CC BY
1
УДК 628.477.035:62-048.78(470.40-21)
DOI: 10.24412/1816-1863-2024-3-65-69 W
архитектуры и строительства», [email protected], г. Пенза, Россия
ПРИМЕНЕНИЕ НАИЛУЧШИХ ДОСТУПНЫХ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОТХОДОВ
(НА ПРИМЕРЕ Г. ПЕНЗЫ) §
о\
В. А. Щепетова, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Пензенский государственный 2
университет архитектуры и строительства», [email protected], г. Пенза, Россия, °
О. С. Казеева, магистр ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет ^
т. О Г)
Статья посвящена проблеме утилизации крупногабаритных отходов (КГО) в городе Пензе. С помощью литературных источников и интернет-ресурсов дано определение крупногабаритным отходам, а также рассмотрены существующие способы их утилизации. Были проанализированы г предприятия города Пензы, занимающиеся вывозом и утилизацией крупногабаритных отходов, рассмотрены используемые ими методы, на основании чего сделан вывод о необходимой модернизации старого или внедрения нового оборудования. Проанализировав информационно-технический справочник, мы пришли к выводу, что в настоящее время для удобства транспортировки, складирования и переработки целесообразно использовать шредеры. Они получили наибольшее распространение в силу своей универсальности, так как морфологический состав крупногабаритных отходов разнообразен. Выполнив обзор ассортимента предлагаемых, на сов-
г>
-I
ТЗ
CD
п
03
О
ременном рынке продаж, шредеров, а также проанализировав качественный состав образующих- ~о ся отходов в городе Пензы, мы пришли к выводу, что наилучшим оборудованием для утилизации КГО является шредер промышленный К-1200. Были рассмотрены технические характеристики р выбранного оборудования, рассчитаны объем перерабатываемого КГО за рабочий день, расходы О на транспортировку, окупаемость и себестоимость оборудования при внедрении на предприятие, о а также посчитана общая сумма затрат. Кроме того, был сделан вывод о том, что выбранное обо- >< рудование можно использовать как в строительной отрасли, так и на полигонах твердых коммунальных отходов.
О
W
Г) -I 03
The article is devoted to the problem of recycling bulky waste (BWW) in the city of Penza. With the help of literary sources and Internet resources, a definition of bulky waste is given, and existing methods of Q their disposal are also considered. The enterprises of the city of Penza engaged in the removal and disposal of bulky waste were analyzed, the methods they used were reviewed, on the basis of which a conclusion was made about the necessary modernization of old or the introduction of new equipment. After analyzing the information and technical directory, we came to the conclusion that at present, for ease of transportation, storage and processing, it is advisable to use shredders. They are most widespread due to their versatility, since the morphological composition of bulky waste is diverse. After reviewing the range of shredders offered on the modern sales market, as well as analyzing the qualitative composition of generated waste in the city of Penza, we came to the conclusion that the best equipment for recycling CGO is the K-1200 industrial shredder. The technical characteristics of the selected equipment were reviewed, the volume of CGO processed per working day, transportation costs, payback and cost of equipment when introduced into the enterprise were calculated, and the total amount of costs was calculated. In addition, it was concluded that the selected equipment can be used both in the construction industry and in municipal solid waste landfills.
Ключевые слова: крупногабаритные отходы, наилучшие доступные технологии, утилизация, информационно-технический справочник, промышленный шредер, техническая характеристика, себестоимость, окупаемость.
Keywords: bulky waste, best available technologies, recycling, information and technical directory, industrial shredder, technical characteristics, cost payback.
Введение
Повышение уровня жизни россиян, совершенствование производства бытовой и электротехники привело к проблеме образования крупногабаритных отходов (КГО). Их объем образования ежегодно увеличивается, КГО занимают много места, и это затрудняет их хранение и пере-
возку. Несмотря на то, что в Российской Федерации активно развивается система создания алгоритмов технологических решений по утилизации подобных отходов, все же проблема остается актуальной.
В настоящее время преобладают следующие методы утилизации КГО: мусоро-сжигание, складирование, захоронение, а
65
D со hu
oo О X
О ^
и a О О.
О
D со
U
CD iX
О
о.
I-
и
и о
X
и о с
о
со CD VO ч;
О ^
U CD т X
О (Г)
66
также переработка. Последний считается наиболее экологичным и финансово целесообразным методом утилизации.
Проанализировав литературные источники, мы пришли к выводу, что в Российской Федерации на переработку отправляется около 40 % утилизируемых крупногабаритных отходов от общего объема. А ведь КГО содержат большое количество вторичного сырья, что делает выгодной покупку техники для их переработки.
