увеличению в сотни раз количества организаций - транспортировщиков отходов, в основном недобросовестных в своей деятельности. Ввиду отсутствия механизма лицензионного контроля, а также трудности фиксации самого нарушения транспортировщикам стало достаточно просто не соблюдать требования действующего законодательства по размещению отходов, и они с целью сокращения издержек на ГСМ и расходов по размещению отходов на законных полигонах нередко позволяют себе сбрасывать мусор в местах, не предназначенных для этого.

Второй причиной данной проблемы является недостаточная работа органов местного самоуправления на подведомственных им территориях по исполнению своих полномочий по организации сбора и вывоза отходов. На территориях муниципалитетов отсутствует контроль за исполнением правил благоустройства территорий, а также правил обращения с отходами, и не осуществляется мониторинг эффективности контроля за соблюдением данных правил. Бесконтрольность и безнаказанность со стороны органов местного самоуправления населения и хозяйствующих субъектов за неисполнение данных правил приводит к беспорядку в сфере обращения с ТБО на территориях муниципалитетов. Те объемы, которые фактически образуются на территориях, не соответствуют объемам, отраженным природопользователями в заключаемых договорах. В результате мусор вывозится на полигоны не по фактическому образованию отходов, а по нормативам.

Кроме того, население муниципальных районов и значительная часть жителей индивидуальной жилой застройки городских округов не имеет альтернативы собирать отходы цивилизованно. Объясняется это тем, что договор на оказание данного вида услуги мусоровывозящими компаниями заключается в основном с управляющими компаниями (далее - УК) и территориальными общественными самоуправлениями (далее - ТОС). Таким образом, жители частного сектора городов и муниципальных районов при отсутствии ТОС не имеют возможности воспользоваться услугой по вывозу ТБО, поэтому вывозят отходы самостоятельно в удобные для них места: на площадки сбора ТБО, обустроенные для жителей многоэтажной застройки, либо размещают ТБО несанкционированно.

Вышеперечисленное усложняется еще и отсутствием культуры в данной сфере жителей Волгоградской области, зачастую не осознающих важность правильного отношения к обращению с отходами, образующимися в процессе их жизнедеятельности.

Учитывая масштабность и запущенность перечисленных проблем, для их решения требуются значительные финансовые затраты. Так, на ликвидацию старых свалок требуется порядка 10 - 15 млрд. руб.; около 50 млн. руб./год (и эта сумма постоянно растет) выделяется органами местного самоуправления из местных бюджетов на решение проблемы захламленности территорий и ликвидацию несанкционированных свалок. И, наконец, свыше 5 млрд. руб. необходимо потратить на обеспечение населенных пунктов достаточным количеством объектов приема и захоронения ТБО с эффективной системой сбора и транспортировки отходов, а также с мусоросортировочными и мусороперерабатывающими мощностями.

На основании сложившейся обстановки, исходя из интересов стратегического развития Волгоградской области и учитывая дефицит консолидированного бюджета, решение данных проблем возможно только при комплексном системном подходе. Необходимо выбирать пути, которые приведут к более эффективной работе властей разного уровня, а также к обязательному использованию всевозможных дополнительных средств как из федерального бюджета, так и внебюджетных источников.

Вместе с тем при решении проблем в сфере обращения с ТБО следует придерживаться рекомендуемых государственной политикой параметров:

1) снижение бюджетных расходов на ликвидацию и предупреждение образования несанкционированных свалок и захламления территорий, а также на создание инфраструктуры и транспортной системы в сфере обращения с ТБО;

2) увеличение объема средств, привлекаемых из внебюджетных источников и федерального бюджета;

3) увеличение объема утилизируемых отходов.

3. Цели и основные задачи Стратегии

Цели Стратегии:

- обеспечение экологической безопасности, которая достигается путем ликвидации старых свалок и предупреждения образования новых несанкционированных объектов размещения отходов и захламленности территорий, а также обеспечения специализированными объектами захоронения и дооснащения их современной системой сбора и транспортировки отходов;

- ресурсосбережение, которое заключается в дооснащении полигонов сортировочными мощностями и создании эффективных перерабатывающих производств и вовлечении отходов во вторичный оборот.

В настоящее время требуется конструирование такой модели комплексной системы обращения с ТБО, при которой основными задачами, способствующими достижению стратегических целей, являются:

- обеспечение максимальной эффективности деятельности органов власти местного и регионального уровней, в том числе по контролю (надзору) за исполнением правил и порядков по обращению с ТБО;

- создание инфраструктуры за счет внебюджетных источников, по возможности исключающей бюджетные гарантии и обязательства;

- достижение доступности тарифов в сфере обращения с отходами для населения;

- стимулирование применения наиболее эффективных технологий по переработке ТБО.

При этом данная конструкция по возможности должна быть направлена на развитие отечественных производств и технологий с использованием отечественных научных разработок.

4. Пути решения проблем в сфере обращения ТБО

4.1. Ликвидация свалок с последующей рекультивацией

земельных участков

Наличие на территории Волгоградской области порядка 700 свалок для временного накопления отходов площадью 1742,4 га, не соответствующих экологическим требованиям и санитарным нормам и правилам, представляет собой накопленный в течение 20 - 50 лет экологический ущерб объектам окружающей среды и требует принятия срочных мер по их ликвидации.

Принимая во внимание масштабность накопленного экологического ущерба, опасность свалок для окружающей среды и здоровья человека, а также неподъемность для консолидированного бюджета Волгоградской области их ликвидации, решение проблемы возможно только при системном подходе всех уровней власти и с участием средств федерального бюджета.

Для решения данной проблемы целесообразно формирование программы на определенный период времени по ликвидации всех свалок, при этом наиболее крупные свалки, которые находятся в городах области, например, таких, как Волгоград и Урюпинск, ликвидируются с помощью средств федерального бюджета, а остальные - за счет средств местных и областного бюджетов, а также, при наличии возможности, внебюджетных источников.

При этом необходим поиск наиболее приемлемых, с точки зрения их наименьшей стоимости, путей решения данной проблемы с привлечением научного сообщества.

4.2. Создание объектов инфраструктуры обращения с ТБО,

соответствующих нормам и требованиям законодательства

4.2.1. Обезвреживание, утилизация и захоронение отходов

Согласно действующему законодательству существуют три способа предотвращения негативного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду: обезвреживание, утилизация (5 процентов) и захоронение отходов (95 процентов).

Наиболее используемый способ в Российской Федерации - захоронение отходов. Данный способ выбирается отходообразователем прежде всего из-за преимущественно самой низкой стоимости.

В настоящее время существуют три основные стратегии обращения с отходами:

- топливно-энергетическая стратегия, к которой относятся сжигание отходов с получением тепла и электроэнергии, пиролиз и газификация;

- сырьевая стратегия, включающая в себя селективный сбор утильных фракций ТБО, сортировку их на промышленных комплексах с получением вторичного сырья для производства;

- биотехнологическая стратегия, включающая в себя анаэробное и аэробное компостирование отходов с получением компоста и биогаза, экологически чистое захоронение отходов на полигонах ТБО, а также получение биоэтанола.

Более подробный анализ существующих технологий по переработке отходов по методике определения наилучших доступных технологий приведен в приложении к Стратегии.

Учитывая географическое положение и климатические особенности Волгоградской области, плотность и среднюю доходность населения, сравнительные характеристики данных технологий позволяют сделать вывод о том, что наиболее приемлемой к применению на территории Волгоградской области является сырьевая стратегия обращения с отходами.

Вместе с тем в ходе анализа определено, что все технологии состоят из сортировки отходов с последующей переработкой вторсырья и захоронением неутилизируемой части отходов на полигоне ТБО.

Учитывая составляющие перерабатывающих производств, а также направления государственной политики в данной сфере, создание объектов инфраструктуры обращения с ТБО в регионе целесообразно осуществлять в следующей последовательности:

первый этап - создание объектов приема (мусороперегрузочные объекты) и захоронения ТБО (полигоны ТБО) с эффективной современной системой сбора и транспортировки отходов. Создание в первую очередь именно таких объектов обусловлено тем фактом, что полигон ТБО является неотъемлемой составляющей любой технологии переработки отходов, а также отсутствием на данный момент у захоронения ТБО экономической альтернативы по обеспечению экологической безопасности при обращении с отходами. На данном этапе путем размещения ТБО только на экологически безопасных объектах достигается первая цель Стратегии - экологическая безопасность при обращении с ТБО;

второй этап - дооснащение объектов первого этапа мусоросортировочными мощностями;

третий этап - ввод в эксплуатацию перерабатывающих предприятий, что позволит завершить полный цикл операций в сфере обращения с ТБО.

Вторым и третьим этапами достигается вторая цель Стратегии - ресурсосбережение.

При этом основными критериями, подлежащими учету при принятии решения о создании того или иного объекта инфраструктуры обращения с отходами на территории Волгоградской области с целью их дальнейшего успешного и эффективного функционирования, должны являться:

- экологическая безопасность;

- экономическая заинтересованность для инвестора;

- отсутствие бюджетных гарантий и обязательств;

- доступный тариф для населения.

4.2.2. Создание объектов приема и захоронения ТБО

с эффективной системой сбора и транспортировки ТБО

В рамках реализации первого этапа создания объектов инфраструктуры требуется составление баланса отходов, определяющего объемы образующихся ТБО и необходимые для их удаления с территорий мощности объектов приема и захоронения ТБО (полигоны ТБО, мусороперегрузочные объекты).

Составление баланса отходов позволит определить оптимальное количество объектов приема и захоронения ТБО с учетом плеча вывоза отходов, что возможно путем создания межмуниципальных полигонов ТБО и применения организации системы двухэтапного вывоза ТБО при помощи создания мусороперегрузочных объектов и обустройства площадок временного накопления ТБО в тех местах, где это экономически целесообразно, и использования большегрузных мусоровозов.

Для функционирования межмуниципальных объектов размещения отходов необходимым условием является создание (формирование) эффективной системы первичного сбора, накопления и транспортировки отходов от объектов сбора, накопления ТБО, мусоросортировочных и мусороперегрузочных станций до ближайшего полигона и направления вторсырья на переработку.

Система первичного сбора, накопления и транспортировки ТБО по муниципальным образованиям включает в себя необходимое потребное количество тары для отходов и обустройства их мест размещения в соответствии с санитарными требованиями, а также выверенные маршруты транспортировки отходов с необходимым количеством спецавтотранспорта по вывозу ТБО.

При определении оптимального количества объектов приема и захоронения ТБО целесообразно зонирование территории Волгоградской области по принципу отнесения нескольких муниципальных образований к одному кластеру. Количество кластеров возможно к определению по количеству полигонов ТБО. Таким образом, в состав кластера предполагается включение полигона ТБО и мусороперегрузочных объектов, а впоследствии и мусоросортировочных, и мусороперерабатывающих мощностей, создаваемых с учетом численности населения, а также объемов и морфологии отходов, образуемых на территории кластера.

С целью оптимизации логистики, достижения минимального тарифа на услуги в данной сфере, прозрачности передвижения отходов в кластере возможно определение одного оператора отходов, перед которым будет ставиться техническое задание (согласно балансу отходов), определяющее требования со стороны региона по тарифу на услуги, таре для сбора отходов, мусоровывозящей технике, дооснащению полигонов мусоросортировочными и мусороперерабатывающими мощностями. Деятельность на территории кластера одного (а не двух и более) оператора поспособствует добросовестности поставщика услуг и предотвращению захламления территории.

Определенное на основе баланса отходов оптимальное количество объектов приема и захоронения ТБО целесообразно закрепить разработкой и утверждением территориальной схемы обращения с ТБО на территории Волгоградской области.

Данная конструкция позволит гарантировать инвестору уверенность в дальнейшей работе в сфере обращения с ТБО на территории кластера, так как создание мощностей по приему и захоронению ТБО сверх объема образуемых отходов на конкретной территории недопустимо. Вместе с тем такая конструкция будет являться для инвестора гарантией работы на территории региона без бюджетных обязательств при возможно доступном тарифе для населения.

При этом соблюдается и принцип рационального использования земель.

4.2.3. Создание мусоросортировочных мощностей и раздельный

сбор отходов

Значительный экономический и экологический эффект получится от реализации второго этапа создания объектов инфраструктуры - дооснащения объектов приема и захоронения ТБО мусоросортировочными мощностями.

Данный эффект заключается в том, что ресурсная часть отходов возвращается в производство, снижается количество рейсов транспортных средств для перевозки мусора на захоронение, продлевается срок службы объекта захоронения, обеспечивается рациональное использование земельных ресурсов.

С целью увеличения сбора вторсырья возможен к применению раздельный сбор отходов.

Основным направлением работ при внедрении системы раздельного сбора отходов является реализация мер, направленных на обеспечение высокого качества вторичного сырья, соблюдение нормируемых размеров санитарно-защитных зон или санитарных разрывов до жилых и общественных зданий, соответствие площадок для установки контейнеров по устройству и содержанию обязательным требованиям санитарных правил и норм. Данные условия являются выполнимыми на стадии сбора отходов у "источника" их образования.

Раздельный сбор отходов целесообразно внедрять в два этапа. Первый этап заключается в делении ТБО на органические и неорганические, а второй этап подразумевает селективный сбор отходов по видам: бумага, стекло, металл, пластик и т.д.

Однако, прежде чем приступать ко второму этапу раздельного сбора ТБО, следует просчитать, что экономически выгодно: создание мощной мусоросортировочной линии или организация второго этапа раздельного сбора отходов, предусматривающая несколько способов:

установка специальных контейнеров для селективного сбора бумаги, стекла, пластика, металла в жилых кварталах;

создание на территории населенных пунктов сети приемных пунктов вторичного сырья;

организация передвижных пунктов сбора вторичного сырья.

При установке контейнеров для раздельного сбора отходов необходимо соблюдение следующих условий:

контейнерные площадки должны быть расположены таким образом, чтобы жители могли ими воспользоваться по пути на работу, в магазин, на остановку общественного транспорта;

контейнеры должны быть выкрашены в разные цвета для различных видов отходов;

конструкция контейнеров должна предусматривать, с одной стороны, удобство пользования, с другой стороны, не допускать попадания внутрь атмосферной влаги, по мере возможности препятствовать размещению "чужого" вида отходов (например, с помощью различной формы входных отверстий).

