Проблемы и решения переработки твердых бытовых отходов в Челябинской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова"

Проблемы и решения переработки твердых бытовых отходов в Челябинской области

Галимшина Алина Азатовна

Аннотация

В данной статье представлены основные способы переработки мусора в мире, проблемы переработки ТБО в Челябинской области. Предложен вариант строительства мусороперерабатывающего завода в г. Магнитогорске с основными показателями экономической эффективности.

Ключевые слова:

твердые бытовые отходы; переработка; мусороперерабатывающий завод.

In this article discussed basic methods of waste treatment in the world and waste processing issues in Chelyabinsk region. Proposed the construction of waste recycling plant in the city of Magnitogorsk and pointed out the economical indexes of effectiveness.

Keywords:

solid municipal waste; recycling; waste recycling plant.

Экологический кризис, переживаемый человечеством в конце XX в., требует критического пересмотра ценностей научно-технической революции и определения приоритетных задач предстоящего периода общественного развития с целью более рационального природопользования. Контроль загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов и переработка отходов на данный момент являются проблемами, стоящими перед лицом всего мирового сообщества. Особенно важной является проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО), так как выбор способа утилизации влияет на состояние почвы, воды и воздуха.

Существует несколько способов переработки отходов: захоронение на полигонах, сжигание и переработка.

Захоронение на полигонах сегодня является наиболее распространенным в мире способом утилизации отходов. В России на данный момент захоронено около 82 млрд. тонн твердых бытовых отходов [1]. Достоинство данного метода заключается в возможности производства свалочного газа - газа, образующегося в результате разложения мусора под слоем земли. При разложении бытовых отходов выделяется газ, содержащий в себе до 60 % метана, благодаря чему он может быть использован в качестве местного топлива. Если брать усредненные цифры, то можно сказать, что при разложении одной тонны ТБО образуется не менее 100-200 м3 свалочного газа [2]. Несмотря на это, данный метод утилизации характеризуется множеством экологических и экономических недостатков, и в частности тем, что полигоны ТБО занимают значительные территории, при этом делая их непригодными для более рационального использования на протяжении длительного срока времени или, говоря проще, делают почву неплодоносной на срок не менее 50 лет. Кроме того, посредством ветра пыль и мусор с полигона разносится на многие километры вокруг, тем самым загрязняя окружающую среду и нанося вред здоровью человека и в большей мере эстетическому облику города.

Сжигание мусора наиболее распространено в таких странах как Япония, вследствие нехватки там свободной земли. Достоинствами данного способа утилизации является уменьшение отходов в 10 раз, возможность рекуперации тепла и снижение риска загрязнения воды и почвы. Тем не менее, такой способ утилизации имеет большой недостаток, а именно, при сжигании отходов образуются стойкие органические соединения - диоксины, которые увеличивают слой парниковых газов в атмосфере, способствуя перемене климата, и вредны для живых организмов. Метод сжигания мусора в печах в настоящее время заменяет метод пиролиза, который представляет собой сжигание, происходящее в бескислородной среде. В конечном результате данный процесс позволяет получить твердый углеродистый остаток и пиролизный газ. Пиролиз ТБО способствует созданию современных безотходных технологий утилизации мусора и максимально рациональному использованию природных ресурсов. Процесс пиролиза гораздо более трудоемок нежели традиционное сжигание, но данный метод является наиболее перспективным с экологической точки зрения. Более того, метод пиролиза позволяет получить электрическую и тепловую энергию, синтез-газ и жидкие топливные продукты (бензин, дизельное топливо) [3].

В последнее время все более широко применяются современные методы утилизации, которые гарантируют экологическую безопасность окружающей среды. К новым способам относится вторичная переработка отходов. Для реализации этого способа отходы сортируют, обрабатывают и направляют на мусороперерабатывающие предприятия с целью их переработки во вторичное сырье. Из всех типов твердых бытовых отходов, самыми востребованными в области переработки и получения вторичного сырья считаются:

· Металлы: сталь, алюминий -- до 100%;

· Текстиль -- до 50%;

· Макулатура -- до 35%.

