Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка и эколого-экономическая оптимизация схемы удаления твердых бытовых отходов из крупных городов

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка и эколого-экономическая оптимизация схемы удаления твердых бытовых отходов из крупных городов"

На правах рукописи

л • Ь';

_ д цю/1 1а97

ФЕДОРОВ Леонид Григорьевич

РАЗРАБОТКА И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ УДАЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ИЗ КРУПНЫХ ГОРОДОВ (НА ПРИМЕРЕ г.МОСКВЫ)

11.00. И - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических нау к

Москва - 1997 г.

Работа выполнена в отделе санитарной очистки городов Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова, г.Москва

Научный руководитель: кандидат технических наук Абрамов Н.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Тарасов В.В. доктор технических наук, профессор Шаталов В.В.

Ведущая организация: Институт Мосводоканач НИИпроект, г.Москва.

Защита состоится 1997 г. б ^^ час,

в ауд. на заседании диссертационного совета

Д 053.34.11 в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева по адресу: 125047, Москва, А-47, Миусская пл., л.9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан■Л? - ¿¿с^Ц?_1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета И.Н.Каменчук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Разработка способов очистки крупных городов от твердых бытовых отходов (ТБО) во всем мире считается важнейшей гигиенической, природоохранной и ресурсосберегающей задачей. Не существует е простых решений вне конкретной обстановки, учитывающей социальные, культурные, технические н другие особенности городской жизни. Общим для всех городов остается большой (до 50%) удельный вес затрат на удаление отходов из города, которое является важнейшим этапом общей технологической схемы обращения с ТБО. Этот этап включает сбор, транспортировку, разборку - сортировку, прессование и вывоз на полигоны ТБО или на места переработки, временного размещения юнг окончательного захоронения.

Основным требованием к организации схемы удаления ТБО является ее экологическая безопасность при минимуме затрат. Вместе с тем до настоящего времени отсутствуют общепринятые критерии рационачьной схемы удаления ТБО для крупных городов Российской Федерации, что определяет актуальность проблемы. Прогрессивным направлением в организации санитарной очистки городов от ТБО является введение системы мусороперегрузочных станций (МПС), обеспечивающих минимизацию перевозок при резком уменьшении негативного воздействия транспортировщиков и самих перевозимых отходов на городскую среду.

Несмотря на значительные достижения в ряде стран в техническом оснащении и механизации работ по сбору ТБО, разработке эффективных решений по созданию современных МПС и специализированных средств для транспортирования отходов, в научно-технической литературе недостаточно освещены и остаются неизученными вопросы построения рациональных схем удачения ТБО, а так же вопросы оптимизации с учетом морфологического состава и конкретных экологических требований.

Цель работы. Создание экологически безопасной схемы удаления ТБО из крупных городов на оспове разработки комплекса технологических решений и оптимального размещения МПС (на примере г.Москвы).

Поставленная цель достигалась при решении следующих задач:

1. Анализ существующих схем удаления ТБО и прогноз основных направлений их развития в крупных городах Российской Феде рации.

2. Экспериментальное установление основных закономерностей прессования ТБО различного морфологического состава и свойств.

3. Разработка технологических решений с целью создания МПС, обеспечивающих экологическую безопасность и техническую эффективность при минимуме затрат.

4. Оценка влияния МПС и используемых на них технологических средств на окружающую среду и население.

5. Проведение эколого-экономической оптимизации схемы удаления ТБО из г.Москвы.

Научная новизна работы.

Выявлены закономерное™ прессования ТБО. Установлена связь условий прессования с морфологическими и физико - химическими особенностями ТБО.

Предложена схема удаления ТБО из крупных городов и проведена эко-лого - экономическая ее оптимизация на основе разработанной кластерной многофакторной математической модели, учитывающей размещение МПС, морфологический состав отходов и существующие экологические требования.

Практическое значение и внедрение результатов работы.

Разработаны технические средства двухэтапного удаления ТБО на основе экспериментальных исследований прессования ТБО.

Разработана методика эколого-экономической оптимизации системы удаления ТБО в крупных городах, апробированная на примере разработки схемы санитарной очистки г.Москвы.