Для повышения эффективности внедрения системы раздельного сбора отходов необходима разработка экономического механизма, стимулирующего привлечение широких слоев населения к раздельному сбору отходов.

Для создания в населенных пунктах сети приемных пунктов сбора вторичного сырья необходимо тщательно продумать места их размещения. По оценкам специалистов, оптимальным считается размещение таких пунктов из расчета 1 пункт на 15 тысяч жителей. При этом необходимо учитывать плотность жилой застройки, санитарно-эпидемиологические требования к условиям размещения приемных пунктов сбора вторичного сырья, наличие транспортных подъездов и т.д.

Для населенных пунктов с численностью населения менее десяти - пятнадцати тысяч целесообразным является использование передвижных приемных пунктов вторсырья. Возможно, такие пункты будут объезжать торговые предприятия, офисные центры и т.д. в рабочие дни, а жилые кварталы - в субботу, когда у основной части жителей выходной день, многие занимаются уборкой квартир и подсобных хозяйств.

В настоящее время с целью внедрения на территории региона экологического воспитания в вопросах обращения с ТБО, реализация второго этапа раздельного сбора отходов целесообразна в общественных местах, в жилом же секторе для начала эффективнее ограничиться делением отходов на органические и неорганические.

4.2.4. Развитие мощностей по переработке вторичных ресурсов

Утилизация большинства видов отходов, к сожалению, в настоящее время нерентабельна, за исключением некоторых, например, металлов. Вместе с тем на территории Российской Федерации отсутствуют требования по ресурсосбережению, а также система мотивации к его применению. И, соответственно, на сегодняшний день при принятии решения властями по целесообразности создания системы по вовлечению отходов во вторичное использование на своих территориях учитывается, что этот процесс либо повлечет поднятие тарифа для населения, либо придется субсидировать данное направление из бюджета, что достаточно обременительно для многих регионов при их дефицитных бюджетах.

В результате теряется огромное количество потенциального вторичного сырья, и при захоронении отходов в полном объеме их образования из оборота выводятся значительные территории.

Учитывая вышеизложенное, на государственном уровне было принято решение по стимулированию ресурсосбережения.

Для внедрения и стимулирования переработки отходов приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 14.08.2013 №298 утверждена комплексная стратегия обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами на территории Российской Федерации, а с целью ее реализации принят Федеральный закон от 29.12.2014 №458-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об отходах производства и потребления", отдельные законодательные акты Российской Федерации и признании утратившими силу отдельных законодательных актов (положений законодательных актов) Российской Федерации". Конструкция, которая в них представлена, содержит концептуальные предложения по порядку начисления, взимания, возмещения экологического сбора, который должен собираться с производителей и импортеров товаров, а также по порядку распределения данных средств.

Учитывая, что нагрузка по ресурсосбережению ляжет на население, так как в составе стоимости товара будет находиться составляющая экологического сбора, возможно направление данных экологических средств на субсидирование сортировки и переработки в составе тарифа за утилизацию отходов.

В сегодняшней сложной экономической ситуации следует обращать особое внимание на эффективность расходования собираемых экологических сборов. Очень важно, чтобы при формировании рабочих документов по исполнению законодательства все составляющие способствовали достижению поставленной задачи - максимально возможного ресурсосбережения при наименее возможных объемах сборов. При этом следует стимулировать всех участников рынка к применению эффективных подходов по своему направлению, не допуская существенного увеличения стоимости товаров, то есть чем эффективней подходы (оптимальное решение, при котором учитываются экологичность, вовлекаемость, минимальная капиталоемкость при подготовке вторичного сырья для дальнейшего использования, а также применение грамотной логистики при размещении объектов подготовки вторсырья, и его потребителей), тем меньше размер экологического сбора и, соответственно, меньше увеличение стоимости товаров после внедрения экосбора.

Для реализации Стратегии требуется четкое выполнение задачи ресурсосбережения.

В настоящее время перерабатывается не более 10 процентов отсортированных на объектах сбора отходов ТБО. Из-за отсутствия рынка сбыта оставшиеся объемы подвергаются захоронению здесь же, на полигоне, иными словами, деньги закапываются, а проблема так и остается нерешенной. При существующей технологической отсталости инфраструктуры обращения с ТБО такой подход полностью искореняет саму идею их сортировки. Чтобы преодолеть это положение, следует стремиться к модели, которая будет стимулировать применение прежде всего эффективных отечественных методов переработки отходов.

В рамках создания объектов инфраструктуры обращения с ТБО третьего этапа при выборе той или иной технологии по ресурсосбережению в регионе основными показателями ее эффективности следует определять:

- экологичность (mi№показатель загрязнения окружающей среды);

- возобновляемость ресурсов (в рублях, процентах);

- технологическая доступность (mi№капиталоемкость).

При этом требуется четкое определение направлений компенсаций из средств экологических сборов. В данном случае не следует забывать о видах ТБО, для которых еще не разработаны технологии обезвреживания или переработки, таким образом, средства экологических сборов следует направлять в том числе на нейтрализацию негативного воздействия таких отходов. Кроме того, средства экологических сборов также следует направлять на реализацию социально значимых проектов, экономически не привлекательных для инвестора.

При этом разработку и определение наиболее эффективных ресурсосберегающих технологий целесообразно поручить научному сообществу, а их апробацию - региональным предприятиям - передовикам по сокращению объемов образования отходов и внедрению современных технологий утилизации и переработки отходов.

В целях определения максимально эффективных технологий переработки отходов (ресурсосбережения) на территории Волгоградской области необходимо:

провести в муниципальных образованиях Волгоградской области инвентаризацию предприятий для выявления производств, которые могли бы использовать отходы того или иного вида в качестве вторичного сырья;

определить потребности хозяйств в изделиях, изготавливаемых из вторичного сырья (тара и упаковка для медицинских отходов, детские игровые площадки, скамейки, тара для коммунального хозяйства, строительные материалы и т.д.);

разработать экономические рычаги для привлечения субъектов малого и среднего предпринимательства в сферу переработки вторсырья в продукцию, необходимую для хозяйств Волгоградской области и пользующуюся спросом у населения;

разработать систему государственного заказа на продукцию из вторсырья;

создать региональный сайт движения вторичных ресурсов.

4.3. Предотвращение несанкционированного размещения ТБО

Территории муниципальных образований в соответствии с экологическими, санитарными и иными требованиями подлежат регулярной очистке от отходов. Эффективность работы в данном направлении в большей степени зависит от того, насколько профессионально подходят к исполнению своих обязанностей органы местного самоуправления.

Проблема с несанкционированным размещением отходов может быть решена при условии осуществления на территории муниципального образования уполномоченным органом следующих мероприятий:

- учет образования отходов, с указанием лица или организации, места, объема, способа сбора, наличия в пользовании контейнера, контейнерной площадки, закрепления ответственности;

- учет наличия соответствующих договоров на вывоз и размещение ТБО на лицензионном полигоне, гарантирующих вывоз всего объема образующихся ТБО.

В случае выявления несанкционированных свалок, захламленности территорий необходимо анализировать причины образования таких свалок, по возможности устанавливать виновное лицо и принимать административные меры в целях дальнейшего недопущения подобных ситуаций, которые складываются по следующим причинам: либо заказчик услуги указал неправильный объем и периодичность вывоза ТБО, либо компания-транспортировщик ненадлежащим образом оказывает эту услугу. Соответственно, кто-то должен нести ответственность. Местной администрации необходимо анализировать причины образования каждой несанкционированной свалки и принимать конкретные меры по каждому факту в целях дальнейшего недопущения несанкционированного размещения отходов, основными из которых являются:

эффективная организация сбора и вывоза ТБО;

принятие на территориях муниципальных образований эффективных Правил по обращению с отходами с надлежащим и эффективным контролем за их исполнением;

повышение результативности деятельности административно-технических инспекций городских и сельских поселений и городских округов.

4.4. Воспитание экологической культуры и обучение

безопасному обращению с отходами

Реализация комплекса мер, направленных на усовершенствование обращения с ТБО на территории Волгоградской области, невозможна без участия предприятий, организаций, учреждений, широких слоев населения.

Для улучшения ситуации помимо постоянного контроля за деятельностью предприятий - источников образования ТБО необходимо на местных и региональном уровнях вести целенаправленную просветительскую деятельность по формированию грамотного и ответственного подхода к обращению с отходами.

В целях внедрения передового опыта и новых технологий в области обращения с отходами и развития переработки вторсырья необходимо осуществление непрерывного экологического образования, ориентированного на развитие навыков рационального природопользования.

Невозможно без проведения соответствующей подготовки и разъяснительной работы среди населения организовать раздельный сбор отходов. Нужно довести до каждого жителя информацию о том, какие экологические и экономические результаты влечет раздельный сбор ТБО, как он будет осуществляться (какие виды отходов будут собираться в отдельные контейнеры, чем отличаются контейнеры для бумаги, пластика и других видов отходов и т.д.).

При использовании в хозяйствах Волгоградской области продукции из вторсырья, изготовленной на территории региона, необходимо снабжать эти изделия (например, пляжное оборудование, тару и упаковку, кашпо и пр.) соответствующими наклейками, этикетками, надписями "Изготовлено из вторичного сырья". Это даст возможность наглядно продемонстрировать людям, что раздельный сбор отходов и переработка вторсырья имеют реальный смысл, ведут к ресурсосбережению и охране окружающей среды, позволит снизить скептическое отношение некоторой части населения к идее рационального отношения к ТБО.

4.5. Управление отходами

В сфере обращения с ТБО необходима разработка экологически ориентированных методов управления с одновременным решением экономических задач. Анализ воздействия отходов на окружающую среду, применение ресурсосберегающих технологий, нормативное правовое регулирование в сфере обращения с отходами - основы эффективной системы управления отходами, ориентированной на решение комплекса экологических и санитарно-гигиенических задач, сокращение объемов образования ТБО, возвращение их в экономический цикл в качестве вторичных материальных ресурсов и уменьшение объемов их размещения на полигонах ТБО.

Система управления отходами представляет собой совокупность принципов, методов, средств и форм управления потоками отходов в целях повышения эффективности их удаления, обезвреживания и переработки с одновременным снижением затрат.

Успешное решение проблемы регулирования возрастающего потока отходов возможно только на основе разработки и реализации единой комплексной системы в сфере обращения с отходами.

В целях совершенствования государственной системы управления отходами на уровне региона необходимо совершенствование системы учета отходов, в которой должны быть прослежены технологические циклы образования и "движения" отходов, последовательность организационных и технологических процессов их утилизации, а также создание современной инфраструктуры в области обращения с отходами, оценки прав, функциональных обязанностей, ответственности природопользователей, обеспечивающей при обращении с ТБО соблюдение требований экологической и санитарно-эпидемиологической безопасности и рационального использования вторичных ресурсов.

Для успешного решения проблемы отходов необходимо создать условия, стимулирующие участие субъектов малого предпринимательства в этой сфере.

5. Механизм реализации Стратегии

Основными механизмами реализации Стратегии являются:

- административный механизм: организационные мероприятия Администрации Волгоградской области, органов местного самоуправления муниципальных образований Волгоградской области и предприятий, направленные на строительство муниципальных и межмуниципальных полигонов ТБО, мусороперегрузочных и мусоросортировочных объектов, благоустройство территорий населенных пунктов, реализация полномочий субъекта в законотворческой деятельности;

- формирование государственно-частного партнерства в сфере обращения с ТБО;

- создание системы партнерства "власть - бизнес - общество" и обеспечение широкого участия населения в процессе достижения целей Стратегии;

- организация межмуниципального сотрудничества в сфере обращения с ТБО.

Комитет природных ресурсов и экологии Волгоградской области, являющийся координатором процесса реализации Стратегии, ежегодно формирует план-график реализации мероприятий Стратегии.

Органы местного самоуправления при разработке и выполнении муниципальных программ и природоохранных мероприятий руководствуются положениями Стратегии и предусматривают мероприятия по улучшению экологической ситуации в сфере обращения с ТБО и безопасности проживания населения на территории соответствующего муниципального образования.

Научные, производственные и образовательные организации привлекаются при необходимости в качестве экспертов к решению вопросов, связанных с реализацией Стратегии.

6. Эффективность реализации Стратегии

Реализация Стратегии в социальном, экономическом и экологическом аспекте позволит:

исключить негативное воздействие ТБО на окружающую среду;

обеспечить улучшение экологической обстановки и условий жизни на территории Волгоградской области, создать предпосылки для улучшения здоровья, работоспособности и долголетия населения;

стать основой для развития нового промышленного сектора рентабельного производства товарной продукции на основе переработки отходов как источников вторичного сырья, тем самым увеличить ресурсно-сырьевой потенциал области и объем производимой товарной продукции из ТБО;

сэкономить сырье, материальные и топливно-энергетические ресурсы за счет повышения вовлечения ТБО в хозяйственный оборот;

сократить отчуждение площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного и иного использования, под объекты размещения отходов;

содействовать инвестиционной привлекательности Волгоградской области в сфере обращения с отходами.

Приложение

к комплексной стратегии

развития сферы обращения

с ТБО на территории

Волгоградской области

на период до 2020 года

ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

В соответствии с распоряжением Правительства РФ от 19 марта 2014 г. №398-р "Об утверждении комплекса мер, направленных на отказ от использования устаревших и неэффективных технологий, переход на принципы наилучших доступных технологий и внедрение современных технологий" требуется реализация всех проектов с учетом и внедрением наилучших доступных технологий (НДТ).

1. Экономические и экологические критерии оценки выбора

оптимальных вариантов (сбор, транспортировка,

обезвреживание, переработка отходов)

1.1. Перечень используемых интегральных критериев и методов

оценки систем обращения с отходами

В настоящее время в мировой практике, и в частности в практике Евросоюза, применяется комплекс критериев, позволяющих выбрать оптимальный вариант методов и технологий по обращению с отходами. Среди них выделяются:

1) критерии предпроектной оценки, такие как критерий минимальных приведенных коммерческих и общественных издержек, балльные оценки факторов эффективности.

