Методическое пособие 614

Введение.

Исследования

проблемыостальные отходы практически не перераба-

управления отходами в Российской Федера-

тываются.

ции и за рубежом свидетельствуют о необхо-

В результате низкого уровня использо-

димости усиления государственного регули-

вания продолжается накопление отходов в

рования в области сбора, переработки и хо-

окружающей природной среде. Согласно

зяйственного использования отходов вРос-

оценкам НИЦПУРО объемы накопления не-

сии с учетом рыночной направленности про-

используемых

отходов

достигли80—90

водимых Правительством Российской Феде-

млрд. тонн.

рации реформ хозяйственного механизма , по-

В итоге воздействие мест накопления и

ложений концепции устойчивого развития.

захоронения отходов на окружающую среду

Последние 10 лет снижалась роль государ-

часто превышает установленные ПДК. Име-

ства в организации сбора и переработки отхо -

ется немало примеров, когда такое превыше-

дов. С 1991 года

ликвидирована

государ-

ние составляет десятки и сотни раз.

ственная система вторичных ресурсов, функ-

Проблема обращения с ТБО является

ционировавшая под эгидой Госснаба СССР . С

актуальной не только для мирового сообще-

1996 года отменена статистическая статот-

ства, но и для России несмотря на то, что

четность по формам14-ВР (вторичные ре-

острота ее завуалирована тем, что в отличие

сурсы), 14-лес (древесные "" отходы, 9-СН

от европейских стран Россия имеет значи-

(лом черных металлов), 17-СН (лом цветных

тельные площади для захоронения отходов.

металлов).

Образование отходов в экономике Рос-

Как указывалось, образование отходов

сии составляет 3,4 млрд. т в год, в том числе

в экономике России составляет 3,4 млрд. тонн

40 млн. т в год ТБО и 30 млн.т. год осадков

в год. В том числе 2,6 млрд. т/год - промыш-

очистных сооружений, при этом только около

ленные отходы, 700 млн. тонн/год — жидкие

3,5% ТБО перерабатывается.

отходы

птицеводства

и

животноводства.

Одной из

причин низкого уровня -ис

Средний уровень их использования состав-

пользования отходов является незначитель-

ляет около 26 %, в том числе промотходы пе-

ная рентабельность процесса сбора и

рерабатываются на 35 %, ТБО - на 3-4 %,

существующих технологий переработки. От-

сти сбора ТБО в России может решить про-

сутствует также государственное регулирова -

блему маргинального населения(продолжа-

ние в системе обращения с отходами, нет эф-

ется расширенное воспроизводство массовых

фективных экономических условий, не ин-

маргинальных групп). С

Существенными

дексируется плата за размещение отходов, не

факторами в этом вопросе являются психоло-

налажен механизм привлечения инвестиций в

гические и аксиологические причины попада -

создание производств по переработке отхо-

ния на «социальное дно» общества.

дов,

неэффективно

внедряется

передовой

Специальное социально-экономическое

опыт в обращении с отходами, отсутствует

исследование проблемы «социального дна» в

эффективный механизм управления в этойРоссии, проведенное ИСЭПН РАН в2004

области.

году в

шести

крупных

городах

России:

На полигоны России свозится 98% ТБО.

Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новго-

В Европейских странах внедрена сортировка

роде, Красноярске, Воронеже, Екатерин-

отходов на мусороперерабатывающих заво-

бурге, позволяет выделить четыре группы

дах с коэффициентом извлечения полезного

людей, составляющих «социальное

дно»: 1.

сырья до 17%. Нельзя сказать, что наша Во-

Нищие, открыто просящие подаяние (3,4 млн.

ронежская администрация устранилась

отчеловек); 2.

«бомжи»,

лишившиеся своего

этой проблемы. Подготовлен и утвержден

жилья прежде всего вследствие возникнове-

третий вариант генеральные схемы очистки

ния рынка жилья (3,3 млн. чел.); 3. Беспризор-

городских ТБО, ранее состоялся конкурс про -

ные дети, которые либо потеряли родителей,

ектов

мусороперерабатывающих

заводов, либо убежали из дома (2,8 млн. чел.); 4. Улич-

сдан в эксплуатацию новый полигон, начал

ные проститутки (включая детей), ведущие

функционировать второй полигон(Поэтро-

асоциальный

образ

жизни(1,3

млн. чел.).

Полигон) в Новоусманском районе. К этой

Среди

обитателей «социального

дна»

две

работе подключается фирма Каскад, но про-

трети – мужчины и одна треть– женщины.