· Стекло -- до 35%.

В нашей стране экологическая ситуация может считаться одной из самых неблагополучных в экономически развитой части планеты. Достаточно отметить, что 16 % территории, занятой населением 50--70 млн. человек, признано зоной экологического бедствия. Каждый десятый город имеет высокий уровень заг-рязнения основных природных сред, причем среди них все города, включая Москву и Санкт-Петербург, с населением больше 1 млн. человек [4]. В России ежегодно производится около 3,8 млрд тонн всех видов отходов. Количество ТБО составляет 63 млн тонн/год (в среднем 445 кг на человека) [5].

Рассматривая способы утилизации в России, необходимо отметить, что главной проблемой является отсутствие первичной сортировки отходов, что существенно затрудняет дальнейший процесс переработки.

Первичная сортировка отходов является немаловажной частью процесса формирования цивилизованной системы обращения с ТБО. Но ещё более важной является вторичная переработка, то есть мусороперерабатывающие, мусоросортировочные комплексы и мусоросжигающие заводы. В России в настоящее время данная отрасль находится на раннем развитии. Существует лишь 243 мусороперерабатывающих и 50 мусоросортировочных комплексов, а также 10 мусоросжигательных заводов, чего, конечно же, недостаточно для такого большого объема ТБО. Объем прироста ТБО в России показан на рисунке 1

Рисунок 1 - Объем прироста ТБО в России по годам

Для правильной переработки с получением ценных фракций необходима тщательная сортировка на первом этапе. Для этого необходимо применять различные типы сепараций для отделения той или иной фракции. Сепарация ТБО аналогично обогащению других сырьевых материалов представляет собой совокуп-ность процессов первичной обработки сырья с целью извлечения ряда ценных компонентов, удаления опасных и балластных компонентов, выделения фракций отходов, оптимальных по составу для переработки тем или иным методом.

В отличие от обогащения полезных ископаемых, всегда связанного с загрязнением окружающей среды, сепарация ТБО как техногенного сырья имеет прямое природоохранное значение, поскольку выход «хво-стов» сепарации всегда меньше количества исходного сырья, а состав отходов для последующих переделов переработки оптимизируется с точки зрения гомогенизации, способности к горению, снижения содер-жания опасных и балластных компонентов и др., что повышает эколо-гическую безопасность промышленной переработки муниципальных отходов.

На данный момент по Челябинской области выявлено более 23 свалок общей площадью более 104,5 Га, а в г. Магнитогорске, из-за отсутствия переработки, на левобережной свалке содержится более 4 000 000 т. отходов [6]. Так как в г. Магнитогорске утвержденная норма накопления ТБО для населения: в благоустроенном жилищном фонде - 1,34 м³ твердых бытовых отходов и 0,405 м³ крупногабаритных отходов, в индивидуальном жилищном секторе - 2,0 м³ твердых бытовых отходов и 0,405 м³ крупногабаритных отходов, то при населении 417 057 чел., количество ежегодно вывозимого мусора составляет - 312792*1,34+104265*2 = 564 069,7м3, а масса - 141 017 т. В расчете принято 1м3 ТБО = 0,25 т.. Дальнейшее игнорирование проблемы может привести к загрязнению почвы, атмосферного воздуха и реки Урал.

Ввиду отсутствия первичной сортировки отходов, наиболее перспективным и выгодным вариантом решения проблемы ТБО является строительство мусороперерабатывающих заводов с различными устройствами для разделения отходов по фракциям. Предлагается расположить данный мусоросортировочный завод в левобережной промышленной части города Магнитогорска. Планируемый комплекс оснащен тремя видами сепараторов отходов: магнитный сепаратор для отделения черного металла, электродинамический сепаратор для отделения цветного металла, баллистический сепаратор для отделения стекла, бумаги и балластных фракций, барабанным грохотом для разделения отходов по крупности, установкой высокотемпературного пиролиза и оборудованием для аэробного компостирования отходов. Также предусмотрено 2 макулатурных пресса для прессования бумаги и картона. Всего планируется перерабатывать до 300 000 тонн отходов в год. Технологические и технические решения, внедренные в проекте, являются в настоящий момент наиболее прогрессивными в работе с несортированным мусором. Основные идеи и способы работы показали положительные результаты на мусоросортировочных заводах России в течение продолжительного времени.