Внедрены технологические решения по повышению эффективности использования МПС и снижению их загрязняющего влияния на окружающую среду. Разработаны стационарное перегрузочное устройство на базе экскавато-ра-гшанировщика и безмашинное перегрузочное устройство для погрузки тюкоз ТБО из прессов на транспортные платформы. Определен необходимый состав техники на МПС с прессованием ТБО.

Основные результаты диссертационной работы использованы при проектировании и строительстве МПС в г.Москве (Северо - Восточный округ).

Апробация работы.

Основные материалы работ докладывались на международных семинарах по санитарной очистке и уборке населенных мест от ТБО, Москва, 1994, 1995, 1996 г.г., Международной конференции "Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях - Пермь, 1996г.".

Осповные положения, выносимые на защиту.

1.Результаты экспериментальных исследований особенностей прессования ТБО с заданным морфологическим составом и свойствами.

2.Технологическая схема двухэтапмой системы удаления ТБО в крупных городах па примере г.Москвы и оценка ее эколого-экономичсской эффективности.

3.Технологические решения по повышению эффективности и снижению загрязняющего влияния МПС на окружающую среду и население.

4.Обоснования двухэтапной системы удаления ТБО и разработка программных средств и принципов ее оптимизации.

Публикация результатов.

Материалы диссертации изложены в пяти публикациях в виде материалов и статей.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 157 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 22 рисунка, 19 таблиц, введение, литературный эбзор, анализ проблемы, экспериментальный раздел с методиками эксперимента, результатами экспериментальных исследований и их обсуждением, сведения о внедрении предлагаемых методических разработок, организационно-технических и технологических решений и оценку их эколого-экономической эффективности, общие выводы, список использованной литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы и сформулирована цель доследования.

В первой главе дан анализ состояния проблемы и прогноз основных на-[фавлетш развития систем удаления ТБО в крупных городах с целью повыше-якя их эколого-экономической эффективности. Описаны принципы организа-[щи систем удаления ТБО, их современный технический уровень и тенденции развития.

Основное внимание уделено анализу условий, обеспечивающих переход к двухэтапной системе вывоза ТБО. Развитие сети современных МПС с сортировкой, уплотнением или прессованием ТБО, изменение парка мусоровозов, обеспечивает повышение эколого-экономической эффективности транспортирования ТБО. Даны современные представления о системе удаления ТБО в крупных городах в целом и ее основных структурных элементах. Критически проанализирована существующая система транспортирования ТБО в крупных городах России и г.Москве и определены направления доведения их до соответствия современным требованиям.

На основе анализа данных литературы об эффективности работы МПС и применяемых методах уплотнения и прессования отходов сделано заключение о недостатке экспериментальных результатов, позволяющих разработать технологические решения по повышению их эффективности при работе с ТБО российских городов, имеющих отличия по составу и свойствам от зарубежных.

Критический анализ известных методических подходов по оптимизации систем удаления ТБО в крупных городах показал, что объектом оптимизации была не вся система в целом, а только ее отдельные элементы (транспортная схема, МПС и пункт сбора отходов - ПСО), а в качестве критериев оптимизации использовались, в основном, характеристики производственных функций и экономические показатели ( приведенные затраты и др.). В качестве экологических критериев использовались отдельные показатели (снижение выбросов загрязняющих веществ за счет использования транспортных средств большой грузоподъемности, снижение транспортных нагрузок на уличную сеть и др.). Комплексные эколого-экономические показатели оптимизации не использовались.

Применявшиеся технические средства для решения этих оптимизационных задач были основаны на использовании упрощенных математических моделей, не позволявших учитывать все необходимые факторы и разнородные критерии оптимизации.

Сделан вывод, что для решения задач по эколого-экономической оптимизации системы транспортирования ТБО в крупных городах перспективно применение новых программных средств, основанных на многофакторных математических моделях.

Во второй главе рассмотрен процесс прессования ТБО и изложены результаты исследований влияния свойств прессуемых ТБО и параметров процесса на качественные и количественные характеристики получаемых тюков ТБО.

В общем случае ТБО можно рассматривать как сыпучую деформируемую смесь твердых частиц различных формы и размеров. Промежутки между частицами и поры самих частиц заполнены водой и воздухом. С повышением влажности материала все больший объем пор заполняется водой, поэтому степень уплотнения снижается.