блемы остаются. Нет мусоросортировки, нет

«Дно» в России молодо: средний возраст ни-

извлечения полезного сырья, Поэтро - Поли-

щих и бомжей приближается к 45 годам, у

гон до конца не оборудован.

беспризорников он равен 13 годам, у прости-

Индивидуальный

жилищный

фонд

итуток – 28. Минимальный возраст нищих – 12

коммерческие организации с системой сброса

лет, а проституток – 14 лет; беспризорничать

охвачены не полностью:

же начинают уже с 6 лет. Большинство нищих

- остается проблема крупногабаритных

и бомжей имеют среднее и среднее специаль-

отходов ;

ное образование, а 6% нищих, бомжей и про-

- необходима закупка оборудования и

ституток – даже высшее.

контейнеров, транспорта, механизмов для са-

По

данным [1,

2]

при незначительном

нации контейнеров и спецмашин;

росте численности населения МО г. Воронеж

- не определены технологии перера-

имеет место значительное увеличение объе-

ботки ТБО;

мов захоронения ТБО (рис. 1, рис 2).

-необходимо менять нормы;

Анализ динамики изменения численно-

- более 50 организаций сейчас занима-

сти населения городского округа город Воро-

ются отходами, им нужна оптимальная си-

неж (рис.1) показывает, что начиная с2001

стема менеджмента;

года, численность населения уменьшается и

- нет селективного сбора

за последние пять лет находится на уровне

- накапливаются также высокотоксич-

чуть более 920 тыс. человек. Таким образом,

ные отходы, в т.ч. медицинские.

естественная

убыль

населения

превышает

Увеличение численности занятого насе-

рождаемость.

ления в системе обращения с отходами в ча-

Рис.2. Количество отходов, вывозимых на полигоны ТБО

Учитывая

тенденции

ежегодного В качестве исходной базы для определе -

увеличения норм накопления ТБО в среднем

ния тарифов принимаются нормативные се-

на 2,65%, можно предположить, что к 2020 г.

бестоимость работ и прибыль. Нормативная

объем отходов, вывозимых на полигоны ТБО ,

себестоимость считается отдельно по следу-

составит 3 млн. м3 в год (рис. 2).

ющим операциям:

В период

с2010 по 2020

год из

- сбор и выгрузка бытовых отходов;

Воронежа предстоит вывезти и обезвредить

- транспортировка бытовых отходов до

27700 тыс. м3 ТБО, в том числе 2500 тыс. м3

мест обезвреживания;

крупногабаритных отходов.

- заезды в домовладения при сборе бы-

По данным ЗАО «Академия коммуналь-

товых отходов;

ного хозяйства им. К.Д. Панфилова» в России

- нулевые пробеги.

имеет место тенденции ежегодного увеличе-

Расчет себестоимости сбора, транспор-

ния норм накопления ТБО в среднем

тировкина и выгрузки отходов был выполнен в

2,65%, однако фактические данные показы-

соответствии с «Методикой расчета тарифов

вают превышение этих «норм». В значитель-

на вывоз твердых бытовых отходов из домо-

ной степени это связано с ростом объема упа-

владений города», утвержденной Академией

ковки товаров. В настоящее время суще-

коммунального

хозяйства им. К.Д. Панфи-

ствуют представленные ниже схемы управле-

лова и «Нормами расхода топлив и смазоч-

ния отходами (рис. 3).

ных материалов на автомобильном транс-

Плата за размещения отходов сущепорте», (Руководящий документ

Р3112194-

ственным образом зависит от затрат на транс -

0366-03).

портировку ТБО.

В данной работе для расчета были про-

Тарифы на вывоз ТБО устанавливаются

анализированы

следующие

транспортные

в зависимости от расстояния до места их обез -

средства:

вреживания( на 1 м3 бытовых отходов).

• Бункеровоз на шасси ЗИЛ 433362, КО

• КО429-05 МАЗ 5337 , КО-449-31 МАЗ-

440 ЗИЛ 433362 , КО-413 ЗИЛ 431412 , КО-

5337.

415 КАМАЗ 53253

Спв 1 куб. м = 956,94 / 33 = 29,00 руб.

«Комплексная безопасность»

Расход топлива на внутригаражные нужды

определяется в процентах от расхода топлива .

Кроме того необходим учет норматив-

Нормы расхода смазочных материалов уста-

ных транспортных расходов с учетом затрат

новлены

в

литрах(килограммах) на 100 л

на нулевые пробеги, затрат заездов в домо-

жидкого топлива.