Методы исследования
Методы исследования определялись задачами, целями и сущностью поставленной практической проблемой. Для этого использовались методы теоретического и практического уровня: анализ и изучение литературных источников и интернет-ре-сурсов по данной проблеме, нормативных документов, а также исследование хозяйственных и производственных объектов города Пензы.
Результаты и обсуждение
Крупногабаритные отходы (КГО) — это отходы производства и потребления, являющиеся предметами, утратившими свои потребительские свойства, размеры которых превышают 0,5 м в высоту, ширину или длину [1]. К ним относятся мебель, бытовая электроника, отходы от текущего ремонта жилых помещений и т. д.
Утилизация крупногабаритных отходов является важным вопросом не только для производственных, коммунальных хозяйств, но и для строительных предприятий. Причем КГО, образующиеся от жилых помещений и утратившие свои потребительские свойства, должны вывозиться региональным оператором, а КГО, образованные в результате строительной деятельности, утилизируют за счет подрядной организации. Для хранения КГО, которые образуются в результате деятельности субъектов хозяйствования, требуется выделять достаточно много свободного места.
В настоящий момент в городе Пензе зарегистрировано 42 компании, занимающиеся вывозом крупногабаритных отходов. Большинство анализируемых предприятий применяют метод складирования подобных отходов, некоторые используют
устаревшее оборудование, поэтому цель нашего исследования — предложить оборудование, которое позволило бы снизить и экологическую нагрузку на город, и экономические затраты по транспортировке и утилизации КГО.
В последнее время совершенствование оборудования на предприятиях основывается на экологической промышленной политике и направлено на улучшение экологических и социальных аспектов производств.
Таким образом, модернизация отечественного промышленного сектора должна обеспечиваться масштабным внедрением эколого-ориентированных технологий на основе применения наилучших доступных технологий.
Первичная обработка крупногабаритных отходов позволяет снизить их размеры. В процессе переработки могут использоваться различные методы, выбор которых зависит от качественного и количественного составов подобных отходов. Для хрупких материалов в основном используют механизм дробления, для крупных отходов возможно использование режущих устройств, другие требуют работы на подготовительном этапе — уменьшение в объеме и т. д. В качестве измельчительно-го оборудования для КГО используют различные виды дробилок (молотковые и роторные), а также шредеры.
Проанализировав нормативную документацию, в том числе справочник ИТС 17-2016 «Размещение отходов производства и потребления» [2], мы пришли к выводу, что наиболее оптимальным решением для измельчения крупногабаритных отходов являются шредеры.
Одна из важных особенностей данного оборудования является его универсальность. В основном они используются для так называемого грубого дробления материала с образованием фракций размером 70—150 мм. Кроме того, они могут использоваться для любых видов материалов: отходы деревообработки, деревянные бревна, деревянные ящики и поддоны, картон, мебель, бытовая техника разных размеров, полимерная пленка, отходы твердого пластика, трубы, смешанные виды отходов и т. д. Размеры получаемых фракций будут зависеть от предъявляемых требований к перерабатываемым отходам, причем возможно регулирование размеров с по-
мощью изменения диаметра ячеек сита. У данного оборудования нет ограничений по габаритам перерабатываемого КГО, даже при измельчении крупных частей шредеры обладают высокой пропускной способностью. Кроме того, они способны перерабатывать отходы с включениями металла до 20 % от общего объема и обладают очень высокой производительностью.
В основе измельчения отходов лежит процесс воздействия на них разрывающего усилия, который создается за счет различных приспособлений, входящих в комплектацию шредера. В зависимости от конструкции различают одновальные и многовальные шредеры. Так как рассматриваемое оборудование универсально, то оно наиболее распространено в строительной отрасли, за счет средней себестоимости и быстрой окупаемости на производствах.
Выполнив обзор ассортимента, предлагаемого на современном рынке продаж, шредеров, а также проанализировав качественный состав образующихся отходов в городе Пензе, мы пришли к выводу, что наилучшим оборудованием для утилизации КГО является шредер промышленный К-1200. Выбранное оборудование является многовальным шредером. К вышеперечисленным достоинствам можно добавить простую конструкцию, а также наличие системы, которая способна предохранять оборудование от попадания не-дробимых элементов. Как уже было сказано выше, функциональный диапазон шредера достаточно широк, он способен перерабатывать: старую древесину, крупногабаритные отходы (КГО), индустриальный мусор, отходы строительства, а также домашний мусор. Для наилучшего понимания работы выбранного оборудования мы дали краткую характеристику его составных частей. Но, несмотря на такое количество преимуществ, у данного оборудования есть и недостаток — это высокая металлоемкость конструкции.
Шредер двухвальный К-1200 представляет собой машину с двумя параллельно расположенными валами, на которых закреплены измельчающие ножи. Над валами установлен загрузочный бункер, направляющий мусор в зону первичного измельчения. По бокам корпуса шредера установлены контрножи, которые образуют зону вторичного измельчения. Оборудо-
вание имеет конвейер выгрузки, который установлен снизу машины.