2) критерии проектной оценки (NPV).

Критерий минимальных приведенных коммерческих и

общественных издержек

В соответствии с данным методом из нескольких технологий выбирается технология, удовлетворяющая следующему условию:

где С - текущие годовые затраты,

К - капитальные вложения,

r - коэффициент капитализации или норма эффективности капитальных вложений.

На основе анализа выбирается вариант, предполагающий наименьшие затраты при достижении выбранной цели.

Данный критерий является базовым при оценке систем обращения с отходами и инвестиционных проектов, о которых известна или когда лишь имеется затратная составляющая. Данный критерий широко используется при оценке эффективности проектов утилизации отходов. Его преимуществом является возможность применения как поддающихся измерению в рыночных ценах показателей, так и не имеющих рыночных цен параметров, но значительно влияющих на эффективность технологии, например, таких как надежность технологии, экологические экстерналии и т.д.

Балльные критерии согласования различных факторов

экономическо-экологических оценок (мультифакторный

экспертный метод)

Метод заключается в выборе определенных факторов, с позиции которых анализируется эффективность технологии. Поскольку при применении метода учитываемые факторы могут быть весьма разносторонними и иметь различную размерность и также характеризоваться качественными балльными оценками, данный метод позволяет учитывать самый широкий спектр факторов эффективности. Однако при этом приходится обосновывать балльные оценки и обосновывать присвоение весов каждому из факторов при их согласовании, что не обходится без большой доли субъективизма ("экспертности"). Несмотря на субъективизм, данный метод получил широкую известность, и будет рассмотрен один из вариантов его применения к оценке эффективности утилизации ТБО.

В основу отбора факторов для оценки эффективности технологии при применении мультифакторного экспертного метода обобщенно принимаются следующие соображения (базовые критерии):

1. Область применения технологий (максимальная мощность, качественные характеристики перерабатываемых отходов, степень внедрения технологии).

2. Перечень загрязнителей, потребления сырья и энергии (экологические аспекты).

3. Воздействия технологий на окружающую среду.

4. Эффективность затрат и приведенная стоимость затрат.

5. Сроки внедрения технологий.

Согласование этих критериев в единый интегральный критерий оценки эффективности можно проводить с помощью экспертно назначаемых весов либо с помощью формализованных числовых методов, нацеленных на придание большей убедительной объективности получаемым весам. В качестве таких методов определения критериальных весов используются: Promethee, Electra, метод иерархий значений (ранги). Например, веса для критериальной оценки совокупности показателей технологии можно определять известным методом расчетной оптимизации, который кратко состоит в следующем.

Пусть имеется №технологий вида Аi, i = 1...№и m общих численных показателей этих технологий Вij, j = 1...m.

Задача поиска наиболее оптимальной технологии вида Аj заключается в составлении числовых значений функций Fi для каждой технологии Аi по всем показателям Вij.

где j - относительный показатель i-й технологии;

Yij - весовая функция, аргументом которой является ранг rij показателя технологии.

Если минимальные числовые значения показателей технологии Аj являются лучшими (например, количество выбросов загрязняющих веществ, эксплуатационные затраты и т.д.), то правила определения ранга показателей технологии довольно просты и заключаются в том, что j-му показателю с наименьшим значением В из всей совокупности Вij...Вij приписывает ранг с r = 1, следующему по величине - 2 и т.д. После определения матрицы rij задают вид весовой функции. В том случае, если все показатели Вij обладают одинаковым свойством - минимальные числовые значения являются лучшими для технологии, то yij может быть выбрана в виде:

Yij = rij / 2rij-1 (3)

Подставляя вычисленные значения Вij и yij (1), получают последовательность №числовых значений функций предпочтения Fi, минимальное значение из которых и соответствует наиболее эффективной технологии с индексом i.

Критерий проектных оценок NPV (чистой приведенной стоимости)

Этот широко известный в экономическом и проектном анализе критерий характеризует степень превышения выгод от экономического проекта над затратами на него по всей межвременной продолжительности существования проекта и прежде всего предназначен для оценки экономической эффективности проработанных проектом технологий, имеющих демонстрируемую коммерческую отдачу (рентабельность). При использовании этого критерия возможен также учет общественных и экологических экстерналий за счет их монетизации. Однако применение этого критерия наталкивается на существенные трудности при оценке эффективности нерентабельных технологий, таких как некоммерческие проекты в общественном секторе, которые не имеют самостоятельного потока выгод. Также данный критерий редко когда применяется на стадии допроектной оценки технологий в качестве основного критерия обоснования их предпроектной эффективности.

Основным методом расчета чистой приведенной стоимости является анализ затрат и выгод (cost benefit analysis - СВА). Если сравнение показывает, что выгоды перевешивают затраты (с учетом их межвременного приведения с использованием ставки дисконтирования), то это означает, что мероприятие достойно инвестиций. Однако такой анализ требует большого количества данных, и некоторые выгоды сложно представить в денежной форме.

Для расчета интегрального критерия NPV используется формула дисконтирования денежного потока:

где: NPV - чистая приведенная стоимость;

- коммерческие выгоды;

- коммерческие издержки (затраты);

- экологические и социальные выгоды;

- экологические и социальные затраты;

t - год оценки;

r - ставка дисконтирования;

Т - период времени, учитываемый в анализе (период времени, в течение которого будут происходить измеримые последствия от влияния данного проекта на окружающую среду и природные ресурсы, включая социально-экономические).

Иллюстрация применения данной формулы приведена на графике ниже

Рис. 1.1.

Соотношение графических профилей NPV, рассчитанных для

оценки коммерческой и эколого-экономической оценки проекта

1.2. Описание учитываемых экономических и экологических

критериев при выборе оптимальных вариантов

В Европе проводился ряд исследований по оценке эффективности систем сбора и утилизации ТБО, в которых удалось детально развить применение метода мультифакторных балльных оценок. Ниже на примере результатов исследований BALKWASTE рассматривается реализация такого метода и его потенциал.

В исследованиях применяются ряд типичных групп критериев оценки эффективности технологии переработки ТБО:

1) экономические,

2) экологические,

3) технические,

4) социальные,

5) правовые,

6) балльные критерии согласования различных факторов экономическо-экологических оценок (мультифакторный экспертный метод).

Указанные 6 основных групп критериев, в свою очередь, состоят из ряда критериев. Состав применяемых критериев выбора технологий приведен в таблице 1.

Таблица 1

Критерии выбора технологий по обращению с отходами

Критерии

Экономические

Капитальные затраты

Эксплуатационные затраты и затраты на техническое обслуживание

Доход от продажи вторсырья

Требования к землям

Рыночные перспективы для вторсырья

Экологические экстерналии - внешние затраты и выгоды

Экологические

Выбросы ПГ

Выбросы в атмосферу

Экономия традиционного топлива в альтернативных направлениях

Сточные воды

Водопотребление

Производство неопасных твердых отходов

Производство опасных отходов

Шумовые эмиссии

Критерии

Технические

Надежность

Адаптация к местным условиям

Производственная гибкость

Энергопотребление

Производство энергии

Вторичная продукция

Корреляция с рециркуляцией

Социальные

Восприятие риска

Качество занятости

Потенциал для создания новых рабочих мест

Правовые

Гармонизация с законодательством ЕС

Вклад в использование биоразлагаемых отходов

Балльные критерии согласования различных факторов экономическо-экологических оценок

Интегральный мультифакторный показатель оценки технологий

Экономические критерии

Экономические критерии имеют принципиальное значение, особенно для лиц, принимающих решения, так как они отражают ценности и соответствующие финансированию инвестиции, а также расходы, которые граждане должны платить за обращение с отходами.

В некоторых случаях экономические критерии в сочетании с минимальными требованиями законодательства являются ключевыми элементами планирования управления отходами.

Кроме коммерческих и общественных приведенных издержек и чистой приведенной стоимости экономические критерии включают 5 следующих подкритериев:

- капитальные затраты;

- эксплуатационные затраты и затраты на техническое обслуживание;

- доходы от продажи вторсырья;

- требования к землям;

- перспективы рынка для товаров;

- экологические экстерналии - внешние затраты и выгоды.

Капитальные затраты

К капитальным затратам относятся затраты, связанные с капиталом или инвестиционными расходами на землю, оборудование и запасами. В отличие от труда и эксплуатационных расходов, капитальные затраты не зависят от уровня производства. Это единовременные издержки на строительство предприятия или осуществления проекта, после которых будут производиться только повторяющиеся оперативные или эксплуатационные расходы.

Капитальные затраты на технологии по обращению с отходами зависят от таких факторов, как:

- общий объем отходов, подлежащих обработке (экономия на масштабах);

- технология переработки отходов и тип используемого процесса;

- уровень автоматизации;

- требуемые строительные и другие инженерные работы.

Эксплуатационные затраты и затраты

на техническое обслуживание

К эксплуатационным затратам и затратам на техническое обслуживание, также называемым операционными или текущими расходами, относятся текущие, повторяющиеся расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание выбранного варианта обращения с отходами и установки по обращению с отходами.

Эти расходы можно затем разделить на расходы на персонал, расходные материалы для производственного процесса, оборудование и другие эксплуатационные расходы, расходы на страхование, очистные сооружения и т.д.

Эта категория расходов зависят от нескольких факторов, таких как:

- общий объем переработки отходов (экономия на масштабах);

- технология переработки отходов и тип используемого процесса;

- уровень автоматизации;

- тип собственности установки для переработки отходов (государственная или частная)

- финансовая доходность, выраженная в финансовой рентабельности проекта;

- рыночные перспективы вторичных продуктов, полученных в результате переработки отходов (этот фактор анализируется в отдельном разделе ниже).

Доходы от реализации полученной вторичной продукции

Этот критерий рассматривает доходы, которые инвестор по переработке отходов может иметь от продажи вторичной продукции на существующих рынках, и является существенной частью схемы управления отходами. Стоимость вторичного сырья (полученного из отходов) сильно зависит от цен на сырье, а также от общей экономической ситуации.

При выборе оптимальной технологии переработки отходов, как правило, учитываются следующие вторичные продукты:

- бумага;

- металл (черный, цветной);

- пластик;

- стекло;

- компост;

- электроэнергия;

- альтернативное полученное топливо (RDF) и твердое регенерированное топливо (ОСР).

Требования к качеству земель

Требования к качеству земель для предприятия по переработке отходов зависят от технологии, которая будет применяться. Хотя этот критерий не является чисто экономическим, приобретение участка земли входит в инвестиционные расходы, которые являются дополнительными к капитальным затратам.

Этот критерий может также входить в категорию технических критериев, поскольку он затрагивает технические характеристики технологии переработки отходов, но также и экологические критерии, так, в зависимости от гидрогеологических и геологических условий требуются различные мероприятия по защите почвы, грунтов и грунтовых вод.

Рыночные перспективы для вторичной продукции

Рыночные перспективы вторичных продуктов являются важным фактором, особенно когда нет доступных рынков или рынки ограничены.

Некоторые примеры:

1. Отсутствие промышленности переработки ВМР из отходов в регионе.

2. Отсутствие возможностей использовать компост. Так как этот вторичный продукт, как правило, является результатом биологической переработки смешанных отходов, его качество довольно низкое.

3. Использование вторичного топлива (RDF/РВСН) также является серьезной проблемой, так как в Волгоградской области нет установок по сжиганию отходов и совместного сжигания в других установках.

С помощью этого критерия, по сравнению с критерием дохода от реализации продукции, рассматривают потенциал будущих доходов или расходов от использования вторичных продуктов там, где рынок пока еще не существует.

Экологические экстерналии - внешние затраты и выгоды

Внешние затраты и выгоды отличаются от "традиционных" затрат и выгод, таких как текущие эксплуатационные расходы предприятия или доходы от продажи ВМР.

Традиционные затраты и выгоды относят к категории, называемой внутренними затратами и выгодами. Они определяются на основе цен, формируемых рынком. Эта цена отражает всю истинную стоимость товара или услуги, к которой она относится.

Реализация выбранного варианта управления отходами накладывает внешние издержки на население через деградацию окружающей среды в виде загрязнения атмосферного воздуха и грунтовых вод, деградации почвы. Этот критерий направлен на учет этих расходов.

Оценка критериев.

Капитальные и эксплуатационные затраты

Численное значение этого критерия отражает капитальные затраты на осуществление выбранного варианта переработки отходов.

Цель оценки капитальных затрат состоит в том, чтобы определить стоимость технологий для их сравнительной оценки, а не для определения реальной стоимости.

Инвестиционная стоимость систем, которая принадлежит одной и той же технологии (например, различные системы для анаэробного сбраживания), может значительно варьироваться из-за различных технологических конфигураций и производительности.

1.3. Формирование критериев оценки рассматриваемых вариантов

обращения с отходами

В настоящее время все технологии мусоропереработки в полной мере не окупают себя даже с учетом продажи полезных побочных продуктов переработки. Поэтому тарифы, покрывающие эксплуатацию деятельности по утилизации ТБО в Волгоградской области, устанавливаются на основе нормативной рентабельности затрат по модели "затраты+" и не имеют независимой внешней (рыночной) оценки. В условиях такой организации деятельности по утилизации отходов для оценки эффективности новых технологий весьма сложно использовать абсолютные проектные показатели эффективности, характерные для рентабельных технологий, эксплуатируемых в целях получения коммерческого эффекта - такие как Чистый Приведенный Доход (NPV). Такие показатели имеют смысл, во-первых, когда размер поступающих доходов не поставлен в прямую зависимость от производимых затрат (что характерно для модели "затраты+"), и, во-вторых, когда имеются конкретные предварительные проекты по эксплуатации объектов, учитывающие сочетание технологий, их совместное размещение на одной территории. С экономической точки зрения особенно важно первое обстоятельство, поскольку нормативное решение об установке тарифов на использование соответствующих технологий и будет формировать величину NPV, т.е. когда положительная величина рентабельности в модели "затраты+" обычно будет приводить к положительному эффекту по NPV (с точностью до учета рентабельности инвестированного капитала), и чем больше устанавливаемая рентабельность затрат, тем больше будет коммерческий эффект NPV для инвестора.