владение при сбросе отходов и стоимости из-

С учетом этого стоимость смазочных матери -

влеченного сырья.

алов на сбор - выгрузку отходов определяется

Расчет себестоимости транспортных опера-

исходя из норм расхода топлива на сбор и вы -

ций производится в расчете на1 км пробега

грузку на один рейс и действующих цен за 1

по следующим статьям затрат:

кг смазочных ма ериалов:

- основная

и

дополнительная

заработная

р

р

· Цт

,

(3)

плата производственных рабочих с начисле-

р

р

Срт = Ррт

,

(4)

ниями;

т

см

-

стоимость топлива, смазочных

- амортизация;

где: С , С

Ссм = Рсм

∙ Цсм

- горюче - смазочные материалы;

материалов на сбор – выгрузку отходов за

- техническое обслуживание и ремонт (80%

один рейс;

Ртр , Рсмр - расход топлива, смазочных матери-

основная заработная плата);

алов на сбор - выгрузку отходов за один рейс;

- накладные расходы (60% основная заработ-

Цт, Цсм - цена 1 л (1 кг) топлива, смазочных

ная плата).

т

3 000 000 · 73,58 =

материалов.

Стоимость вывоза мусора из .г Воро-

Ср

= 13,5×27,5 = 371,25р.

220 740 000 р. (без НДС) .

р

нежа в год составит.:

.

С оимость топлива:

3 000 000 · 86,82 =

см

= 0,8 × 75,00 = 60,00р.

низкого

уровня

С

Выводы.

Причинами

Стоимость смазочных материалов:

260 460 000 р. (без НДС)

Накладные расходы определяются в процен-

тах к основной заработной плате производ-

ственных рабочих - 60%.

использования отходов являются отсутствие

Суммарная

нормативная

современного

транспорта,

контейнеров,

ме-

себестоимость

сбора отходов за один рейс пересчитывается

ханизмов для санации контейнеров и спецма-

на принятую единицу измерения – 1 куб.м от-

шин;

неопределенны технологии

перера-

ходов:

Ср

Ср

ботки ТБО; устарели нормы переработки от-

ЗП

р

А

р

НР

р

ходов; нет оптимальной системы управления

Спв1куб.м=

т

см

,

(5)

отходами; нет селективного сбора; накапли-

Ор

где: Спв 1 куб. м - стоимость погрузки и вы-

ваются высокотоксичные отходы.

грузки 1 куб. м отходов;

Установлено, что в период с2010 по

ЗПр - заработная плата производственных ра-

2020 год из Воронежа предстоит вывезти и

бочих на сборвыгрузку отходов за один

обезвредить 27700 тыс. м3 ТБО, в том числе

рейс;

2500 тыс. м3 крупногабаритных отходов.

Ар - амортизация за время сбора - выгрузки за

Анализ динамики изменения численно-

один рейс;

сти населения городского округа город Воро-

Стр , Ссмр - стоимость топлива, смазочных ма-

неж показывает, что начиная с 2001 года, чис-

териалов на сбор - выгрузку

ленность населения уменьшается и за послед -

отходов за один рейс;

ние пять лет находится на уровне чуть более

НРр - накладные расходы на сбор - выгрузку

920 тыс. человек. Таким образом, естествен-

на один рейс (60%);

ная

убыль

населения

превышает

рождае-

Ор - объем вывоза отходов одной спецмаши-

мость.

ной за один рейс.

В настоящее время действуют неопти-

Спв = 224,85 + 158,34 + 102,64 +

стоимость вывоза мусора из города Воронежа

тоимость сбора отходов на 1 машину:

мальные схемы управления отходами.

205,20 + 36,00 + 229,91 = 956,94 руб

С учетом результатов расчета себесто-

3

:

.

имости мусора установлено, что только лишь

Стоимость сбора отходов на 1 м

ежегодно составит около четверти миллиарда

чтона накопление отходов в г. Воронеже вли-

рублей.

яет не рост численности населения, а увели-

Новизна данной разработки заключа-

чение объёма крупногабаритных отходов,

ется в следующем: впервые установлено,

упаковки продуктов и промтоваров(картон,

бумага, плёнка, пластик).

Введение. Опасная для организма чело-

Определим

максимальное

значение

века пыль с размером частиц менее10 мкм

приземной концентрации

вредных веществ

улавливается только мокрыми аппаратами и

по зависимости (1).