В таблице 1 даны основные технические характеристики выбранного оборудования.
Таким образом, при внедрении наилучших доступных технологий (НДТ) необходимо учитывать затраты на все технологические переделы и потребности в необходимом аппаратурном оснащении с учетом специфики объекта. Кроме того, немаловажными задачами внедрения НДТ являются экономическая целесообразность и снижение негативного воздействия на окружающую среду.
С помощью вычислений мы можем подтвердить или опровергнуть теоретическую (заявленную) производительность выбранного оборудования. Расчет вычислений был произволен за 2025 года. Эффективный фонд рабочего времени вычислялся как разность календарного времени, времени, затраченного на ремонт оборудования, а также праздничные и выходные дни, когда оборудование работать не будет. В первый год эксплуатации мы исключили временные затраты на ремонт, поэтому эффективный фонд рабочего времени составит:
Тэф = 365 - 118 = 247 дней.
Находим коэффициент использования оборудования (ср) по формуле:
Ф
(1)
Таблица 1 Технические характеристики
Параметры Шредер К-1200
Длина валов, мм 1200
Диаметр вала, мм 400
Размер зоны измельчения, мм 2000 х 1400
Мощность привода валов, кВт 2 х зо
Максимальная производи-
тельность шредера, т/ч
— пни, корни деревьев 3
— поддоны 5
— старая древесина 6
— крупногабаритный мусор 5
— индустриальный мусор 5
— строительный мусор 5
— домашний мусор 8
Размер фракции шрота, мм 200-400
Масса, кг 2300
О»
О
О -1 X х
CD
Г)
О
о\
CD w
О ^
0 Г)
1
о
Г)
Г) -I
тз
о
-I
CD
О-
Г> -I 03
О
О ТЗ О Ш
Г)
О
X
о
w ш
Г) -I оз О
67
о
со I-
и
со О X
О ^
и а О О.
О
о
со
и
аз
I-
х
О
о.
I-
и
и о
X
и о с
о
со
аз ю
О ^
и аз
т
О
68
где Тка| — календарный фонд времени, равный 365 дням.
Ф
247 265
0,68.
Расчет практической производительности выбранного оборудования производим по формуле:
(2)
где — коэффициент, учитывающий потери материала, который применительно выбранного оборудования может варьировать от 1 до 1,17. Для вычислений берем минимальное значение равное 1.
Тогда практическая производительность составит:
Ппр = 5 • 0,68 • 1 = 3,978 т/ч.
Таким образом, мы видим, что практическая производительность меньше заявленной, что позволяет нам сделать вывод о правильности выбора оборудования.
Одним из важных показателей является амортизация оборудования. Проанализировав предложения на рынке продаж, мы выявили, что среднее значение гарантийного срока службы выбранного оборудования составляет два года. Для расчета амортизации нами был выбран линейный способ. Амортизация оборудования рассчитывалась по формуле:
X = ПС • и,
»'тй'*
Подставим числовые значения в формулу (4).
За = 2 ООО ООО • ^ • 1 = 200 тыс. руб.
Кроме того, на основании технических характеристик, а также учитывая вышеуказанные факторы, мы произвели расчет объема перерабатываемого КГО за рабочий день. Данный шредер К-1200 производительностью Р = 3,978 т/ч за количество рабочего времени / = 8 ч перерабатывает:
£> = Р-п
0= 5-8 = 31,824 т.
(5)
Рассчитаем окупаемость и себестоимость оборудования при внедрении на предприятии [3].
Себестоимость установки оборудования вычисляем по формуле:
Сп = М + 3
руб.,
(1 + 0,01-(13 % • 3)) + И,
(6)
(3)
где ПС — первоначальная стоимость оборудования, руб.; п — ежемесячная норма амортизации.
Для предлагаемого оборудования амортизация будет равна:
X = 2 000 000 • ~ = 83,330 руб.
м 24
Нами произведен расчет экономии затрат на амортизацию оборудования по формуле:
где М — стоимость материалов в рублях; 3 — средняя заработная плата сотрудников в рублях, по данным Росстата в Пензенской области за июнь составила 57 838 руб.; 13 % — процент начисления в фонды социального страхования от заработной платы; И — накладные производственные траты в рублях.
Сп = 2 000 000 + 57 838 • (1 + 0,01 х х (0,13 • 57 838)) = 6 464 480 руб.
Срок окупаемости выбранного оборудования мы рассчитывали по формуле:
Кп
Р = 0
пч
(7)
сг
(4)
где Ц — цена установки, руб.; На — норма годовых амортизационных отчислений, На = 10 %; Хзан — коэффициент занятости установки, КУАи = 1.