Зависимость пористости ТБО от их влажности и давления прессования описывается компрессионной кривой, уравнение которой полулогарифмических координатах имеет вид:

^ = ео-ак1п(Р,/Ро), 0)

где: Ео и Ро - начальный коэффициент пористости и давление; £1II Р, - текущие коэффициеот пористости и давления; аь - коэффициент компрессии.

Зависимость удельного давления Р от относительной деформации е сжатия материала имеет вид:

Р = С[еак70в'(1-в)-1], (2)

где: Р - осевое давление; С - тангенс угла линейкой функции <1Р/с1у - зависимости изменения давления; уо- начальная плотность материала.

Сила трения Б материала о стенки камеры при сжатии равна: Р = иР [1 - е ] + и Чо [1 - е ]/ць (3)

где: f - коэффициент трения материала о стенки; рц - коэффициент бокового давления при разгрузке; 1 - периметр поперечного сечения камеры; и- площадь поперечного сечения; ъ - первоначальная длина камеры прессования; в - абсолютное изменение длины камеры прессования; qo- боковое давление.

Первое слагаемое в данном выражении является силой трения, возникающей от прикладывания осевого давления. Второе слагаемое - сила трения, вызванная упругим расширением сжатого материала.

Исследования процесса прессования ТБО на прессах марок БА-1330, БА-1338 и Б-101 позволили определить основные зависимости процесса прессования ТБО при удельных давлениях до 25,3 МПа. Основным фактором, определяющим прочность и стабильность тюков ТБО, является влажность и состав прессуемых отходов. Содержание влаги в твердых бытовых отходах зависит от количества органических частей в них (пищевых отходов и бумаги) и служит косвенным показателем их морфологического состава. На рис.1 приведена номограмма зависимости влажности ТБО от содержания бумаги и пищевых отходов. Зная количества бумаги и пищевых отходов в ТБО (шкала I и шкала П), можно определить величину влажности (шкала Ш), соединив прямой отметку шкалы I с отметкой шкалы П, в пересечении со шкалой III получим необходимый ответ. Как показали исследования, оптимальная влажность ТБО составляет 30-35 %.

100

80 I I Ноо 100

60 90 90

70 80 80

60 70 70

50 60 60

40 ' 50 ¿0__ 60 40

30 30 ' ---__ 30

20 20 20

10 . 10 10

п 0

Содержание Влажность Содержание

бумаги, % мусора, % пищевых

| ||| отходов, % 11

Рис.1. Номограммы для определения влажности ТБО графоаналитическим методом и зависимости от содержания бумаги и пищевых отходов.

При формировании тюков из отходов с влажностью выше 35 % и удельном давлении свыше 4,0 - 5,0 МПа ухудшается процесс влаговыделения из отходов и происходит изменение их структуры из твердой в пулыюобразную, при этом происходит не уплотнение отходов, а их вытеснение из полости пресс-камеры в зазоры между плунжером и стенками камеры. Для прессования переувлажненных ТБО необходимо прессовое оборудование, снабженное устройствами для отвода фильтрата, например плунжером в виде иглофильтров.

Прочные иоки, обеспечивающие проведение погрузочных работ, получаются при удельных давлениях 14,0-21,0 МПа. При этом упругая деформация массы отходов в основном переходит в пластическую, в результате чего происходит значительное уменьшение сил внутренних напряжений и увеличение сил взаимодействия между отдельными компонентами массы отходов. Дальнейшее увеличение давления до 25,3 МПа не приводит к явному увеличению прочности тюков ТБО.

Выдерживание уплотненных отходов в пресс-камере под давлением ведет к релаксации сил внутренних напряжений и дополнительному уплотнению массы отходов. Тюки, полученные при прочих равных условиях, при выдержке в течение 60 секунд и удельном давлении 14,0 МПа, имели те же геометрические параметры, что и тюки, полученные при удельном давлении 18,0 МПа без выдержки.

Наиболее интенсивный процесс дополнительного уплотнения отходов и релаксации сил внутренних напряжений происходит в течение первой минуты при установившемся давлении.

