Первоочередные мероприятия по предотвращению "кризиса отходов" для крупного мегаполиса

Существующая в большинстве крупных городов нашей страны система обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО) сложилась еще во времена СССР и в основном базировалась на полигонном захоронении. К настоящему времени в большинстве мегаполисов бывшего СССР ресурс существующих полигонов близок к исчерпанию, что требует срочного радикального пересмотра сложившейся схемы обращения с ТБО.

ТБО по своему составу фактически могут быть разделены на 3 категории [1,3].

1. Вторичное сырье  - этот вид ТБО может быть переработан в полезную продукцию с получением прибыли, или, как минимум, с компенсацией затрат на переработку за счет реализации получаемой продукции (доля таких отходов в составе ТБО - около 35 - 45%).

2. Биоразлагаемые отходы - отходы могут быть переработаны в полезную продукцию (компост), но прибыль от ее реализации не может компенсировать затраты на переработку (доля в составе - около 35%).

3. Неперерабатываемые отходы («хвосты») - в настоящее время либо не могут быть переработаны в полезную продукцию, либо затраты на такую переработку слишком велики. В лучшем случае, этот вид отходов можно безопасно «спрятать», подмешивая в качестве наполнителей в различные изделия. К этой группе мы условно относим и опасные отходы, содержащиеся в ТБО. На самом деле, вопрос обращения с ними требует отельного рассмотрения. Доля «хвостов» в составе ТБО - около 20 - 30 %

Каждой из категорий соответствуют свои методы переработки и утилизации.

1. «Вторичное сырье»: выделение из общего потока у источника образования (раздельный сбор), сепарация, дальнейшая переработка.

2. «Биоразлагаемые»: аэробное или анаэробное компостирование с получением компоста, биогаза, технического спирта и др.

3. «Хвосты»: захоронение на полигоне; уменьшение объема (прессование) и временное складирование на полигоне, использование в качестве наполнителей для строительных материалов и др.

В настоящее время метод полигонного захоронения  применяется ко всей массе отходов, что вызвано, в частности, наименьшими прямыми затратами; однако в расчетах обычно не учитываются затраты, связанные с обслуживанием полигона (на период до 100 лет после его вывода из эксплуатации) и компенсация ущерба для окружающей среды. Кроме того, безвозвратно теряются природные ресурсы и прибыль, которую может дать правильно налаженная переработка ТБО.

К сожалению, нередко попытки  модернизации схемы обращения с отходами  во многих крупных городах  (Москва, Смоленск, Нижний Новгород)  сводятся к рассмотрению  возможностей применения  сжигания  ко всей массе ТБО, что принципиально неверно.

Администрациям крупных городов, при возникновении необходимости перестройки системы обращения с ТБО,  логично, в первую очередь, обращать внимание на «экономически привлекательные» отходы, далее  – на иные отходы, позволяющие  получать полезную продукцию и только потом – уделять  внимание  «хвостам».

В доказательство этого утверждения обратимся к некой теоретической модели.

Рассмотрим условный мегаполис со следующими параметрами:

1. Население - 1000000 человек.

2. Суммарное образование отходов - 1,4 млн куб м (280 тыс. т/год).

Рассчитано исходя из:

- норма накопления ТБО из жилого фонда -  1,0 куб м (200 кг) на человека в год [1];

- норма накопления ТБО из общественных зданий  составляет  40% от всех ТБО жилого сектора [1].

3. Согласно существующей схеме, ТБО города захораниваются на полигоне.  На полигоне ТБО подвергаются уплотнению бульдозером, в среднем - в 3,5 раза [1]. Таким образом объем захораниваемых ТБО составляет 400 тыс куб м/год.

4. Ресурс существующих полигонов позволяет осуществлять прием ТБО еще в течение 3 лет.

Рассмотрим два диаметрально противоположных варианта модернизации схемы обращения с ТБО. Для расчетов применяются осредненные данные по [1,2,3]:

Вариант 1.  Строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ)  для переработки 100% ТБО.

Капитальные вложения в строительство МСЗ составляют, в среднем, 450 долларов США на 1 т мощности МСЗ по приему ТБО.

Эксплуатационные затраты (не включающие возврат инвестиций) составят, в среднем, 41 доллар США на  тонну утилизируемых отходов.

Таким образом, в строительство МСЗ мощностью 280 тыс. т для нашего условного города необходимо вложить 126 млн. долларов США.

Дотация из бюджета на работу МСЗ составит 11,48 млн. долларов США в год.

В результате работы завода будут образовываться токсичные зола и шлак, требующие захоронения на полигоне токсичных отходов, в количестве 140 тыс. куб м или около 90 тыс. т/год (10% от объема или 32% от массы поступающих ТБО).

Практика возведения МСЗ показывает, что срок их строительства составляет не менее 4 - 5 лет (так, МСЗ № 4 в Москве строился около 10 лет). Таким образом, за счет МСЗ проблема к требуемому сроку решена  не будет и через 3 года городская администрация встанет перед проблемой отсутствия мест для захоронения ТБО.

Фактически, единственное «достоинство» МСЗ заключается в увеличении

ресурсов полигонов захоронения отходов до 3 раз по сравнению с прямым захоронением, с учетом уплотнения ТБО на полигоне. При этом зола от сжигания смешанных ТБО обладает высокой токсичностью и может быть захоронена только на полигонах, предназначенных для утилизации токсичных отходов, что потребует дополнительных расходов, не учтенных в данном расчете.