Таким образом, учитывая экономическую нецелесообразность абсолютных критериев эффекта типа NPV в данном случае, интегральный критерий оценки эффективности технологий должен уделять ключевое значение затратным показателям как с коммерческой, так и с общественно-экологической размерностью. Такой критерий известен и находился в широкой практике инвестиционной оценки и инфраструктурного проектирования с 1950-х годов.

В соответствии с данным критерием из нескольких проектов выбирается проект, удовлетворяющий следующему условию:

где С - текущие годовые затраты, К - капитальные вложения,

r - коэффициент отдачи/капитализации или норма эффективности капитальных вложений.

На основе анализа критерия такого типа выбирается вариант, минимизирующий коммерческие и общественные затраты для достижения выбранной цели. Показатель rK называется "приведенными капитальными затратами", а в общем критерий такого плана можно называть "приведенными коммерческими (или общественными) затратами".

Как правило, критерий приведенных общественных затрат является расширенным случаем критерия коммерческих затрат, учитывающим поверх прочих коммерческих элементов различные социально-экологические экстерналии (значимые для общества факторы, не имеющие коммерческого оборота или прямой рыночной оценки).

В рамках проводимой оценки эффективности технологии в коммерческом компоненте критерия учитываются различные операционные и капитальные расходы по технологиям. Но поскольку каждая из технологий имеет свою установленную максимальную целевую мощность обработки отходов, то для обеспечения единой базы сравнения технологий по целевому критерию - переработки 1 тонны ТБО - все учитываемые расходы приводятся также к удельной размерности - руб./1 т перерабатываемых отходов по разным технологиям ТБО.

Применение такого удельного критерия приведенных коммерческих и общественных затрат хорошо зарекомендовало себя в рамках оценки эффективности технологий обращения с ТБО. Он используется как основополагающий критерий по обращению с ТБО в европейской практике (Справочник НТД "Методологии оценки наилучших технологий в аспектах из комплексного воздействия на окружающую среду и экологической целесообразности их внедрения").

В данный критерий эффективности имеется также возможность заключения фактора надежности технологий, что реализуется за счет корректировки показателя максимальной мощности переработки отходов (или, что то же самое, удельных показателей капиталовложений, эксплуатационных затрат и пр.) по технологии на коэффициент надежности технологий. Последний коэффициент отражает потенциал технологии работать бесперебойно с нормативом выработки 8000 часов в год (к примеру, коэффициент 80% означает, что в силу, например, поломок технология может эксплуатироваться на полной мощности лишь 80% времени от 8000 нормативных часов работы или с загрузкой лишь на 80% от рабочей максимальной в течение всего нормативного времени). Показатель надежности такого плана будет учитываться в проводимых расчетах.

1.4. Структура интегрального критерия удельных

приведенных затрат

В рамках коммерческих операционных расходов по технологии учитываются расходы по всему циклу использования технологии, включая расходы на доставку отходов на технологический объект и вывоз неперерабатываемых конечных отходов с него и утилизацию их на полигоне. Исходными источниками данных по удельным операционным затратам технологии явились расчеты на сбор и вывоз отходов, расчеты на сортировку отходов и укрупненные расчеты на другие технологии обезвреживания и переработки отходов, которые будут сверены на согласованность с информацией из BALKWASTE. Таким образом, в текущие удельные операционные расходы по эксплуатации технологии входят: расходы на сбор и доставку ТБО на технологический объект, эксплуатационные расходы по технологии (сырье, материалы, зарплата персонала, а также амортизация), затраты на вывоз отходов конечной переработки на полигоны и утилизацию их на нем и экологические платежи за утилизацию.

В капитальные расходы, учитываемые в показателе коммерческих приведенных затрат, входят инвестиции на строительство и оснащение технологических объектов. Стоимость земли, требуемой под строительство технологических объектов, не входит в капитальные расходы, учитывая специфику размещения объектов в Волгоградской области и их оперирование самим городом, а учитывается как иммобилизация земельного ресурса в составе показателя общественных приведенных затрат. В качестве базы для расчета приведенных капитальных затрат использовались удельные капитальные затраты на 1 т перерабатывающей мощности объекта. Их перемножение на максимальную проектную мощность технологий позволяло определять капитальную стоимость строительства технологического объекта. Далее эта стоимость пересчитывалась в текущий (рентный) эквивалент с использованием ставки отдачи на капитал r в размере 8,3%, что соответствует рентабельности эксплуатации мусороперерабатывающих заводов. Получаемое в итоге требование к ежегодной отдаче на капитал делилось на проектную мощность объекта, образуя единый текущий эквивалент удельных капитальных затрат на 1 т перерабатываемых ТБО, который как по своей размерности, так и экономическому содержанию возможно сравнивать напрямую с операционными затратами по технологиям.

Следует учитывать, что деятельность по эксплуатации утилизационных технологий имеет не только затратную составляющую. В некоторой мере эти технологии позволяют окупать часть своих затрат за счет производства и реализации полезных продуктов переработки ТБО.

В расчетах коммерческих приведенных затрат каждой технологии поэтому учитывались компенсирующие доходы, которые можно получать от реализации таких побочных продуктов переработки по рыночным ценам. В результате приведенных расчетов определяется удельный показатель чистых приведенных затрат, который и наилучшим образом характеризует коммерческую эффективность каждой технологии.

Дополнение показателя коммерческой эффективности удельными стоимостными оценками социально-экологических экстерналий далее позволяет получить интегральный показатель эффективности технологий, учитывающий основные социально-экологические последствия технологий мусоропереработки, не играющие явной коммерческой роли в деятельности инвесторов, но имеющие значение для населения и природы.

В рамках проводимых расчетов в качестве таких общественно-экологических экстерналий учитывались: постоянный вывод земельного участка (на котором расположена оцениваемая технология), который бы в противном случае имел бы альтернативную ценность для города, с учетом его рыночной оценки. Приведение рыночной капитальной оценки стоимости земельного участка к текущему показателю издержек осуществляется по аналогии с методом, используемым для затрат на капитальное строительство технологических объектов. Потребность в земле под размещение объектов технологий учитывалась на основании удельных потребностей в занимаемой площади по справочным данным, с учетом нормативов по требуемой санитарной зоне отчуждения вблизи объектов. Для объектов малой мощности переработки учитывалась возможность их размещения рядом друг с другом как отдельные технологические линии. Учет общей потребности в земле с учетом санитарной зоны отчуждения проводился по формуле площади круга (т.е. в предположении об увеличении радиуса застройки на соответствующую линейную величину санитарно-защитной зоны). Дополнительно к фактору иммобилизации земли, в качестве экстерналии учитывалось разрушение плодородного слоя в пятне застройки технологии.

Кроме того, в качестве эколого-общественных экстерналий в отношении свалочных полигонов, ввиду большой площади занимаемых ими земель, учитывались негативное влияние полигонов на рыночную стоимость прилегающих земель, загрязняющие выбросы парниковых газов в атмосферу и т.д.

1.5. Алгоритм расчета интегрального критерия выбора системы

обращения с отходами

В соответствии с порядком формирования интегрального критерия оценки эффективности технологии ТБО в настоящем разделе проводится непосредственный расчет необходимых показателей.

Для оценки выбора системы обращения с отходами рассчитываются три показателя интегрального критерия:

- показатель приведенных затрат;

- показатель чистых коммерческих приведенных затрат;

- показатель общественных приведенных затрат.

Чистые коммерческие приведенные затраты (NPV) рассчитываются по формуле:

ЧКПЗ = K x r / М + ТЗ - В, (NPV) (5)

где:

ЧКПЗ - чистые коммерческие приведенные затраты;

К - капитальные затраты на создание технологии без учета покупки земли (инвестиционные затраты); тыс. руб.;

r - коэффициент капитализации или норма эффективности капитальных вложений, доля;

М - проектная годовая мощность; тыс. тонн ТБО/год;

ТЗ - удельные текущие затраты по эксплуатации технологии; тыс. руб./тонна ТБО.

ТЗ = ЭЗ + СДП + ЭП + ЗВП,

где:

ЭЗ - эксплуатационные годовые затраты; тыс. руб./тонна ТБО;

СДП - удельные затраты на сбор и доставку на переработку; тыс. руб./тонна ТБО;

ЭП - удельные экологические платежи; тыс. руб./тонна ТБО;

ЗВП - удельные затраты на вывоз ТБО, обеззараживание отходов и их утилизацию на полигоне; тыс. руб./тонна ТБО;

В - доходы от реализации вторсырья, получаемого в результате технологии; тыс. руб./тонна ТБО.

Общественные приведенные затраты рассчитываются по формуле:

ОПЗ = K x r / М + ТЗ - В + Э, (6)

где:

ОПЗ - общественные приведенные затраты; тыс. руб./тонна ТБО;

К - капитальные затраты на создание технологии без учета покупки земли (инвестиционные затраты); тыс. руб.;

r - коэффициент капитализации или норма эффективности капитальных вложений, доля;

М - проектная годовая мощность; тыс. тонн ТБО/год;

ТЗ - удельные текущие затраты по эксплуатации технологии; тыс. руб./тонна ТБО.

ТЗ = ЭЗ + СДП + ЭП + ЗВП,

где:

ЭЗ - эксплуатационные годовые затраты; тыс. руб./тонна ТБО;

СДП - удельные затраты на сбор и доставку на переработку; тыс. руб./тонна ТБО;

ЭП - удельные экологические платежи; тыс. руб./тонна ТБО;

ЗВП - удельные затраты на вывоз ТБО, обеззараживание отходов и их утилизацию на полигоне; тыс. руб./тонна ТБО;

В - доходы от реализации вторсырья, получаемого в результате технологии; тыс. руб./тонна ТБО;

Э - экстерналии; тыс. руб./тонна ТБО.

Э = СтЗем + СнСтНедв + Почв + Жив + Рек + ПГ + Пож +

+ ЗатрЛикв Пол,

где:

СтЗем - стоимость занимаемой технологией земли с учетом площади санитарно-защитных зон; тыс. руб./тонна ТБО;

СнСтНедв - снижение стоимости недвижимости в окрестностях размещения технологии; тыс. руб./тонна ТБО;

Почв - ущерб от потери почвы; тыс. руб./тонна ТБО;

Жив - ущерб от потери объектов животного мира; тыс. руб./тонна ТБО;

Рек - затраты на рекультивацию после окончания срока действия полигона ТБО; тыс. руб./тонна ТБО;

ПГ - ущерб от выбросов парниковых газов; тыс. руб./тонна ТБО;

Пож - ущерб от стихийных пожаров на полигонах; тыс. руб./тонна ТБО;

ЗатрЛикв Пол - затраты на ликвидацию полигона после окончания срока его действия; тыс. руб./тонна ТБО.

2. Стратегия переработки отходов

За всю свою историю человечество выработало и апробировало только три стратегии обращения с отходами потребления:

- топливно-энергетическая стратегия;

- сырьевая стратегия;

- биотехнологическая стратегия.

К топливно-энергетической стратегии относятся сжигание с получением тепла и электроэнергии, пиролиз, газификация.

К сырьевой стратегии относятся селективный сбор утильных фракций ТБО и КГМ, сортировка их на промышленных комплексах с получением вторичного сырья для производства.

К биотехнологической стратегии относятся: анаэробное и аэробное компостирование отходов с получением компоста и биогаза, экологическое чистое захоронение отходов на полигонах ТБО, получение биоэтанола.

2.1. Топливно-энергетическая стратегия

Сжигание ТБО

Термические технологии переработки ТБО позволяют гарантировано обезвреживать бактериальную микрофлору отходов, в связи с чем на эти заводы при определенных условиях допускается прием медицинских отходов. Практически все мусоросжигательные заводы оснащены оборудованием для утилизации тепла. Главной проблемой мусоросжигательных заводов является необходимость очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, а также утилизация золы и шлака. В мировой практике используют различные методы термического обезвреживания и утилизации ТБО:

- слоевое или камерное сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах (МСК) или печах;

- слоевое или камерное сжигание специально подготовленных отходов (освобожденных от балластных фракций) совместно с природным топливом в энергетических котлах или в цементных печах;

- пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку, - газификация;

- сжигание подготовленных отходов в печах с циркулирующим или выносным кипящим слоем инертного материала.

В зависимости от температуры процесса все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:

- процессы переработки при температурах ниже температуры плавления шлака;

- процессы переработки при температурах выше температуры плавления шлака.

Основными факторами, влияющими на выбор метода термического обезвреживания, являются морфологический и фракционный состав и теплотехнические свойства ТБО, допустимая производительность оборудования, возможные капитальные и эксплуатационные затраты, надежность и эффективность работы, возможность автоматизации и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

При выборе технологии и оборудования для термического обезвреживания ТБО необходимо иметь по возможности более полную информацию о составе и теплофизических свойствах ТБО.

Термические методы переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака, то есть при температурах менее 1300 °С, применяют наиболее часто.

Наиболее распространенные в практике процессы - слоевое сжигание и сжигание в кипящем слое.

Слоевое сжигание неподготовленных ТБО в топках

мусоросжигательных котлоагрегатов

При таком способе обезвреживания сжиганию подвергают все поступающие на завод отходы без какой-либо их предварительной подготовки или обработки.

Метод слоевого сжигания является наиболее распространенным, изученным и отработанным на практике в течение многих десятилетий. Он позволяет значительно экономить земельные площади по сравнению с участками, отводимыми под полигоны для захоронения ТБО.

Этот метод, помимо обезвреживания отходов, позволяет выработать дополнительно тепловую и электрическую энергию, сократить до минимума расстояния между местами сбора ТБО и мусоросжигательным заводом (МСЗ).