На рис.2 приведена диаграмма зависимости давления прессования от влажности отходов и времени выдержки.

На левой стороне диаграммы - треугольника приведена шкала исходной влажности ТБО (в %), на правой - шкала времени выдержки уплотненных отходов в пресс-камере в секундах, основанием треугольника является шкала удельного давления на плунжере.

Это дает возможность по исходной влажности ТБО, определить необходимое удельное давление и время выдержки отходов в пресс-камере с помощью прямых линий, проведенных параллельно боковым сторонам треугольника.

Рис. 2. Диаграмма выбора параметров прессования (р = 1000 кг/м2)

Установлено, что значения удельного давления на конечной ступени прессования ограничены значениями 17,5 - 21,0 МПа с выдержкой при этом давлении 30-60 секунд, для отходов с влажностью до 35 %. При увеличении влажности целесообразно снизить удельное давление до 17,5 МПа.

После снятия нагрузки происходит объемное расширение тюков под действием остаточных сил внутренних напряжений материалов. Расширение тюков происходит в основном в течение первых двух минут на 40 - 50 % от объема первоначально сформированного в пресс-камере тюка. По истечение двух минут интенсивность процесса резко падает, и в последующие два часа объем тюка увеличивается лишь на 5-10 %. Наибольшее линейное расширение тюка (30-40 %) происходит по оси приложения наибольшего удельного давления. Тюки, хранимые в свободном состоянии, в течение двух недель удваивают

свой объем по отношеншо к их первоначальному объему в пресс-камере (рис.3).

Рис .3 . Зависимость упругого расширения от времени, прошедшего после снятия нагрузок.

В третьей главе рассмотрены вопросы разработки и подбора технологического оборудования, обеспечивающего эффективную работу МПС с прессованием ТБО. Разработаны конструкции перегрузочных устройств. Рассмотрены вопросы снижения нагрузки на окружающую среду от МПС.

Рассмотрена МПС с прессованием, предназначенная для обеспечения дзухэтапной схемы удаления ГБО. Приемное отделение, где производится разгрузка собирающих мусоровозов, рекомендуется проектировать в двухуровневом исполнении. Разгрузку мусоровозов производить в приемные бункеры, снабженные питателями. Это позволит в два раза сократить размеры приемного отделения и снизить количество работающей на МПС техники, т.к. отпадает необходимость подгребать отходы на транспортер.

Прессовое оборудование должно обеспечить эффективное прессование ТБО до удельного давления 21,0 МПа и отвод избыточной отжимной воды. Анализ прессового оборудования показал отсутствие отечественных образцов, отвечающих необходимым технологическим требованиям. Для изготовления прессового оборудования разработано техническое задание и проект пресса для ТБО. Как временная мера, для МПС были предложены импортные пресса Н-240/500, с последующей заменой на отечественные.

В качестве транспортного средства для перевозки тюков ТБО на полигон может быть использован ряд серийных полуприцепов моделей КАМАЗ, МАЗ. Анализ характеристик полуприцепов с учетом параметров получаемых тюков ТБО показал, что наиболее полную загрузку позволяют получить полуприцепы МАЗ-93866 МТ при загрузке иоков в один ряд на боковую поверхность, для них коэффициент нагрузочной способности близок к единице.

Для загрузки транспортных средств тюками ТБО, выходящими из пресса, необходимо использование перегрузочных устройств. Проведенный анализ показал возможность использования фронтальных погрузчиков ТО - 8 и ТО -11, а также перегрузочного устройства на базе экскаватора-планировщика ЭО-3323А-36. Наиболее высокими техническими характеристиками обладает

перегрузочное устройство на базе экскаватора-планировщика (при условии соответствующей доработки и профилактического обслуживания).

Анализ компоновочных схем МПС и технических характеристик экскаватора-планировщика позволил разработать на его базе стационарное перегрузочное устройство. Стационарное перегрузочное устройство представляет собой опорно-поворотное устройство экскаватора с рабочим телескопическим органом, установленным на основании высотой 1,5 м. Использование стационарного устройства позволяет повысить надежность КПД оборудования. На стационарном перегрузочном устройстве дизельный двигатель мощностью 75 л/с может быть заменен электродвигателем той же мощности, что приведет к снижению уровня шума на МПС и выбросов вредных веществ в атмосферу.