Вариант 2. «Постепенное продвижение» от «экономически привлекательных отходов» к «хвостам».

1. Для извлечения «вторичного сырья» из всех ТБО (35% от общей массы ТБО) возводятся мусоросортировочные комплексы (МСК). Параллельно вводится раздельный сбор вторичного сырья у источников их образования, для чего закупаются и выставляются специализированные контейнеры. Капвложения в строительство МСК и закупку контейнеров составят до 50 долларов США на 1 т мощности по приему ТБО [4]. Таким образом, суммарные капитальные вложения составят 14 млн. долларов США. На МСК сортировке должны подвергаться как отходы собранные раздельно у источника, так и смешаные отходы, поскольку доля участия населения в раздельном сборе будет невелика - 15 - 25%. По мере роста доли раздельного сбора, МСК должны переводиться преимущественно на сортировку раздельно собранных вторичных ресурсов.

По данным разных источников эксплуатационныерасходы для МСК существенно различаются, однако все авторы отмечают прибыльность этого вида деятельности. Для расчетов в рамках данной модели примем, что величина эксплуатационных расходов тождественно равна выручке от реализуемой продукции из вторсырья.

Возведение МСК «под ключ» занимает не более 1 года.  Таким образом, через 1 год масса ТБО, захораниваемых на полигонах, снизится на 35% и составит 182 тыс. т/год. Оставшийся к этому моменту ресурс полигонов будет «автоматически» продлен, таким образом, с 2 до 3,1 года; а общий ресурс, отсчитываемый от начала работ по модернизации - с 3 до 4,1 года.

2. Для переработки «биоразлагаемых» отходов одновременно с возведением МСК необходимо начать строительство заводов для компостирования, мощностью по приему ТБО 182 тыс. т/год. На заводы должны подаваться все отходы, не отобранные в качестве вторичного сырья при сортировке (65% от общего объема образования).  Поскольку завод для компостирования, в отличие от МСЗ, не имеет сложного химического производства, его возведение может быть завершено в течение 3 лет.

Капитальные вложения в строительство составят 150 долларов США на 1 т ТБО, всего - 27 млн. долларов США.

Эксплуатационные расходы на переработку 1 т ТБО (с учетом стоимости продажи полезной продукции) составят около 18 долларов США. Таким образом, дотация из бюджета на работу завода по компостированию ТБО составит 3,3 млн. долларов США/год.

Масса неутилизируемой части ТБО составит  84тыс. т/год (30% от общей массы образующихся ТБО).

3. Для компактирования неутилизируемой части отходов «хвостов» на площадке завода по переработке биоразлагаемых отходов должны быть смонтированы прессы, позволяющие прессовать отходы до плотности около - 1 т/куб. м. Запуск прессов в эксплуатацию должен быть осуществлен одновременно с запуском завода.

Объем «хвостов» после прессования составит  84 тыс. куб. м/год, что в  4,76 раза меньше, чем при прямом захоронении всех образующихся ТБО и в  1,67  раз меньше чем в случае использования МСЗ.

 Таким образом, приведенные мероприятия позволят продлить ресурс полигонов,  оставшийся к моменту пуска завода, с 1,1 до  2,38 лет, а общий ресурс полигонов - с 3 до   5,38 лет.

В сумме, предлагаемая программа потребует привлечения инвестиций в размере 41 млн. долларов США, что в 3,1 раз меньше, чем сумма инвестиций в строительство МСЗ.

Величина эксплуатационных расходов при реализации приведенной схемы составит 3,3 млн. долларов США, что в 3,5 раза меньше, чем в случае с МСЗ. При этом затраты на полигонное захоронение ТБО, при среднем тарифе на захоронение 3 доллара США/т будут снижены на  588 тыс долларов США в год (с 840 до 252 тыс. долларов США в год).

Таким образом, необходимая ежегодная дополнительная дотация из бюджета города составит  2,712 млн долларов США в год.

«Выигранные»  2.38 лет срока службы полигона необходимо употребить:

- на развитие системы раздельного сбора «сухих вторичных ресурсов», а также внедрение раздельного сбора биоразлагаемой и  опасной фракций в местах образования. Это позволит направлять  биоразлагаемую часть ТБО  непосредственно  на компостирование, а небиоразлагаемую - только на сортировку, что даст дополнительную экономию на транспортировке ТБО, повысит качество компоста и вторичного сырья;

- на внедрение схемы обращения с опасными отходами;

- на поиск технических и экономических решений по переработке балластной части ТБО («хвостов»).

Остается загадкой, почему администрации ряда городов продолжают настаивать на строительстве МСЗ. Возможно, это связано с устойчивостью традиций, сложившихся в сфере управления муниципальными отходами,  вкупе  с дефицитом информации о сравнительных характеристиках различных методов обращения с ТБО. А может быть - и с прямой личной заинтересованность отдельных ответственных лиц в выборе дорогих и не самых эффективных схем обращения с ТБО.

Литература

1. Твердые бытовые отходы (сбор, транспорт, обезвреживание). Справочник. Систер В. Г., Мирный А. Н., Скворцов Л. С.  и др. – М., 2001.

2. Технология отходов мегаполиса. Технические процессы в сервисе. Учебное пособие. Шубов Л. Я., Ставровский М. В., Шехирев Д. В.  – М., 2002.

3. Отходы областного города. Сбор и утилизация. Дарулис П. В. – Смоленск, 2000.

4. Масленников А. Ю. Мусоросортировочные предприятия. Справочник.  – М., 2005г.