тканевыми фильтрами.

Cm =

A× F ×M ×m ×n ×h

(1)

Анализ

пыли, уловленной

в

дымовой

2

H

×

3

V ×DT

трубе (после «мокрой» ступени) показывает

где А – коэффициент температурной страти-

высокое

содержание

частиц

диаметром

dусл<10 мкм так называемой «легочной» гид-

фикации атмосферы в районе размещения

предприятия, с2/3*мг*град1/3/г;

рофобной пыли. Значительная доля загрязня-

М – количество выбросов, г/с;

ющих веществ, в том числе и пыли, не улав-

Н - высота источника над уровнем земли, м;

ливается очистными установками; в связи с

DT – разность температур между температу-

этим целесообразна разработка точных мате-

рой выброса и окружающего воздуха, оС;

матических моделей по рассеиванию загряз-

F –

безразмерный

коэффициент, учитываю-

няющих веществ.

щий

скорость оседания

вредных

веществ в

Разработке моделей рассеивания выбро -

воздухе, для пыли F=3;

сов посвящены работы Абрамовича Г.Н. [1, 2,

m, n – коэффициенты, учитывающие условия

3, 4], Бай-Ши-И [5], Банита Ф.Г. [6], Бурмин-

выхода газо-воздушной

смеси из

устья вы-

ского Э.П.[7], Берлянда М.Е. [8], Марчука [9].

броса, определяются в зависимости от пара-

Главной геофизической

лабораторией

метров f, Vm, по формулам:

им.Воейкова рекомендован расчет струйных

V ×DT

моделей распространения загрязняющих вы-

V = 0.65 × 3

(2)

бросов в приземном слое атмосферы по мето-

m

H

дике, изложенной в ОНД-86 [10].

при f<100

1

m =

(3)

0.67 + 0.1×

f + 3 f

Выпуск № 1(1), 2017

при 0,5<Vm<2

Целесообразность разработки этой мо-

n = 0.532 ×Vm2 - 2.13 ×Vm + 3.13 (4)

дели

определяется

неоднозначностью - ис

h - коэффициент, учитывающий рельеф мест-

пользования

стандартной

математической

модели ОНД-86 для выбросов АБЗ. Неодно-

ности, если местность равнинная, h=1.

значность задачи обусловлена

относительно

Определим расстояние на котором до-

низкой геометрической высотой выбросов (0-

стигается максимальная концентрация.

50

метров),

значительным диапазоном

дис-

X max =

(5 - F )

×d × H

(5)

персности выбрасываемых в атмосферу твер-

4

дых частиц, наличием мокрой доочистки вы-

где d – безразмерный коэффициент, опреде-

бросов [12].

ляем по формуле:

Принцип построения линий(эпюр)

при f<100 и 0,5<Vm<2

равных концентраций. В соответствии с

d = 4.95×Vm ×(1+ 0.28× 3

f

)

(6)

[13] внешней границей СЗЗ является линия

Значение опасной скорости ветра, Um

равных концентраций, за которой общая кон-

определяется на уровне флюгера, при кото-

центрация примесей не превышает макси-

рой достигается наибольшее значение при-

мально разовую ПДК.

земной

концентрации

вредных

веществ,

Теоретический и практический интерес

определяется по формулам в зависимости от

представляет построение линий равных кон-

f, Vm.

центраций примесей для выбросов, распро-

Если f<100 и 0,5<Vm<2 то Um= V

страняющихся из одиночного источника в

Максимальная

величина

фактической санитарно-защитной зоне (СЗЗ).

приземной

Формулы из расчета приземных концен -

концентрации вредного вещества при небла-

гоприятных метеоусловиях и скорости ветра

траций можно представить в следующем без-

размерном виде:

u м/с отличающейся от опасной скорости

должна определятся по формуле:

(7)

Сy

= S2

=

1

(11)

Cmu = r ×cm

C

(1+ 8.4 × Z ) ×(1+ 28.2 ×Z 2 )

где r – безразмерная величина, определяемая

где введены обозначения:

по формуле:

2

æ y

ö

(12)

3×

u

Z = U ç

÷

(8)

è

x

ø

r =

um

Cy

æ u

ö2

æ u

ö

= S1 × S2 = B

(13)

2 ×ç

÷

- ç

÷ + 2

C

u

m

u

m

è

ø

è

ø

mu

Расстояние от источника выброса, на

Линиям равной концентрации СY=Cconst

котором при скорости ветра u и неблагопри-

будут

соответствовать

постоянные

значения

ятных метеоусловиях приземная концентра-

параметра В. Его физический смысл простой

ция вредных веществ достигает максималь-

– это доля концентраций примеси в данной

ного значения определяется по формуле:

точке

от

максимальной mu.