Предложена компоновочная схема МПС с использованием одного стационарного перегрузочного устройства на два пресса, что снижает уровень капитальных и эксплуатационных расходов, повышает эффективность использования оборудования.

Разработано перегрузочное устройство, позволяющее вести загрузку транспортных платформ непосредственно из пресса, обеспечивая сначала подачу тюков на одну сторону платформы, затем на другую. При отсутствии транспортных платформ устройство производит разгрузку тюков с помощью пандуса на специальную площадку, с которой затем производится загрузка тюков на платформы с помощью погрузчика.

Проведенный сравнительный анализ технических характеристик, стоимости и эксплуатационных затрат рассмотренных перегрузочных средств позволил разработать рекомендации по комплектации МПС. Наиболее экономичным, с точки зрения стоимости оборудования и эксплуатациошшх затрат для расчетной МПС, является использование безмашинных перегрузочных устройств, а также погрузчиков "Балканкар" для подстраховки безмашинных устройств и подгребания ТЕ О. В случае использования для приема ТБО бункеров с питателями, для МПС необходим только один погрузчик для работы совместно с безмашинными устройствами. Организация работы МПС с маневровыми и челночными тягачами позволяет отказаться от использования погрузчиков.

Произведенная оценка воздействия предлагаемой МПС на атмосферный воздух показала, что ее внедрение позволяет в 10 раз снизить удельные выбросы от мусоровозов на трассе от административного округа до полигона, и в 3 раза на территории самого округа. Разработанные перегрузочные устройства позволяют уменьшить количество машин с дизельными двигателями на МПС, что приводит к снижению эмиссии вредных веществ от автотранспорта в атмосферу на 40-60 %.

В четвертой главе дана характеристика системы удаления ТБО в крупных городах как объекта эколого-экономической оптимизации.

С учетом недостатков применяемой в настоящее время методики оптимизации систем транспортирования ТБО в крупных городах, и применением новых методических подходов для решения подобного класса задач в смежных

областях разработана методика оптимизации систем удаления ТБО и технические средства для ее реализации.

Используемые в методике комплексные эколого-экономические показатели состоят го двух компонентов: экономической (минимизация приведенных затрат на основе использования характеристик производственных функций элементов системы и снижения потребления материальных ресурсов и трудозатрат для ее работы); экологической (обеспечение заданного уровня экологической безопасности системы за счет получения совокупного экологического эффекта в результате снижения эмиссии загрязняющих веществ, уменьшения транспортных нагрузок на уличной сети и магистралях, сокращения земельных территорий в местах размещения и обезвреживания отходов).

Данная методика позволяет проводить как оценочные расчеты, так и получать более точные результаты. Схема расчета следующая:

1. Проводится отцифровка растрового изображения сканированной карты с нанесением границы населенною пункта, площадей равной плотности образования ТБО и основных транспортных сетей.

2. Рассчитывается статистический коэффициент извилистости дорог.

3. На карге населенного пункта определяются координаты каждой МПС.

4. Определяется расстояние от каждой МПС до ближайшего полигона.

5. Территория города разбивается на ш кластеров с площадью каждого: ДБ = АХ х АУ.

6. Производится сканирование кластеров, лежащих в пределах городской территории ПО П е (1, Ш € (1, Мща*).

7. Для каждого п, т-го кластера определяются: общая масса образования ТБО в пределах данного кластера АО; расстояние до каждой МПС ),; удельная стоимость удаления ТБО до каждой МПС Уц = V* х АС; удельная стоимость удаления ТБО от каждой МПС до соответствующего полигона общая стоимость удаления ТБО от каждой МПС до соответствующего полигона ТБО Ни =

х АСь где АС = АС/КП - объем ТБО после уплотнения на п-ой МПС с коэффициентом уплотнения Кп; суммарная стоимость (Ун + Нц) транспортировки ТБО по каждому го маршрутов. В результате из нескольких вариантов транспортировки ТБО из п, щ-го кластера выбирается оптимальный из условия минимизации затрат: (У^ + Иц) —> шш. Таким образом п, ш-й кластер закрепляется за 1-й МПС. Аналогичным образом ведется расчет для всех остальных кластеров.

