CC BY
45
УДК 628.4
Е.В. Орлов
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ СОВМЕСТНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИСТЕМ МУСОРОУДАЛЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ В СОВРЕМЕННЫХ ЖИЛЫХ ДОМАХ
В современных домах проблемы ресурсосбережения выходят на первое место в таких системах, как канализация и мусороудаление. Рассмотрены варианты совместной работы канализации и мусороудаления по сплаву органического мусора из жилых зданий. Приведены компоновочные схемы и элементы. Показаны основные преимущества таких решений с учетом современных требований.
Ключевые слова: мусороудаление, канализация, гидравлический затвор, измельчитель, мусоропровод, загрузочный клапан, очистное устройство, биогаз.
При строительстве современных жилых зданий все чаще применяют ресурсосберегающие решения. Это обусловлено стремлением жить в ногу со временем, а также необходимостью сохранения ценных ресурсов, которые ранее безвозвратно терялись при эксплуатации инженерных систем в домах (тепло, вода и т.д.). Не стоит также забывать, что забота о защите окружающей среды даже в масштабах отдельного дома — это вклад в поддержание экологического равновесия во всем мире.
Система канализации здания предназначена для удаления стоков, образующихся в результате санитарно-гигиенических процедур, хозяйственной и производственной деятельности человека, а также атмосферных и талых вод. Система удаляет загрязнения в жидком и частично твердом состоянии (сточные воды) [1].
Твердые отходы подразделяются на минеральные (пластик, стекло и т.д.) и органические, подвергающиеся гниению (пищевые отбросы). В многоквартирных зданиях такие отходы удаляют с помощью мусоропроводов [2].
В последние несколько десятков лет остро встала проблема захоронения твердых бытовых отходов, которая вызывает все больше опасений. Это связано, прежде всего, с загрязнением верхнего слоя Земли, а также природных подземных и поверхностных вод [3]. Поэтому в последнее время предлагается один из вариантов решения проблемы — раздельный сбор отходов с последующей переработкой, что даст возможность использовать заново, казалось бы, ненужное сырье [4]. Но каким образом можно реализовать решение данной проблемы на практике, а не в теории?
Разделять мусор в многоэтажных домах города, оборудованного мусоропроводами, на настоящий момент не представляется возможным, так как в мусоропровод кидают самые разные отходы, которые попадают в один контейнер. Этот контейнер потом увозится мусоровозом на свалку и, естественно, сортировкой отходов никто не занимается [5].
Совсем недавно российская фирма ООО «Прана», занимающаяся системами мусороудаления жилых домов, предложила один из вариантов раздельного сбора мусора, предполагающий изменение конструкции мусоропроводов [6].
Конструктивное решение заключается в возможности установки в мусоросбор-ной камере на специальном механизме в виде карусели отдельных контейнеров для определенного вида мусора (стекло, пластик, бумага и т.д.), поворачивающиеся с помощью специальной автоматики. Житель дома выходит выкидывать разные виды мусора, подходит к загрузочному клапану мусоропровода, рядом с которым установлен специальный автоматический пульт управления для карусели с контейнерами. Житель нажимает на кнопку, которая соответствует определенному типу отходов (бумага), и карусель, двигаясь, подставляет под ствол мусоропровода нужный контейнер, который будет принимать только бумагу. Затем он открывает загрузочный клапан, кладет туда бумагу, закрывает его, и она, падая по стволу вниз, попадает в определенный контейнер для сбора макулатуры. Точно такие же действия необходимо проделать для других видов мусора. Идея достаточно интересна, правда пока в коммерческую эксплуатацию она не пошла из-за малого размера большинства мусоросборных камер, так что разместить там несколько разных контейнеров пусть даже и небольшого объема не всегда представляется возможным. К тому же раздельный сбор отходов у нас пока не закреплен законодательно, что затрудняет организацию таких систем. Естественно, принять такую систему у людей с нашим менталитетом проблематично, особенно повсеместно.
Раздельный сбор отходов в специальные контейнеры по видам (бумага, стекло, пластик и т.д.), устанавливаемые на лестничных клетках жилых домов, которые потом должны увозиться соответствующими службами, тоже вызывает много вопросов. Некоторое время назад проводился эксперимент по такому сбору отходов в одном доме. Естественно, многие просто не примут такую систему в силу сложившегося менталитета.
Организацию раздельного сбора мусора по видам затрудняет отсутствие определенного закона, а также нежелание строить мусороперерабатывающие заводы. Сейчас таких заводов в стране очень мало. Более перспективным и реальным на сегодняшний день видится раздельный сбор органических (пищевых) и минеральных отходов.