Все современные МСЗ оборудованы высокоэффективными устройствами для очистки отходящих дымовых газов от твердых и газообразных загрязняющих веществ. Стоимость систем газоочистки достигает 40 - 50% от стоимости сжигательного оборудования.

В западноевропейских странах, где лимит земельных площадей представляет особо острую проблему, мусоросжигание нашло широкое распространение.

Процесс горения ТБО в мусоросжигательных котлоагрегатах протекает в две стадии:

- в твердой фазе (на колосниковой решетке);

- в газовой фазе (в объеме топочного пространства).

Эффективность сжигания отходов во многом зависит от комбинационных конструктивных решений топки и колосниковой решетки. Можно отметить три принципиальных варианта конструктивного решения системы "топка-решетка":

- система с прямым потоком газов в топочном пространстве, оптимальная для сжигания сухих отходов с высокой теплотворной способностью - 8000 - 12000 кДж/кг; наиболее горячая зона характерна для нижней части решетки, поэтому влажные отходы в начале решетки плохо подсушиваются;

- система с обратным по отношению к перемещаемому материалу потоком газов, оптимальная для сжигания влажных отходов с низкой теплотворной способностью - около 7100 кДж/кг;

- система со смешиванием потоков газов (компромиссный вариант), оптимальная для сжигания отходов переменных состава и влажности.

Сжигание ТБО в вихревом кипящем слое

За рубежом в последние годы начали строиться заводы по сжиганию ТБО в вихревом кипящем слое. Один из таких заводов был построен в России (г. Москва).

Проектная мощность данного завода по приему бытовых отходов составляет 250 тыс. т в год. Однако не все отходы, поступившие на завод, будут подвергнуты термическому обезвреживанию.

Основное технологическое оборудование завода для переработки ТБО поставила немецкая фирма "Хельтер АБ Т". Аналогичное по назначению оборудование, поставленное этой фирмой, успешно работает в Германии, Испании, Франции.

На заводе установлены три идентичные по характеристикам технологические линии с единичной производительностью 13,5 тонны отходов в час (100 тыс. т/год). Их отличительной особенностью является использование печей с вихревым кипящим слоем инертного теплоносителя. Конструкция печей с вихревым кипящим слоем обладает рядом преимуществ перед традиционными слоевыми топками. Основное из них - это эффективная переработка отходов в широком диапазоне измерения их влажности и зольности, высокие удельные тепловые нагрузки при равномерном распределении температур в кипящем слое, пониженный выброс оксидов азота. Кроме того, одновременно с отходами в печь постоянно подается известняк, что позволяет уже в печи организовать первый этап чистки дымовых газов.

Выделяющаяся в печах тепловая энергия утилизируется в паровых котлах, вырабатывающих 25 тонн пара в час с давлением 1,6 Мпа и температурой 310 °С. Это позволяет обеспечить потребности завода в электрической и тепловой энергии без использования сетевой электроэнергии и газа. Выработка электроэнергии осуществляется двумя турбогенераторами с единичной мощностью 6 МВт.

Установленное на заводе оборудование обеспечивает соблюдение нормативов по организации процесса переработки отходов и очистки газов. Процесс очистки дымовых газов начинается уже в печах одновременно с переработкой отходов в котлах-утилизаторах, за счет резкого падения скорости дымовых газов и горизонтальной конструкции происходит сепарация крупной фракции золы, а установленные за котлами спаренные циклоны улавливают и мелкую фракцию золы. Затем дымовые газы посыпают в рукавные абсорберы, где происходит нейтрализация кислых газов известковым молоком, распыляемым специальной турбиной. После абсорбера в системе газоочистки установлены "реакторы летучего потока", в которых сжатым воздухом в потоке дымовых газов распыляется смесь гашеной извести с активированным углем. Это позволяет обеспечить очистку дымовых газов в расположенных далее рукавных фильтрах не только от золы, мелкой фракции, но и от паров солей тяжелых металлов и полиароматических углеводородов, таких как диоксин, фураны и т.п.

Такая схема газоочистки неоднократно опробована на аналогичных заводах.

Для работы системы газоочистки на технологической линии использованы активные природные сорбенты - известняковая мука, гидрат окиси кальция и смесь гидрата окиси кальция с активированным углем.

Состав очищенных дымовых газов от каждой технологической линии непрерывно контролируется в автоматическом режиме приборами, установленными в лаборатории, расположенной у основания дымовой трубы.

Экологические аспекты сжигания ТБО

Загрязнение атмосферы

При сжигании отходов образуются продукты неполного сгорания. Список продуктов неполного сгорания (ПНС) насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них - углеводороды и ароматические углеводороды, их хлорированные производные, токсичные фенолы и хлорфенолы, бром и азот, замещенные вещества и, наконец, полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) - фураны (ПХДФ) и бифенилы (ПХБ). К ПНС относят несколько условно все выбросы, которые не относятся к газам "проскока", то есть к тем летучим соединениям, которые содержались в исходной смеси, подаваемой на сжигание, но не успели сгореть. В результате в эту группу попадают кислые газы: хлористоводородная кислота (HCl), сернистый газ и окислы азота .

Первый из них, HCl, вызывает большие проблемы из-за своей крайней агрессивности по отношению к металлу камер сжигания. Он же ответственен за образование хлора по реакции Дикона, необходимого для образования диоксинов в холодной зоне. HCl удаляют промывкой щелочными растворами извести, которые дают большую часть твердых отходов МСЗ. Основной источник выбросов HCl - горение поливинилхлоридных пластмасс, находящихся в потоке. Сернистый газ всегда образуется при горении ТБО, так как органические остатки содержат серу. Полностью убрать его непросто, и вместо известкового молока приходится брать дорогую щелочь.

Окислы азота весьма токсичны (ПДК для - 9 мг/м3, для остальных оксидов - 5 мг/м3 в пересчете на ) и крайне трудно связываются со щелочами в обычных скрубберах. Чем выше температура сжигания, тем больше окислов азота образуется. Это одна из причин, по которой очень высокие температуры при сжигании могут привести к крайне высоким выбросам в атмосферу этих токсикантов.

Продукты неполного сгорания включают и нейтральные газы, такие как угарный газ (СО), который может образовываться в больших количествах при неправильном режиме работы топки (мало воздуха, температура ниже 800 °С и другие нарушения). Этот газ нейтральный и потому очень трудно улавливается, опасен даже в очень малых концентрациях.

Микрозагрязнения

Анализ шлаков, летучей золы с фильтров и отходящих газов МСЗ показал, что около 1% углерода, введенного в топку, покидает его со шлаком, 0,1% связывается с летучей золой и около 0,01% выбрасывается в виде микрозагрязнителей. Остальной углерод превращается в окислы углерода, главным образом, в углекислый газ.

Концентрация общего органического углерода (ООУ) в среднем в шлаках - 10 г/кг, в летучей золе - 40 г/кг, а в газах - 20 мг/Нм3.

Существуют три основных источника микрозагрязнений:

1. Неполное сгорание тех микрозагрязнителей, которые присутствовали в исходных ТБО. При величине эффективности разрушения и удаления (ЭРУ), равной 99,999% (это требование для ПХБ), "проскок" равен 0,0001%. Однако эта малая величина означает, что каждый сжигаемый килограмм ПХБ будет давать выброс в окружающую среду, равный 1 мг, что совсем немало для таких токсичных веществ. Если вы сожжете 1000 т, то выброс будет равен 1 кг токсикантов.

2. Синтез диоксинов и фуранов (ПХДД и ПХДФ) при охлаждении горячих газов в фильтрах.

3. Органические вещества, попадающие в отходящие газы из других источников, таких как воздух, для сжигания, загрязнения из скрубберов, вода в системах очистки и дополнительное топливо, которое всегда вынуждены использовать для сжигания ТБО.

Диоксины

Химические вещества, называемые одним словом "диоксины", относятся к группе "суперэкотоксикантов", крайне устойчивых органических загрязнителей природы. Эти вещества чрезвычайно опасны не только для природы, но и для человека. Главный удар они наносят по репродуктивным функциям человека: разрушают гормональную систему, что приводит к иммунодефициту (падению защитных сил), но главным образом страдают женщины и дети, растет число женских болезней, выкидышей, растет число детских смертей и детей-инвалидов, снижается число родившихся.

Особо токсичны и бесспорные разрушители природы - смесь полихлордибензо-п-диоксинов (ПХДД) и полихлордибензофуранов (ПХДФ).

Та часть диоксинов, которая попадает в трубу, почти целиком связана с частицами золы. Это естественно, так как диоксины очень хорошо адсорбируются на любых материалах: их адсорбционная способность огромна. Эмиссия диоксинов из трубы прямо связана с количеством золы уноса. Ниже приведены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе, в воде, продуктах питания.

В атмосферном воздухе

В соответствии с постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 30 мая 2003 г. №114 "О введении в действие ГН 2.1.6.1338-03" предельно допустимые концентрации (ПДК) диоксинов (в пересчете на 2,3,7,8-тетрахлордибензо 1,4-диоксин) в атмосферном воздухе населенных мест равны 0,5 пГ/м3 ( г/м3) (пикограмм, пг - грамма)

В воде

В соответствии с Гигиеническими нормативами ГП 2.1.5.2280-07 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования" (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2007 г. №75) предельно допустимые концентрации (ПДК) 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксина в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляют 1 пГ/л.

В продуктах питания

ПДК диоксинов в продуктах питания лимитируется в соответствии с постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 16 июля 2008 года №43 "Об утверждении СанПиН 2.3.2.2401-08: Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.2402-08".

Шлаки

На 3 - 4 т мусора образуется около тонны шлаков. В тех МСЗ, в которых в топку добавляют известняк в качестве флюса, шлаков еще больше.

Предпринимаются самые разнообразные попытки использовать шлаки и золу МСЗ. Из них пытаются делать бордюрные камни, барьерные рифы и блоки для строительства, вводить их в асфальт и использовать для других дорожных покрытий. Предлагается делать из шлаков шлаковату для утепления зданий и керамзитоподобный материал для строительных работ. Однако шлаки токсичны. Их токсичность складывается из токсичности ПАУ, диоксинов и неопознанных органических тиоксикантов, и, кроме того, токсичны и соли тяжелых металлов. Шлаки менее опасны, чем летучая зола фильтров, так, из 11 образцов летучей золы разных МСЗ 9 оказались высокотоксичными, а такая же проба для 16 образцов шлаков выявила только 2 токсичных образца, которые требовали захоронения как особо токсичные отходы. Два образца шлака, взятые на московском МСЗ, содержали диоксины в концентрации 30 и 55 мг 1-ТЕQ/кг.

Стоимость захоронения обычных ТБО (в среднем) - 25 долл. за тонну, а опасных отходов - 250 долл. за тонну. Следует учитывать, что диоксины относятся к весьма устойчивым токсикантам и все эти бордюрные камни и плиты из шлаковаты будут токсичными многие десятилетия.

Содержание токсичных металлов в блоках из цемента, блоках

с добавками летучей золы и блоках с добавлением смеси

летучей золы и шлаков МСЗ (мг на кг изделия)

Токсичные металлы

Блоки с летучей золой

Блоки со шлаком и летучей золой

Обычные цементные блоки

Портландцемент

Цинк

18618

4482

53

29

Свинец

7278

5137

4

1

Медь

606

4668

13

9

Никель

78

109

47

18

Хром

190

146

31

38

Кадмий

731

44

0,26

0,04

Мышьяк

73

5

33

2

Летучая зола

Диоксины образуются вновь (de novo) в зоне охлаждения, часть из них попадает в летучую золу, а часть улетает в трубу. Зола уноса - это твердые частицы, которые осаждаются на фильтрах. В ней осаждаются не только диоксины, но и еще множество опасных веществ.

Сравнение выбросов тяжелых металлов с золой уноса

при сжигании угля на тепловых электростанциях и ТБО на МСЗ

(мг на кг топлива)

Металл

МСЗ

Угольная электростанция

As

180

490

Ва

2100

1900

Ве

4

30

Cd

500

30

Cr

650

370

Со

140

40

Cu

1450

300

Pb

20000

2100

Hg

> 130

5

Sr

290

1800

V

160

850

Zn

48000

2800

Образующийся при переработке отходов шлак после фракционирования и повторной сепарации металла будет использоваться в качестве накопителя при изготовлении бетонных изделий. Зола и продукты, образующиеся в процессе газоочистки, будут переработаны в искусственный строительный материал.

Переработка твердых бытовых отходов методом пиролиза

Физико-химические основы пиролиза ТБО

При пиролизе ТБО в наиболее общем случае протекают следующие связанные между собой процессы: сушка, собственно пиролиз (термическое разложение ТБО без допуска воздуха), газификация и горение коксового остатка, а также взаимодействие образовавшихся паро-газовых продуктов.

Для процессов пирогенетического разложения отходов характерно стехиометрическое уравнение, подобное уравнениям химических реакций:

Отходы - газ + смолы + водный раствор + углеродистый

твердый остаток (кокс)

Соотношение количества получаемых газообразных, жидких и твердых продуктов, а также их состав зависят от условий пиролиза и состава исходного продукта. Особое влияние на процесс оказывает температура, с повышением которой значительно увеличивается выход газа, растет содержание водорода. Выделение газообразных веществ заканчивается при температуре 1000 - 1100 °С.

В результате газификации углерод твердого остатка под воздействием дутья воздуха, кислорода или водяных паров превращается в газообразное топливо. Оставшийся после этого твердый остаток содержит лишь минеральную часть отходов - золу или шлак. В основе газификации лежит либо неполное горение кокса (при недостатке кислорода), либо полное горение с последующим реагированием углерода с диоксидом углерода и водяным паром.

Образование так называемого воздушного газа (при воздушном или кислородном дутье) сопровождается следующими реакциями:

(реакция неполного горения)

(реакция полного горения)

(реакция восстановления диоксида в оксид углерода)

При паровом дутье образуется водяной газ в результате следующих реакций:

(реакция разложения водяного пара)

(реакция восстановления диоксида углерода)

(реакция конверсии диоксида углерода)

При реагировании с коксом смеси воздуха (или кислорода) и водяного пара образуется так называемый смешанный или паровоздушный газ; в этих условиях протекают все вышеуказанные химические реакции.