Основным показателем валового дохода является продажа вторсырья на потребительский рынок. Конечной продукцией вторсырья являются макулатура, стекло, полимерный гранулят, черный металл, цветной металл, биокомпост. Также дополнительным доходом является рекультивация земель занятых под ТБО и возврат их в использование по назначению.

Стоимость вторсырья на рынке зависит от материала, объёма партии, региона и условий самого предприятия-поставщика, коньюктуры рынка, сезонности и многих других факторов, в результате чего цены на вторичное сырье изменяются. Средняя стоимость продажи вторсырья в России представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Стоимость продажи вторичных ресурсов

Итого выручка мусороперерабатывающего завода за год составляет 183 513 600 руб., в том числе НДС.

Для расчета издержек были использованы современные цены на коммунальные услуги, обслуживающие услуги и нормы потребления по видам затрат. Структура издержек мусороперерабатывающего заводапредставлена в таблице 2.

мусороперерабатывающий утилизация бытовой отход

Таблица 2 - Структура издержек

Сфера инвестиций в мусоропереработку весьма перспективна ввиду высокого спроса на продукцию перерабатывающих заводов. Также данная отрасль является низкорисковой -- ввиду твердых тарифов от муниципалитетов. Поэтому иностранные фонды и компании регулярно заявляют о своей готовности финансировать строительство мусороперерабатывающих заводов в России. Затраты на строительство проектируемого комплекса составляют 134 000 000 рублей. Окупаемость составляет 2,8 лет. Индекс рентабельности - 2,67.

Прирост NPVпоказан на рисунке 2

Рисунок 2 - График прироста NPV

Период окупаемости

(1)

PP - период окупаемости;

- период, по прошествии которого NPV становится положительным;

n - год, после которого NPV положителен.

Индекс рентабельности

Индекс рентабельности PI рассчитывается по формуле:

(2)

где P - доход i-ого периода;

i- период;

Т - срок жизни инвестиционного проекта;

r - ставка дисконта;

I - инвестиции за один период

PI = 355445445руб./ 133080412 руб.= 2,67

Строительство мусоросортировочных и мусороперерабатывающих комплексов на территории Челябинской области является весьма перспективной и прибыльной отраслью. Современные способы вторичной переработки позволяют не только очистить территорию от мусора и предотвратить выброс вредных веществ в атмосферу, но и также использовать вторичное сырье, что значит улучшить экологическую ситуацию.

Библиографический список

1. Твердые бытовые отходы: [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (Дата обращения: 01.05.2015);

2. Основные методы переработки отходов: [Электронный ресурс]. URL: http://www.rightecology.ru/riecos-857-1.html (Дата обращения: 01.05.2015);

3.Проблемы захоронения и утилизации отходов в России: [Электронный ресурс]. URL: http://knowledge.allbest.ru/ecology/3c0a65625a2ac68b5c43b89521206d37_0.html. (Дата обращения: 05.05.2015) ;

4.Нет мусоросжиганию: [Электронный ресурс]. URL: http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/waste/combustion-plant/ (Дата обращения: 10.05.2015);

5.Отходы производства и потребления: [Электронный ресурс]. URL: http://studopedia.org/2-90111.html (Дата обращения: 17.05.2015);

6. Елена Останина, Дмитрий Титов. Магнитогорск решает "мусорную проблему": [Электронный ресурс]. URL: http://www.cheltv.ru/Magnitogorsk_reshaet_musornuyu_problemu (Дата обращения: 17.05.2015).

Размещено на Allbest.ru