8. После отнесения каждого кластера к своей МПС определяется четкая граница раздела зон сбора ТБО для каждой МПС.

9. Необходимая мощность ьй МПС Оп определяется по формуле: = Х^АС)), где Ай, - общая масса образования ТБО для 1-го кластера, обслуживаемого данной МПС.

Суммарное значение предотвращенного ущерба от загрязнения объектов окружающей среды определяется формулой:

У = + Аи,) + №¡(0. + сы -£,«2°, + <2°2)},

где: АХ^ - снижение удельных капитальных затрат на строительство нового полигона;

Л!!, - соответствующий этому снижению экономический эффект;

СЬ, СЬ - выбросы выхлопных газов в расчетном случае;

<3°ь (¿°2 - эмиссии выхлопных газов в случае, относительно которого мы рассчитываем экономический эффект;

Р2 - усредненная удельная плата за выброс выхлопного газа.

Выбор оптимальной схемы санитарной очистки города производится на основе сравнения различных вариантов (различное количество МПС, их технологическое оборудование и размещение, количество полигонов и их размещение).

Единым критерием выбора оптимального варианта является решение задачи минимизации затрат на всех стадиях сбора, транспортировки и обезвреживания отходов с учетом предотвращения экологических ущербов: =

ал- Уз*-«™.

Разработанную модель можно отнести к группе математических моделей размещения на сети. Она является математическим описанием изучаемых ситуаций, не использует формализацию и является универсальной для решения следующих задач: определение границ и площадей районов сбора ТБО для каждой МПС; расчет необходимой мощности МПС; расчет экономической эффективности использования на МПС технологии пакетирования ТБО; определение необходимого парка спецавтотранспорта для обеспечения оптимальной санитарной очистки населенных пунктов с эколого-экопомической точки зрения; расчет общего количества эмиссии выхлопных газов рассматриваемой транспортной системы; расчет увеличения срока службы полигонов при уплотнении ТБО на МПС; расчет величины предотвращенного ущерба от загрязнения объектов окружающей среды.

Данная методика использована при разработке схемы санитарной очистки г.Москвы от ТБО. Для конкретных площадок, предложенных Москомземом под размещение мусороперегрузочных станций определены технологические схемы МПС, транспортные средства, схемы управления потоками ТБО от домовладений до объектов обезвреживания.

Сгровщнсся мусоролерсгрузо'гаые станция

рис.4. Размещение мусороперегрузочных станций ТБО в г.Москве.

В пятой главе приведен расчет эколого-экономгической эффективности санитарной очистки г.Москвы от ТБО для двух вариантов обезвреживания: прямой вывоз ТБО собирающими мусоровозами на один из трех существующих полигонов (Тимохово, Хметьево, Икша) с уплотнением отходов на полигоне; двухстадийный вывоз ТБО с перегрузкой на семи предлагаемых МПС различных технологий.

Общее количество выбрасываемых загрязняющих веществ от собирающих и транспортных мусоровозов при двухэтапном вывозе ТБО в год составляет: СО - 511,6 т; СН -101 т; Ш2 - 35,8 т; 502 - 10,7 т; С - 3,2 т; РЬ - 0,3 т.

Годовой расход топлива на транспортировку ТБО - 6268 т, из них в черте города - 3652 т. Эксплуатационные годовые затраты на санитарную очистку города при двухэтапном вывозе ТЪО составляют 84347 млн.руб., в ценах 1996 г.. Общее количество требуемых мусоровозов - 236 шт., в т.ч. собирающих мусоровозов -124 шт., транспортных - 112 шт..

При прямом вывозе ТБО собирающими мусоровозами валовые выбросы в год составят: СО - 3737,5 т; СН - 750 т; Ш2 - 56,7 т; 502 - 13,9 т; РЬ - 2,7 т. Годовой расход топлива 17507,6 т, из гак в черте города - 5420,9 т.

Эксплуатационные годовые затраты на санитарную очистку города при прямом вывозе ТБО на полигон составят 297133 млн.рублей (в ценах 1996 г.). Требуемое количество собирающих мусоровозов - 1042 шт.