где Рр — срок окупаемости, выраженный в годах; К0 — сумма вложенных средств; ПЧСГ — чистая прибыль в среднем за год.
= 6 464 480 = р 2 710 680 = 2,38 «2г.4 мес.
Расходы на транспортировку Р^, руб., составляющие 5 % от общей суммы затрат на материал, вычисляем по формуле:
Р = 3 •
1 тр ^м
0,05,
(8)
где Зм — общая сумма затрат на материалы, руб.
Ртр = 2 ООО ООО • 0,05 = 100 тыс. руб.
Общая сумма затрат на покупные изделия ОЗпи, руб. вычисляем по формуле:
ОЗ = С + Р
UJm ^и 1 тр'
ОЗпи = 6 464 480 + 100 000 = = 6 564 480 руб.
(9)
Полученные расчеты являются приблизительными. Цена и окупаемость выбранного оборудования будет зависеть от многих факторов. Конечно же, большую роль будет играть суточная загруженность шредера К-1200, в этом случае повысится износ деталей оборудования. Кроме того, при определении целесообразности и просчете окупаемости шредеров нужно учи-
тывать стоимость конечного продукта переработки. Примерный средний срок окупаемости выбранной нами модели шредера стоимостью 20 млн руб. составит от двух до трех лет при 8-часовом режиме работы в одну смену.
Выбранное оборудование можно использовать не только в строительной отрасли, но и на полигонах твердых коммунальных отходов.
Таким образом, мы видим, что предложенное оборудование имеет преимущества не только в использовании, но и обладают достаточно коротким сроком окупаемости. Кроме того, вторичное использование перерабатываемых крупногабаритных отходов позволит улучшить не только экологическую обстановку в городе, но и эстетический вид придомовых территорий.
О»
О
О -1 S х
CD Г) TS Q
о\
CD w
О ^
0 Г)
1
о
Г)
Г) -I
тз о s
-I
CD
О-
Г> -I 03
О
Библиографический список
1. ГОСТ Р 56195—2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Услуги жилищно-коммунального хозяйства и управления многоквартирными домами. Услуги содержания придомовой территории, сбор и вывоз бытовых отходов. Общие требования. — URL: https://docs.cntd.ru/ document/1200114298, дата доступа: 06.06.2024.
2. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 17 «Размещение отходов производства и потребления», 2016. — URL: https://docs.cntd.ru/document/ 1200143288, дата доступа: 06.06.2024.
3. Щепетова В. А., Тюрина Д. А. Выбор оборудования для дополнительной очистки сточных вод на примере сахарного завода Пензенской области // Экология урбанизированных территорий. — 2022. - № 3. - С. 64-68.
О ТЗ О m
г>
О
X
о
w ш
Г) -I оз О
APPLICATION OF THE BEST AVAILABLE TECHNOLOGIES FOR THE DISPOSAL OF BULKY WASTE (THE EXAMPLE OF PENZA)
V. A. Shchepetova, Ph. D. (Ecology), Associate Professor, Penza State University of Architecture and Construction, [email protected], Penza, Russia,
O. S. Kazeeva, Master student, Penza State University of Architecture and Construction, [email protected], Penza, Russia
References
1. GOSTR 56195—2014. Nacional'nyj standart Rossijskoj Federacii. Uslugi zhilishchno-kommunal'nogo hozya-jstva i upravleniya mnogokvartimymi domami. Uslugi soderzhaniya pridomovoj territorii, sbor i vyvoz bytovyh othodov. Obshchie trebovaniya [GOST R 56195—2014. National standard of the Russian Federation. Housing and communal services and management of apartment buildings. Maintenance services for the local area, collection and removal of household waste. General requirements (approved and put into effect by Order of Rosstandart dated October 27, 2014 N 1447-st)]. — URL: https://docs.cntd.ru/document/ 1200114298, access date: 06.06.2024 [in Russian
2. Informacionno-tekhnicheskij spravochnik po nailuchshim dostupnym tekhnologiyam ITS 17 "Razmeshchenie othodov proizyodstva i potrebleniya " [Information and technical guide to the best available technologies ITS 17 "Disposal of production and consumption waste"] / 2016. — URL: https://docs.cntd.ru/docu-ment/1200143288, access date: 06.06.2024 [in Russian],
3. Shchepetova V. A., Tyurina D. A. Vybor oborudovaniya dlya dopolnitel'noj ochistki stochnyh vod na primere sahamogo zavoda Penzenskoj oblasti [Selection of equipment for additional wastewater treatment using
the example of a sugar factory in the Penza region] // Ekologiya urbanizirovannyh territory. 2022. № 3. EQ P. 64—68 [in Russian], - -_