Перечисленные реакции являются суммарными: в действительности механизм реагирования при пиролизе отходов значительно сложнее.

При расчете различных систем, основанных на слоевом пиролизе ТБО (пиролиз, газификация, двухстадийное сжигание и т.д.), используется так называемый позонный метод, при котором реакционное пространство в слоевом реакторе разделяется на зоны в соответствии с характером протекающих в них процессов. В наиболее общем случае в направлении движения твердой фазы в шахте реактора (газогенератора) следуют зоны сушки, пиролиза, восстановительная и окислительная зоны газификации.

Пиролиз ТБО представляет собой не только распад (термическую деструкцию) исходного материала, но и синтез новых продуктов. Эти стадии процесса взаимосвязаны и протекают параллельно, причем каждая из них преобладает в определенном интервале температуры или времени. Характер протекания первичных реакций деструкции и вторичных реакций взаимодействия и уплотнения остаточных фрагментов исходных молекул не позволяет выполнить аналитический расчет материальных балансов в зоне сушки-пиролиза (далее в тексте - зоны пиролиза). Материальный баланс в зоне пиролиза может быть сведен лишь по результатам экспериментального (лабораторного) исследования.

В настоящее время известно более 100 в основном опытных установок по пиролизу отходов, отличающихся друг от друга характером перерабатываемых моноотходов (макулатуры, резины, полимерных материалов), конечной температурой процесса, конструкцией реактора и технологической схемой. В соответствии с температурой процесса различают три разновидности пиролиза: низкотемпературный (450 - 550 °С), среднетемпературный (до 800 °С) и высокотемпературный (свыше 800 °С). Различают высокотемпературный пиролиз с твердым (до 1100 °С) и жидким (свыше 1400 °С) шлакоудалением. Установки как с твердым, так и с жидким шлакоудалением подразделяются в зависимости от схемы организации процесса (прямоточная, противоточная), конструктивного оформления и принципа действия реактора (шахтный, барабанный), вида дутья (воздушное, паровое, кислородное). Системы с твердым шлакоудалением отличаются, кроме того, наличием или отсутствием газификации коксового остатка, характером подвода тепла к слою перерабатываемых отходов (внешний и внутренний нагрев). Наконец, различают технологические схемы без использования продуктов пиролиза, с использованием для выработки тепла и электроэнергии (энергетические), с использованием в качестве топлива и сырья для химической промышленности (технологические) и комбинированные (энерго-технологические).

Следует отметить, что высокотемпературный пиролиз имеет ряд преимуществ по сравнению с низко- и среднетемпературным: он обеспечивает более интенсивное преобразование исходного материала; скорость реакции возрастает с увеличением температуры по экспоненте, в то время как тепловые потери возрастают линейно; расширяется диапазон теплового воздействия на отходы; происходит более полный выход летучих продуктов; сокращается объем и количество твердого остатка после пиролиза отходов.

Реакторы хорошо себя зарекомендовали для переработки моноотходов: резины, макулатуры, полимерных изделий. Даже переработка одновременно вышеперечисленных отходов дает отрицательные результаты.

Переработка твердых бытовых отходов в установке

барботируемого шлакового расплава печи Ванюкова

Технология плавки отходов в барботируемом шлаковом расплаве основана на принципиальном положении, заключающемся в том, что любые органические соединения, в том числе и ядовитые, при нагревании до температуры более 1250 °С и выдерживании при ней более 2 - 3 секунд полностью разлагаются на простые соединения.

Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350 - 1400 °С и выдерживании их в течение 2 - 3 секунд. При этом происходит полный разрыв связей в структурной цепочке сложных органических соединений.

Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные устройства окислительного дутья.

ТБО рассматривается как топливо с теплотворной способностью 1500 - 1800 ккал/кг при влажности 51,7%.

Плавка осуществляется автогенно без добавления топлива на дутье, обогащенном кислородом до 50 - 70%.

Комплекс по утилизации отходов предусматривает перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет плавильного агрегата.

В результате плавки образуются: газы, содержащие продукты разложения ТБО, и шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. В случае наличия в шихте большого количества отходов, содержащих тяжелые цветные металлы, возможно образование донной фазы - продукта, содержащего цветные металлы.

Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия цветной металлургии.

Шлак печи Ванюкова должен использоваться для производства стройизделий: огненно-жидкий шлак - для производства минеральной ваты и изделий из нее и литых строительных конструкций (фундаментных блоков, дорожных плит); охлажденный шлак после водной грануляции используется либо для производства заполнителей пористых бетонов, плит перекрытий, либо в качестве щебня для дорожного строительства.

Газы направляются на охлаждение в котел-утилизатор с образованием энергетического пара, затем на очистку от пыли, возгонов и вредных примесей.

Основная потребность в электроэнергии обеспечивается за счет выработки ее от турбогенератора мощностью 5000 кВт.

Для обеспечения комплекса кислородом устанавливается 2 кислородных блока производительностью по 3000 нм3 в час и общим объемом 6000 нм3 технического кислорода в час.

Для обеспечения экологической безопасности производства комплекс оборудуется системой газоочистки, обеспечивающей снижение концентрации компонентов, содержащихся в газах плавильной печи, ниже предельно допустимых концентраций.

Газификация твердых бытовых отходов

Сущность технологии заключается в двухстадийной термической переработке ТБО методом паровоздушной газификации, разработанной в ИПХФ РАН (Черноголовка). Полученный продукт-газ может быть использован в газотурбинной (паротурбинной, газопоршневой) установке для получения электрической и/или тепловой энергии.

В настоящее время установка производительностью 15 тыс. т/год проходит испытания и отработку регламентов газификации различных твердых топлив на территории ФГУП "МПП "Салют".

В состав комплекса газификации входит:

- реакторный модуль (газификатор);

- установка очистки продукт-газа и/или дымовых газов;

- энергетический блок.

Технологическая схема производственного комплекса предусматривает последовательное осуществление следующих операций:

- прием, взвешивание, разгрузку ТБО на промплощадке;

- подачу ТБО на загрузочный транспортер газификатора;

- газификацию ТБО с получением продукт-газа;

- очистку продукт-газа;

- удаление золоостатков, их складирование и вывоз;

- производство тепловой и электрической энергии;

- сжигание остатков продукт-газа на горелке.

2.2. Сырьевая стратегия

Являясь одними из основных загрязнителей окружающей среды, ТБО, КГО содержат ценные компоненты: макулатуру, полимерные материалы, черные и цветные металлы, стекло, которые при складировании безвозвратно теряются.

Несмотря на то, что отходы из жилого фонда являются мощным источником вторичного сырья, практическая реализация сортировки отходов из мусоровозов представляет сложную проблему из-за загрязненности материала, а также с уровнем цен на сырье соответствующего качества.

Наибольший интерес представляет сбор отходов от различных коммерческих организаций и учреждений, качество которых выше качества отходов из жилищного фонда. Существуют три варианта реализации сырьевой стратегии:

- селективный сбор вторичного сырья непосредственно в местах образования;

- развитие селективного сбора вторичного сырья посредством организации стационарных и передвижных приемных пунктов;

- организация централизованного сбора вторичного сырья на мусоросортировочных комплексах.

Селективный сбор вторичного сырья непосредственно в местах

их образования

Сбор ТБО является ключевым элементом в системе обращения с бытовыми отходами. Во-первых, он несет в себе функцию предотвращения загрязнения окружающей среды и снижения рисков возникновения опасных для жизни и здоровья людей явлений. Во-вторых, система сбора отходов оказывает значительное влияние на глубину переработки ТБО и качество получаемого вторсырья. Существуют общий и раздельный сбор отходов. В первом случае весь объем ТБО собирают в общие контейнеры, а во втором случае отходы разделяют по видам и собирают в разные контейнеры.

Раздельный сбор позволяет в большей степени использовать отходы производства и потребления в хозяйственном обороте в качестве вторичных источников сырья и энергоресурсов, что дает значительный экологический и экономический эффект, позволяющий существенно уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду в условиях продолжающегося необратимого сокращения природных ресурсов.

Вместе с тем необходимо отметить, что развитие систем селективного сбора, сортировки и переработки вторичного сырья, извлеченного из отходов, требует значительного времени и финансовых ресурсов. Общемировая практика и европейский опыт показывают, что селективный сбор эффективен только в малоэтажной застройке, а организация раздельного сбора ТБО в многоквартирных домах крупных городов является сложной и дорогостоящей градостроительной и транспортной задачей, связанной с реконструкцией мусоропроводов и контейнерных площадок, усложнением транспортной логистики.

Хотя для каждого вида отходов существует специальная технология их утилизации и обезвреживания, спрос на многие вторичные продукты является незначительным по двум причинам: 1) высокая стоимость переработки; 2) высокая стоимость конечного продукта.

При этом необходимо учитывать, что даже при высокой степени извлечения вторичного сырья оставшаяся часть отходов должна быть размещена на полигонах или утилизирована иными способами.

Основной проблемой сложившихся способов переработки вторсырья является не отсутствие технологий переработки, а отделение вторсырья от остальных отходов и разделение различных видов вторсырья. Существует множество технологий, позволяющих разделять отходы и вторсырье. Все эти технологии являются затратными, а самая дорогая и сложная из них - извлечение вторсырья из уже сформировавшегося общего потока отходов на специальных предприятиях.

Опыт раздельного сбора бытовых отходов (Москва, Санкт-Петербург, Смоленск и др.) оказался малоэффективным вследствие перечисленных факторов.

Результаты эксперимента в Москве показали:

- забалластированность материала во всех контейнерах - 10 - 15%;

- уровень сбора макулатуры составил 0,68 кг/мес. на 1 жителя, или 14,1% от содержания макулатуры в ТБО жилого сектора на человека;

- уровень сбора полимерных материалов - 0,05 кг/мес. на 1 жителя, или 1,16% от содержания полимерных материалов в ТБО жилого фонда на человека.

Для установки специализированных контейнеров требуются дополнительные площади к существующим контейнерным площадкам для сбора смешанных отходов. Для установки двух контейнеров требуется площадь 19,4 м2, трех - 24 м2, четырех - 28 м2. Для вывоза вторичного сырья требуется увеличение рейсов и количества спецмашин.

На основании опыта внедрения секционных контейнеров в жилом фонде и отсутствия свободных площадей их установки можно сделать вывод, что специализированные контейнеры необходимо устанавливать только в местах с высоким уровнем проходимости: на площадках, бульварах, проспектах, главных улицах, около крупных магазинов, клубов, кинотеатров, театров, спортивно-зрелищных объектов и не устанавливать в жилом фонде.

На магистральных и главных улицах контейнеры устанавливаются на регулируемых пешеходных переходах.

Контейнеры для селективного сбора должны устанавливаться только в теплое время года, так как наполняемость данных контейнеров в зимний период уменьшается в несколько раз.

Применение передвижных и стационарных приемных пунктов

В практике развитых европейских стран для крупных городов считается оптимальным расположение одного приемного пункта комплексного приема вторичного сырья (КППВС) на 10 - 15 тыс. жителей.

Анализ опыта Ассоциации предприятий по заготовке и переработке вторичного сырья "Вторэкоиндустрия" показал, что каждый пункт ежемесячно посещает 950 - 1000 человек, или 11,4 - 12 тыс. чел./год. Как показывает практика, доход этих людей находится ниже прожиточного уровня.

Расчет потребности в приемных пунктах производится и по объемам возможного и фактического приема сбора вторичного сырья из жилого сектора.

Анализ реализации проведенных программ в городах РФ по развитию селективного сбора вторичного сырья у населения показал, что максимальный отбор вторичного сырья не превышает 1,5 - 5% от общего объема вывезенного ТБО из жилого сектора.

Стационарные пункты приема вторичного сырья в соответствии с санитарными правилами должны располагаться на расстоянии не менее 50 м от окон жилых домов и не менее 20 м от границ участков школ, клубов, детских и лечебных учреждений (изолируя их полоской зеленых насаждений). С устройством подъездных путей для автомобильного транспорта. Общая площадь стационарного приемного пункта должна быть не менее 20 м2, собранное вторичное сырье от приемных пунктов направляется на приемно-заготовительное предприятие, где оно отсортировывается по сортам и видам, пакетируется и направляется потребителю.

Передвижные приемные пункты обычно оборудуются на базе автомобиля "Газель", автоприцепов "Тонар" или "Купава". Автомобили предназначены для перевозки вторичного сырья, должны удовлетворять следующим требованиям:

- все части автомобиля должны быть легкодоступны для очистки и дезинфекции;

- дно и стены кузова автомашин должны быть сплошными, а один из бортов - откидным.

Для сбора опасных коммунальных отходов предусматривается установка специальных контейнеров для сбора отработанных батареек, аккумуляторов, ртутьсодержащих ламп. Специальные контейнеры устанавливаются в подъездах жилых домов, в специализированных магазинах.

Сбор опасных отходов у населения Санкт-Петербурга производится с помощью мобильного пункта - "Экомобиля" и осуществляется по заказу комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. С помощью "Экомобилей" собирается практически весь перечень опасных отходов, образующихся в быту: ртутьсодержащие отходы, батарейки и аккумуляторы, бытовая химия, лаки, краски, лекарства с истекшим сроком годности. Ежегодно разрабатывается план-график движения и стоянки "Экомобилей".

Организация централизованного сбора вторичного сырья

на мусоросортировочных комплексах

В настоящее время в России внедряется централизованный сбор вторичного сырья из ТБО и КГМ на сортировочных комплексах. Существует три варианта централизованной сортировки:

- сортировка с получением утильных фракций (макулатура, стеклобой, металлы, полимерные материалы) и балластной, которые брикетируются и вывозятся на полигон или не брикетируются (в зависимости от плеча вывоза и технологии складирования);

- комплексная сортировка с получением утильных фракций и переработка их в товарную продукцию;

- сортировка с получением топливных фракций (RDF) с последующим сжиганием в цементных печах или на мусоросжигательных заводах.