При двухэтапном вывозе снижаются: годовые эксплуатационные затраты в 3,5 раза; величина экологического ущерба от выбросов автотранспорта в 7 раз; расход топлива в 2,8 раза; расход топлива в черте города в 1,5 раза; количество единиц автотранспорта в 4,4 раза.

Расчетом определены районы сбора ТБО, а также необходимые мощности для каждой МПС. Исходя из критериев эффективности определены полигоны захоронения.

По результатам исследований разработаны рекомендации по созданию в г.Москве отрасли народного хозяйства - санитарной очистки от ТБО; разработан раздел "Система транспортирования ТБО в г.Москве" в "Схеме санитарной очистки г.Москвы от ТБО" и методика расчета технических и эколого-экономических показателей схемы размещения предприятий санитарной очистки городов; рекомендации по проектированию МПС с прессованием ТБО; технологические предложения по повышению эффективности прессования ТБО и по снижению негативного влияния МПС на городскую среду до нормативного уровня.

ВЫВОДЫ.

1. Изучен механизм прессования ТБО с характерным для российских городов составом и свойствами и установлены основные закономерности процессов прессования. Оптимальное удельное давление прессования 17,5-21,0 МПа. При прессовании влажность отходов должна быть не более 35 %. Повышение содержания бумаги в отходах повышает коэффициент уплотнения и прочность

тюков. Наличие пленочных материалов снижает прочность тюков за счет образования поверхностей разлома. Для прессования ГБО с влажностью выше 35 % прессовое оборудования должно содержать устройство для отвода отжимной воды -плунжер в виде иглофильтра.

2. Разработаны технологические схемы и компоновки основного и вспомогательного технологического оборудования МПС с прессованием ТБО, обеспечивающих технологическую и экономическую эффективность и снижение загрязнения окружающей среды за счет использования перегрузочных средств, технологического транспорта и перегрузочных средств на электроприводе.

3. Предложено использовать на МПС стационарное перегрузочное устройство на базе поворотной части экскаватора-планировщика. Дизельный двигатель может быть заменен на электродвигатель. Разработана конструкция безмашинного перегрузочного устройства.

4.Разработана методика удаления ТБО из крупных городов на основе использования комплексных эколого-экономических показателей, учитывающих особенности сбора, транспортирования и переработки отходов, а также много-факгорных математических моделей.

5.Разработано техническое задание и проект на пресс для брикетирования твердых бытовых отходов.

6. Разработан раздел "Система транспортирования ТБО" в "Схеме санитарной очистки г.Москвы от ТБО", включающий сеть из семи МПС, новую техническую базу сбора, транспортирования и прессования ТБО, а также новую структуру управления движением отходов и тарифную политику.

7. Внедрение разработанной схемы удаления ТБО в г.Москве обеспечит снижение: годовых эксплуатационных затрат в 3,5 раза; величины экологического ущерба от выбросов автотранспорта - в 7 раз; расхода топлива - в 2,8 раза; количества единиц автотранспорта - в 4,4 раза.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Л.Г.Федоров. Оптимизация системы транспортировки твердых бытовых отходов в крупных городах (на примере г.Москвы). // Материалы международной конференции "Проблемы охраны окружающей Среды на урбанизированных территориях - Пермь 96", гЛермь, 1996, с. 117-122.

2. Л.Г.Федоров. О выборе оптимальной технологии термической переработки ТБО. //Ж. 'Энергетик", № 9, 1996 г.

-153. Л.Г.Федоров. Создание в г.Москве отрасли городского хозяйства - санитарной очистки ТБО. // Правительство г.Москва, Департамент инженерного обеспечения, г.Москва, 1996 г., с. 18-26

4. Л.Г.Федоров. Двухэтапный вывоз твердых бытовых отходов. // Материалы международного семинара «Техническая политика в области управления твердыми бытовыми отходами (на примере города Москвы)», г.Москва, 1996 г., с. 16-22

5. Л.Г.Федоров. Исследования процессов уплотнения ТБО. // Материалы международного семинара «Техническая политика в области управления твердыми бытовыми отходами (на примере города Москвы)», г.Москва, 1996, с.6-10.