СОчевидно

X mu = p × xm

(9)

0 £ B £ 1.

где р – безразмерная величина, определяемая

Отметим, что, так как существует на оси

факела

максимальная

приземная

концентра-

по формуле:

ция

Сmu в

точке

с

координатами

æ u ö

p = 0.32×ç

÷ + 0.68

(10)

x =1

y = 0 (В=1), то вне этой точки В<1.

è un ø

Отсюда понятно, что изоконы представляют

Альтернативной методикой расчета является

собой

замкнутые

линии

с

центром

в

модель на основе теории Рейхарда, предлага-

=1

= 0 .

x

y

емая в данной работе - струйная модель рас-

Решение уравнения можно найти итера-

сеивания выброса для одиночной вытяжной

ционным методом Ньютона как предел чис-

трубы в приземном

слое(пространственная

ловой последовательности

задача) [11].

«Комплексная безопасность»

xk

+1 = xk -

f

( xk )

(14)

выми,

расположенными

симметрично отно-

f

' ( xk )

сительно плоскости земли, струйными источ-

где k=0, 1, 2...

никами.

Тогда задача о распространении приме-

f (x) = 3× x4 -8 × x3 + 6 × x2 - B

(15)

f ' (x) =12 × x ×(x -1)2

(16)

сей из дымовой трубы высотой Н может быть

сведена к нахождению поля концентрации от

Так как изоконы – замкнутые линии то

двух симметричных относительно поверхно-

для всех точек, лежащих на изоконах должно

сти земли струйных источников с использо-

выполнятся соотношение:

ванием развитого принципа суперпозиции.

x1 £

2

(17)

Считая,

что

струи

не

стесняют

друг

x

£

x

Распределение скорости

в

поперечных

друга, а индуцируют поле скоростей такое же,

сечениях

основного участкатурбулентной

как в свободных струях, и учитывая, что им-

струи можно также записать в виде экспо-

пульсы их складываются: J1 +J2 =2J0 .

ненты:

Сравнение результатов, полученных по

1

ö 2

-

æ

r

предлагаемой методике, с расчетами по ОНД-

U

= U x × e

ç

÷

2

è

c x

ø

(18)

86 и показаниями эксперимента представлено

где Ux - скорость на оси струи в сечении , рас-

в таблице.

положенном на расстоянии х от полюса.

Результаты определения См и хм

Без большой погрешности можно поло-

По

предлагае-

По ОНД-86

Эксперимент

жить плотность воздуха на основном участке

мой методике

струи r совпадающей с плотностью окружа-

См,

хм, м

См,

хм, м

С м,

хм, м

ющей среды r¥ ;

r @ r¥

мг/м3

мг/м3

мг/м3

струи(q =1)

при

146

158,6

32,2

48,5

127-

118-

Для

изотермической

151

147

равномерном распределении скорости на вы-

Предлагаемая модель лучше сходится с

ходе из приточного отверстия (j = 1) m=6.88.

Под U0 понимается средняя квадратиче-

экспериментальными данными, но обе мо-

ская скорость в начальном сечении:

дели не учитывают начальный подъем струи

F0

над геометрической высотой трубы.

J 0

ò r ×U 2

× d F

Выводы. На основе теории Рейхарда и

U 0

=

=

0

(19)

при использовании

принципа

суперпозиции

F0

M 0

ò r ×U

× d F

была разработана оригинальная модель рас-

севания выбросов в атмосферу.

0

струи(q =1)

Сравнение результатов, полученных по

Для

изотермической

при

предлагаемой методике с расчетами по ОНД-

равномерном

распределении

скоростей

на

86 и

с экспериментальными

данными пока-

выходе

из

приточного

отверстия(j = 1)

зали значительные расхождения.

n=6.2.

Данные предлагаемой методике удовле-

Далее воспользуемся идеей Скорера о

творительно согласуются с результатами экс-

возможности нахождения поля

скоростей

и

перимента

в

части

оценки

максимальных

концентраций

одиночной

струи, настилаю-

приземных

концентраций

и

расстояний

до

щейся над горизонтальной плоскостью на вы-

них от факельного источника выброса.

соте Н, как образованного

двумя одинако-