Анализ реализованных проектных решений мусоросортировочных комплексов (МСК) в России и за рубежом показал, что в состав комплекса, как правило, входят производственные и технологические модули, обеспечивающие:

- прием и транспорт отходов;

- предварительную механизированную классификацию и транспорт;

- транспорт и ручную сортировку по компонентам вторичного сырья;

- сбор и отведение фракций вторичного сырья и неутилизируемых компонентов;

- компактирование утильных фракций;

- компактирование балластных фракций.

Из трех направлений централизованной сортировки второе имеет долгосрочные экономические перспективы, так как не зависит от целевой политики на рынке вторичного сырья. В этом случае мусоросортировочный комплекс должен быть дополнен технологическими модулями для:

- переработки вторичных ПЭТФ-бутылок;

- переработки вторичного полиэтилена (ВП и НП);

- изготовления строительных изделий;

- получения бумаги санитарно-гигиенического назначения;

- получения почво-грунтовых смесей.

Основной недостаток всех МСК - низкий процент отобранных утильных фракций (15 - 20%), высокая стоимость оборудования. Для снижения затрат необходима переработка утильных фракций в товарную продукцию.

Получение топливных гранул (RDF) из отходов для

использования их при производстве цемента

В начале 70-х годов цементная промышленность приступила к экспериментальному использованию бытовых отходов или предварительно отсортированной фракции с высокой теплотворной способностью, так называемого BRAM (топливо, полученное на основе отходов), в качестве вторичного топлива в процессе обжига клинкеров, второе название - "RDF".

Поставленная цель:

- сокращение объема отходов и тем самым достижение более длительного использования имеющихся полигонов;

- полное использование энергии в процессе обжига;

- избежание образования золы и шлака.

Большим количеством исследований, проведенных в нашей стране и за рубежом за последние 40 лет, показано, что вращающиеся печи для производства портландцементного клинкера являются наилучшими из существующих агрегатов по утилизации не только муниципальных, но и опасных отходов. Наименьшая экологическая опасность при утилизации опасных отходов достигается за счет следующих технологических особенностей цементного производства:

- высокая температура процесса (1450 °С);

- значительное время пребывания газов (до 8 с) в зоне высоких температур 1200 °С, что обеспечивает полную деструкцию сжигаемых опасных отходов;

- щелочная среда обжигаемого материала при кислой атмосфере в печи;

- движение материала и газов в противотоке;

- интенсивный контакт между газами и материалом;

- нейтрализация за счет жидкой фазы клинкера высокотемпературных соединений токсичных материалов;

- высокая степень разбавления опасных соединений за счет большого объема выпуска основного продукта - тысячи тонн в сутки;

- безотходность самой технологии производства цемента;

- использование готового цемента для фиксации в бетонные блоки опасных отходов.

Метод получения "ВRАМ" или "RDF" базируется на централизованной сортировке ТБО и КГО с получением в качестве вторичного сырья:

- вторичного топлива "RDF";

- черных и цветных металлов;

- балластных фракций.

2.3. Биотермическая стратегия

К биотехнологическим методам обезвреживания и переработки относятся:

- аэробное биотермическое обезвреживание и переработка отходов на мусороперерабатывающих заводах;

- анаэробное биотермическое компостирование отходов;

- экологически чистое складирование и обезвреживание отходов на полигонах;

- технология переработки отходов в этанол.

Технологические схемы аэробного биотермического

обезвреживания и переработки отходов

на мусороперерабатывающих заводах

Мусороперерабатывающие заводы (МПЗ) при всем разнообразии технологических и конструктивных схем имеют оборудование для трех основных технологических операций, обеспечивающих законченный цикл обезвреживания отходов: для приема и предварительной подготовки отходов; биотермического аэробного компостирования; окончательной обработки и складирования компоста. На комплексных заводах, кроме того, предусматривают сжигание или пиролиз отделившихся при предварительной и окончательной обработке отходов некомпостируемых фракций. В зависимости от принятого типоразмера биобарабана и числа технологических линий мусороперерабатывающие заводы проектируют производительностью от 150...300 тыс. до 1,5 млн. м3 отходов/год.

На основе практического опыта на заводах МПЗ принята такая последовательность технологических операций. Прибывающие на завод мусоровозы взвешиваются на автовесах и разгружаются в приемный (или резервный) бункер, оснащенный пластинчатым питателем. Питатель подает равномерным слоем отходы на ленточный конвейер, проходящий под сепаратором черного металлолома. Далее конвейер направляет отходы в загрузочную головку биотермического барабана. На некоторых заводах осуществляется прямая загрузка питателем биобарабана, в этом случае черный металл до биобарабана не извлекается.

В последние годы по ряду экономических, экологических и социальных причин на всех мусороперерабатывающих предприятиях предусматривается пункт отбора утильных фракций отходов. Утильные фракции отбираются после магнитной сепарации, перед биотермическим барабаном.

После двухсуточной экспозиции материала в биобарабане обезвреженная масса направляется в грохот, где очищается от фракций крупнее 45...60 мм, содержащих непрокомпостированный материал. Из мелкой и крупной фракции извлекают черный и цветной металлолом. Фракции крупнее 45...60 мм направляют на свалку, сжигание или пиролиз, а мелкие очищают от стекла и направляют на доизмельчение в дробилку. Измельченный материал очищают на специальном сепараторе от пластмассовой пленки, подвергают повторному грохочению на ситах 10...15 мм и отправляют на площадку дозревания, где складируют в штабеля. По мере необходимости компост из штабелей отправляют потребителям. Извлеченный магнитными сепараторами черный металлолом поступает на пакетировочный пресс, а затем в виде спрессованных блоков на склад готовой продукции.

Выход компоста колеблется от 60 до 68% массы отходов, что зависит от влажности поступающего материала и длительности пребывания компоста на складе готовой продукции (площадке дозревания).

На комплексных заводах с предварительным грохочением отходов 40...50% материала с первичного грохота направляют на сжигание. В этом случае на компостирование поступает 50...60% отходов, и, соответственно, выход компоста составляет 38...42%.

Строительство мусороперерабатывающих заводов в настоящее время в нашей стране не ведется из-за повышенного содержания в компосте солей тяжелых металлов и высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Разработаны технические условия на компост из отходов, однако новых заводов за последние десять - пятнадцать лет не построено.

Анаэробное биотермическое компостирование твердых

бытовых отходов

В последние годы активизировались работы по метановому сбраживанию отходов. Фирмы "Валорга" и "Софрегас" (Франция) апробировали в производственных условиях технологию переработки отходов в анаэробных условиях с получением горючего газа и органического удобрения. Первый опытный завод, работающий по этой технологии, построен и эксплуатируется под г. Греноблем.

Завод производительностью 8000 т отходов в год обслуживает район с населением 25 тыс. человек. В результате переработки отходов на заводе за год получают 3200 т удобрения и 800 тыс. м3 биогаза.

Отходы разгружают в приемный бункер, откуда грейферным краном их подают на питатель, а затем в дробилку с вертикальным валом. Измельченные отходы из дробилки перегружаются на ленточный конвейер, проходящий под сепаратором черного металлолома. Очищенный от черного металла материал направляется в метантенк (500 м3), где находится 10...16 суток при температуре 25 °С. При этом происходит сбраживание органической массы. Из каждой тонны ТБО получают 80...100 м3 газа, который поступает в газгольдер. Часть полученного газа откачивают компрессором и через уравнительную камеру направляют под давлением под слой перерабатываемого материала, что необходимо для перемешивания массы.

Твердая фракция из метантенка направляется в шнековый пресс для частичного обезвоживания и далее в рыхлитель. Затем материал попадает в цилиндрический грохот, где разделяется на массу, используемую как органическое удобрение, и крупный отсев.

Из 1 т отходов получают 100 кг (80 м3) биогаза, содержащего 65% метана; 410 кг органического удобрения влажностью 40%; 50 кг металлолома и балластных фракций (извлекают магнитным сепаратором и отбрасывают дробилкой); 450 кг крупного отсева с цилиндрического грохота; 120 кг составляют газовые потери и фильтрат.

Для собственных нужд завода расходуется 50% получаемого биогаза.

Биогаз можно использовать в исходном состоянии с получением 23400 кДж/м3 тепла или после очистки от диоксида углерода и сероводорода с получением 35600 кДж/м3 тепла.

Наряду с отходами завод принимает на переработку некоторые виды отходов сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности.

Для отходов животноводческих хозяйств в России серийно выпускается несколько типоразмеров установок - КОБОС-1, БИОГАЗ-310С, Биофильтр БФ-500 - производительностью 30 - 80 т (по материалу исходной влажности) в сутки. Выход биогаза до - 160 м3 на 1 т сухой массы отходов.

Однако в настоящее время данные заводы также не нашли широкого применения из-за низкого качества компоста, высокой забалластированности биогаза, небольшой производительности и, как следствие этого, высокой удельной стоимости.

Технология переработки отходов в этанол

Одним из направлений анаэробной биотермической переработки отходов является получение этанола.

Биоэтанол - это жидкое спиртовое топливо которое производится путем ферментации из сельскохозяйственной продукции, содержащей крахмал или сахар, например, из кукурузы, зерновых или сахарного тростника. Такой биоэтанол относится к биотопливу первого поколения. В отличие от спирта, из которого производятся алкогольные напитки, топливный этанол не содержит воды и производится укороченной дистилляцией (две ректификационные колонны вместо пяти), поэтому содержит метанол и сивушные масла, а также бензин, что делает его непригодным для питья. Он считается важной составляющей бензина и высоко ценится благодаря содержанию кислорода и высокому октановому числу (как у бензина марки Аи-108).

В России источником получения растительной биомассы для получения этанола на сегодняшний день является зерно злаковых, причем могут быть использованы низкосортные высокопродуктивные технические сорта зерна, непродовольственное фуражное зерно, а также морозобойное или поврежденное болезнями зерно. На сегодняшний день в России заявлено о строительстве нескольких заводов по производству топливного биоэтанола. Однако пока производить биоэтанол российским производителям невыгодно. Себестоимость производства литра спирта составляет 18 - 20 рублей, но он облагается акцизом на спиртосодержащую продукцию в размере 159 рублей за литр.

Кроме того, Россия обладает всеми необходимыми мощностями для производства топливного этанола по гидролизной технологии. Этанол в России выпускается по нескольким нормативно-техническим документам: ГОСТ 18300 и ТУ 242-117-00151727-98.

На базе технологий гидролиза растительной биомассы в 30 - 70 гг. прошлого столетия в СССР была создана гидролизная промышленность (более 40 гидролизных и биохимических заводов), где в качестве сырья использовались в том числе некоторые виды отходов пищевой продукции.

В настоящее время в России имеются свободные мощности по производству этилового спирта в объеме 250 тыс. т/год, в том числе половина - из возобновляемых источников. На сегодняшний день Россия - единственная страна в мире, которая обладает многолетним промышленным опытом, позволяющим получать этанол по гидролизным технологиям.

В нашей стране сложилась уникальная ситуация, которая позволит достаточно быстро обеспечить топливную промышленность высокоэффективными оксигенами на базе технического этилового спирта с использованием действующих мощностей гидролизных заводов.

Нормативно-техническая документация на топливную добавку разработана и зарегистрирована в Минэкономразвития. С 01.07.2002 введен ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН-228-99), предусматривающий выпуск автомобильных бензинов, содержащих до 5% спирта. Разработан и утвержден национальный стандарт ГОСТ Р 52202-2004 "Топливо моторное этанольное для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием".

В настоящее время суммарные производственные мощности по выпуску топливной добавки на основе этилового спирта составляют в России 140 тыс. т/год, что соответствует 2800 тыс. т экологически чистого автомобильного бензина. Существующая технология, наличие квалифицированных рабочих кадров и организация производства на гидролизных заводах позволяет без значительных дополнительных затрат осуществлять выпуск топливных добавок на основе производимой ими продукции - этилового спирта.

Увеличение цены спирта и ужесточение режима его потребления (квотирование, лицензирование, специальные разрешения на поставку и т.д.) для технических целей резко снижает объемы сбыта и ведет к сворачиванию производства, что, в свою очередь, неизбежно приводит к росту себестоимости. Буквально единицы предприятий в этих условиях сохраняют рентабельное производство и держатся на плаву.

К настоящему времени в нашей стране сложилась ситуация, приведшая к появлению невостребованных (избыточных) мощностей производства технического этилового спирта (включая гидролизный и синтетический), что может привести к негативным последствиям социального характера. Перевод большей части спиртовых производств на выпуск топливного этанола обеспечит полную загрузку производственных мощностей, что также решит социальную проблему в отрасли и на прилегающих территориях.

В Минпромэнерго РФ решили перепрофилировать заводы, производящие гидролизный этиловый спирт, в производящие добавки к моторному топливу. В этой связи Минпромэнерго РФ был подписан приказ №302 от 14 ноября 2005 г. "Об образовании межведомственной рабочей группы по рассмотрению вопроса о перепрофилировании заводов, производящих этиловый спирт гидролизный из непищевого сырья, на производство добавок к моторному топливу".

Одним из факторов, сдерживающих применение этанола в топливе, является его стоимость, которая по сравнению со стоимостью традиционного топлива достаточно высока (в 2 - 3 раза дороже бензина).

Мировое производство биоэтанола в 2008 г. составило около 40 млрд. литров, из которых 45% пришлось на Бразилию и 44,7% - на США. Этанол в Бразилии производится из сахарного тростника, а в США - из кукурузы.

Для получения этанола используют две технологии: брожение и гидролиз.

Брожение

Известен с давних времен способ получения этанола - спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы, виноград, плоды и т.п., под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы и проч. Реакция эта довольно сложна, ее схему можно выразить уравнением:

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15% этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

Промышленное производство спирта из биологического сырья

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

- подготовка и измельчение крахмалистого сырья - зерна (прежде всего - ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т.п.;

- ферментация.

На подавляющем большинстве спиртовых производств мира ферментативное расщепление крахмала до спирта при помощи дрожжей оставлено. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем - глюкамилаза, амилосубтилин;

- брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах.

Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла. Барда используется для производства кормов.

Гидролизное производство

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. Технология гидролизного производства следующая:

Целлюлоза подвергается гидролизу, в процессе которого она реагирует с водой в присутствии соляной кислоты в качестве катализатора. Давление в реакторе - 3 Мпа. При температуре 230 °С в 0,4 процентном растворе кислоты время получения максимальной конверсии составляет 12 мин.

Далее следует быстрое охлаждение водой, нейтрализация с помощью карбоната кальция и фильтрация. Полученный раствор сбраживают с получением этанола и барды

При гидролизе происходит две реакции: целлюлоза восстанавливается в сахар, сахар же под действием горячей разбавленной кислоты распадается, причем скорость восстановления и распада зависит от концентрации кислоты, температуры и времени.

Е5, Е7, Е10 - смеси с низким содержанием этанола (5, 7 и 10 весовых процентов соответственно), наиболее распространенные в наши дни. В этих случаях добавка этанола не только экономит бензин путем его замещения, но и позволяет удалить вредную оксигенирирующую добавку МТБЭ.

Е85 - смесь 85 процентного этанола и 15 процентного бензина. Стандартное топливо для т.н. "Flex-Fuel" машин, распространенных в основном в Бразилии и США и в меньшей степени - в других странах. Из-за более низкой энергоплотности продается дешевле, чем бензин.

Е95 - смесь 95 процентного этанола и 5 процентного топливной присадки.

Компания Scania начала разрабатывать дизельный двигатель для автобуса, работающий на 95 процентном этаноле в середине 80-х годов. Создана программа испытаний городских автобусов с двигателями, работающими на 95 процентном этаноле - BEST (BioEthanol for Sustainable Transport).

Е100 - формально 100 процентный этанол, однако в силу того, что этанол гигроскопичен, получение и использование этанола без остаточной концентрации воды невыгодно. Поэтому в большинстве случаев под Е100 подразумевают стандартную азеотропную смесь этанола (96% и 4% воды (по весу); 96,5% и 3,5% в объемных процентах). Путем обычной дистилляции невозможно получить более высокую концентрацию этанола.

Топливный эквивалент: 1 л этанола - 0,65 - 0,66 л бензина. В России Газпром строит завод по гидролизу этанола мощностью 250 тыс. т/год этанола и стоимостью завода 220 млн. евро.

Сырье для получения этанола в России - опилки, стружки, отходы деревообработки, зерно (пшеница, ячмень), кукуруза, картофель.

Выход этанола из 1 т биомассы - пшеницы - 400 кг, картофеля - 100 кг, кукурузы (крахмальные сорта) - 400 - 420 кг, сахарный тростник - 500 кг, опилки, стружки - 80 - 100 кг.

Промышленное производство этанола из ТБО

Компания Enerkem из Монреаля, которая продвигает технологию производства этанола из бытовых отходов, недавно объявила, что крупнейшей независимой компанией по переработке нефти Valero вложены первые инвестиции в проект. Компания Waste Management, занимающаяся перевозкой мусора, решила повысить долю своего участия в данном проекте. С учетом нового финансирования, составившего 60 миллионов долларов, общий объем инвестиций в Enerkem достиг 130 миллионов долларов США.

Enerkem запускает в настоящее время завод в штате Квебек, рядом с Шербруком. Это коммерческое по своим масштабам предприятие, которое ежегодно будет производить 1,3 миллиона галлонов топлива. Помимо этого в планы компании входит строительство еще одного завода в Эдмонтоне, Альберта. Предполагается, что его мощность составит 10 миллионов галлонов. Кроме того, недавно компанией получен грант в 50 миллионов долларов и гарантия по кредиту от Департамента энергетики Соединенных Штатов на возведение третьего завода. Он будет построен в штате Миссисипи, рядом с Тупело, это будет двойник завода в Эдмонтоне. Как сообщил руководитель Enerkem, ежегодно каждым из этих заводов будет перерабатываться 100 тысяч тонн мусора.

Enerkem заключила в Эдмонтоне контракт на 25 лет на получение твердых бытовых отходов. В соответствии с технологией процесса вначале происходит отделение из общей массы годных для повторного использования материалов. Затем их рубят и нагревают до 400 °С. При этом происходит выделение газа, включающего в себя окись углерода и водород. Далее газ очищают от примесей и от окиси углерода и пропускают через катализатор. При этом происходит превращение газа в метанол. Затем метанол преобразуют в этанол и ряд других видов химического сырья, которые далее будут использоваться в промышленности.

Чтобы запустить производственный процесс, необходимо сжечь некоторое количество природного газа, но далее процессом газификации производится избыточное тепло. Оно может быть использовано для нагревания отходов или же для производства электроэнергии для заводских нужд.

В настоящее время строительство заводов носит экспериментальный характер и финансируется из федеральных бюджетов. Технические и экономические показатели не раскрываются.

Экологическое чистое складирование и обезвреживание отходов

на полигонах ТБО

Полигоны твердых бытовых отходов - комплексы природоохранных сооружений, предназначенные для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения отходов, предотвращающие попадание вредных веществ в окружающую среду, загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующие распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

На полигонах обеспечивается статическая устойчивость отходов с учетом динамики уплотнения, минерализации, газовыделения, максимальной нагрузки на единицу площади, возможности последующего рационального использования участка после закрытия полигонов.

Количество и мощность полигонов определяются технико-экономическим и экологическим обоснованием на строительство полигона с учетом генеральных планов развития городской застройки, сложившейся инфраструктуры и социальных ограничений.

В последние годы разрабатываются комплексные полигоны, в которых кроме складирования отходов предусматриваются участки под компостирование древесно-растительных отходов, термические установки по обезвреживанию опасных биологических отходов и отходов лечебно-профилактических учреждений, опасных коммунальных отходов.

В последнее время в российских городах широко внедряется прессование отходов в брикеты и укладка их на рабочие карты.

Прессование ТБО при высоких давлениях - один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов. Отходы в брикетах меньше выделяют биогаза и фильтрата, резко снижается вероятность пожаров, эффективнее используется площадь полигонов.

На полигоны принимаются:

- бытовые отходы и отходы потребления из жилых зданий, учреждений и предприятий общественного назначения, объектов оптово-розничной торговли промышленными и продовольственными товарами;

- строительные отходы при сносе, реконструкции, новом строительстве зданий и сооружений, древесно-строительные отходы;

- твердые промышленные отходы IV класса опасности по согласованию с контролирующими органами.

Приему на полигон не подлежат следующие виды отходов:

- строительные отходы, содержащие асбошифер (бой), шлаки, золы, асбест отработанный, отходы мягкой кровли;

- промышленные отходы I, II, III классов опасности;

- радиоактивные отходы.

2.4. Выводы по стратегии переработки отходов в России

Выводы по топливно-энергетической стратегии

На основе проведенного анализа топливно-энергетических технологий по переработке ТБО можно сделать следующие выводы:

1. Из представленных технологий по термической переработке: сжигание неподготовленных отходов, сжигание подготовленных отходов в вихревом кипящем слое, совместное сжигание подготовленных отходов и энергетического топлива в крупных котлоагрегатах, высокотемпературный пиролиз ТБО, переработка ТБО в установке барботируемого шлакового расплава печи Ванюкова, газификация отходов только три технологии используются в промышленных масштабах:

- сжигание неподготовленных отходов (в слоевых топках и барабанных печах);

- сжигание подготовленных отходов в вихревом кипящем слое;

- совместное сжигание подготовленных отходов и энергетического топлива в крупных котлоагрегатах.

Три технологии находятся в стадии экспериментальных испытаний:

- высокотемпературный пиролиз ТБО;

- переработка ТБО в установке барботируемого шлакового расплава печи Ванюкова;

- газификация ТБО.

2. Анализ технологии и испытание экспериментальных образцов установок по переработке ТБО методом высокотемпературного пиролиза выявили следующие недостатки:

- пиролиз проводится только на отдельных типах отходов (макулатура, резина, древесина, опилки, полимерные материалы);

- полученный состав синтез-газа забалластирован смолами, нестабильными как по составу, так и по времени, что исключает их дальнейшее использование;

- полученные смолы нестабильны по составу и по времени, что значительно затрудняет их дальнейшее использование.

3. Технология переработки отходов в барботируемом шлаковом расплаве в металлургической печи Ванюкова была предложена в начале 90-х годов ОАО "ВНИЭТО" и ФГПУ им. Кельдыша. Как показали испытания, данная установка не отвечает экономическим и экологическим требованиям. Механический перенос этого процесса для промышленной термической переработки ТБО неправомерен вследствие большого расхода электроэнергии (около 100 кВт на 1 т переплавляемого шлака); низкого КПД печи Ванюкова, большого количества отходящих газов с вредными веществами (прежде всего тяжелыми металлами). Вследствие этого схема установки, ее компоновка не прошли начиная с 1996 г. по настоящее время многочисленные экспертизы.

4. Предлагаемая технология газификации отходов основана на сверхадиабатической переработке, разработана институтом проблем химической физики (ИПХФ) "Черноголовка" Московской области. Данная технология рекламируется с начала 80-х годов прошлого века, следовательно, новизной не отличается. Практического опыта эксплуатация не имеет. Опытная установка работает в г. Электросталь по утилизации отходов, образующихся от закалочных масел.

Внедрение комплекса по переработке отходов на основе газификации связано с капитальным, дорогостоящим (0,6 млрд. рублей за комплекс производительностью 15 тыс. тонн в год) строительством, что не отвечает современной гибкой и способной трансформироваться технологии организации производства.

Высокая стоимость строительства комплекса соответственно создает высокий тариф на утилизацию ТБО, стоимость утилизации 1 т отходов будет стоить 400 $ США, что неприемлемо по отношению к населению РФ.

Проект строительства комплекса определяется как инновационный, таким образом, инновационное развитие проекта потребует от заказчика не только огромных капитальных вложений, но и дальнейшего финансирования исследовательских работ, изысканий, проведения опытно-конструкторских работ, эксплуатационных и сертифицированных испытаний промышленных установок.

5. Метод сжигания является наиболее распространенным, изученным и отработанным на практике в течение многих десятилетий. Он позволяет значительно экономить земельные площади по сравнению с участками, отводимыми под полигоны для захоронения ТБО.

Этот метод, помимо обезвреживания отходов, позволяет выработать дополнительно тепловую и электрическую энергию, сократить расстояния между местами сбора ТБО и заводом по переработке.

Все современные заводы оборудованы высокоэффективными устройствами для очистки отходящих дымовых газов от твердых и газообразных загрязняющих веществ. Стоимость систем газоочистки достигает 40 - 50% от стоимости сжигательного оборудования. Однако при сжигании отходов образуются продукты неполного сгорания. Список продуктов неполного сгорания (ПНС) насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ, которые нельзя очистить на 100%. Кроме этого в процессе сжигания образуются зола и шлак, которые являются токсичными.

Золошлаковые отходы от термического сжигания отходов на мусоросжигающем заводе составляют от 30 - 35% от объема сжигаемых отходов.

Выводы по сырьевой стратегии переработки отходов

На основании анализа сырьевой стратегии переработки отходов можно сделать следующие выводы:

1. Анализ опыта обращения с отходами в городах РФ показал, что внедрение секционных контейнеров для сбора у населения вторичного сырья в жилом фонде из-за низкой накопляемости, высокой забалластированности в настоящее время нерентабельно.

2. Создание мусоросортировочных комплексов (МСК) приводит к уменьшению объемов ТБО, требующих захоронения, продлению сроков эксплуатации полигонов ТБО, вовлечению вторсырья в хозяйственный оборот.

3. Брикетирование балластной фракции на МСК и складирование брикетов на рабочих картах полигона улучшают условия эксплуатации полигона. Брикетированные отходы выделяют меньше фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность пожаров, эффективнее используется площадь полигона.

Выводы по биотермической стратегии

На основании анализа по биотермической стратегии можно сделать следующие выводы:

1. По содержанию удобрительных элементов (органическому веществу, азоту, фосфору) твердые бытовые отходы Волгоградской области не соответствуют требованиям технических условий на компост, вырабатываемый на мусороперерабатывающих заводах.

2. Строительство мусороперерабатывающих заводов аэробного компостирования ТБО в настоящее время не ведется из-за низкого качества получаемого компоста и высоких капитальных и эксплуатационных затрат. По тем же причинам не ведется строительство заводов по анаэробному компостированию.

3. Получение из ТБО биоэтанола носит экспериментальный характер. Основная масса биоэтанола делается из тростника и зерновых, в особенности кукурузы.

4. Наиболее перспективным решением проблемы обезвреживания отходов является строительство многофункциональных комплексных предприятий, состоящих из:

- линии механизированной сортировки отходов;

- линии компостирования органической части отходов с получением почвенно-грунтовых смесей;

- участка по термическому обезвреживанию биологических отходов и отходов ЛПУ;

- рабочих карт по складированию балластных фракций;

- производственного участка по переработке продуктов сортировки в конечные товарные продукты.

Сравнительные характеристики некоторых методов утилизации ТБО приведены в таблице 2.

Таблица 2

Метод утилизации ТБО

Требования по законодательству (обязательно/не обязательно)

Средняя стоимость объекта при средней мощности 300 тыс. тонн, млн. руб.

Площадь земельного участка, га

Примечание

Государственная экологическая экспертиза (требуется/не требуется)

Наличие технологий в РФ, шт.

Тариф на утилизацию, руб./м3

Захоронение отходов (полигон)

обязательно

250

33

требуется

243

от 100

Сортировка с последующим захоронением отходов на полигоне

предусмотрено стратегией РФ с 2016 года

600

35

не требуется

53

от 150

требуется

МСЗ без выработки энергии

не обязательно

1800

5

Высокий тариф на утилизацию требование специализированных объектов для размещения зольного остатка 1 - 3 класса опасности

требуется

40

от 3000

МСЗ с выработкой энергии

не обязательно

4860

5

требуется

от 3000

Плазменное сжигание

не обязательно

-

отсутствует

от 3000