В настоящее время во многих развитых странах, например США, для удаления органических отходов (пищевые отбросы) с успехом используют внутреннюю систему канализации жилых домов. Для этого на каждой кухне, где происходит образование органических отбросов, на выпуске у мойки устанавливают специальный прибор, который называется измельчителем пищевых отходов [7]. Принцип этого прибора достаточно прост, пищевые отходы в нем измельчаются, после чего можно, включив смеситель или кран, смыть измельченные фракции водой во внутреннюю канализационную сеть здания. Таким образом, применение данного устройства позволяет жителям беспрепятственно избавляться от органических отходов, что способствует лучшему санитарно-гигиеническому состоянию жилища (отсутствие неприятных запахов, грязи). Прибор имеет свои недостатки, например, в нем нельзя измельчать все виды пищевых отходов. Овощи жилистой структуры, такие как сельдерей, не поддаются дроблению. Дополнительное неудобство создает шум при работе.
В нашей стране такой метод удаления органических отходов себя не зарекомендовал, поскольку такой способ удаления мусора законодательно не предусмотрен. В России для удаления органических отходов используются мусоропроводы или уличные контейнеры. К тому же прибор стоит достаточно
дорого (примерно 15...25 тыс. р.), что не придает ему популярности. Однако применение внутренней канализации совместно с системами мусороудаления для удаления органических отходов из жилых зданий может быть актуальным и осуществимым в нашей стране.
Для решения перечисленных проблем по удалению загнивающего мусора из жилых домов предлагается организовать совместную работу систем мусо-роудаления и канализации жилого дома. Для этого необходим пересмотр строительных норм по проектированию мусоропроводов, а также мусоросборных камер [8].
Предлагается создать систему для вновь строящихся зданий, где размер мусоросборной камеры будет достаточен для размещения нужных конструктивных решений (не менее 8.10 м2). Это возможно, так как очень часто большой холл при входе в подъезд в жилых домах не используется. В новом здании необходимо предусмотреть проектом два ствола мусоропровода на подъезд, один из которых будет служить для приема только органических отходов, а другой — минеральных. По статистике объем органических отходов составляет в среднем 30.35 % от общего количества отходов, поэтому можно установить ствол меньшего диаметра (менее 450 мм).
Мусоросборные камеры будут отличаться друг от друга. Мусоропровод для приема минеральных отходов будет иметь стандартную мусоросборную камеру (рис. 1). Мусоропровод для приема органических отходов должен иметь более просторную мусоросборную камеру, куда предлагается установить специальный контейнер, соединенный с дробилкой, производящей полное измельчение пищевых и кухонных отбросов. Дробилку предлагается соединить с сетью внутренней канализации здания. Она должна измельчать все виды органических отбросов, поэтому предлагается взять за основу механическое измельчение лезвиями, как в механическом измельчителе отходов (рис. 2) [8].
Рис. 1. Мусоросборная камера жилого дома в Москве
б
7
Рис. 2. Проектирование двух мусоропроводов в одном подъезде: 1 — вход в му-соросборную камеру по приему минеральных отбросов; 2 — падающий минеральный мусор; 3 — ствол мусоропровода для приема минеральных отбросов; 4 — тележка для приема минеральных отбросов; 5 — дверь в подъезд; 6 — козырек подъезда; 7 — внутренняя канализации, соединенная с дробилкой; 8 — гидравлический затвор; 9 — дробилка для органических отбросов; 10 — контейнер для приема органических отбросов; 11 — падающий органический мусор; 12 — вход в мусоросборную камеру по приему органических отбросов; 13 — ствол мусоропровода для приема органических отбросов
Мусоропровод для приема органических отходов работает следующим образом. Вначале пустой контейнер для мусора в мусоросборной камере заполняется органическими отходами в течение дня. Вечером специальный обслуживающий персонал перегружает органические отбросы в дробилку. Во время дробления отходов автоматически подается объем воды от внутреннего водопровода, необходимый для смывания измельченных фракций во внутреннюю канализационную сеть здания. В месте присоединения дробилки к внутренней канализации трубопровод должен иметь большее пропускное сечение, чем по всей длине. Также дробилка должна быть оснащена гидравлическим затвором, который будет препятствовать попаданию неприятных запахов из внутренней канализационной сети в мусоросборную камеру.
После опустошения контейнера должны производиться санитарно-гигиенические процедуры с камерой и контейнером (по возможности) с помощью специального поливочного крана со шлангом.
Для стенок мусоросборной камеры целесообразно создать дополнительную шумоизоляцию, чтобы шум работающей дробилки не был слышен жителям дома. Целесообразно также сделать шумоизоляцию для двери мусорос-борной камеры.
Необходимо будет проводить процедуру очистки стенок мусоропровода от органических загрязнений с помощью специального очистного устройства [9].
Эффективность работы системы не должна вызывать сомнений при должной эксплуатации, а также при правильной агитационной политике в сфере ресурсосбережения. Жителям не потребуется тратить деньги и покупать дорогие измельчители пищевых отходов индивидуально. Они, как обычно, будут пользоваться своими мусоропроводами. Всю нагрузку на себя возьмет эксплуатирующая организация.
Установка второго мусоропровода для сбора пищевых отходов вместе с совместной работой с системой внутренней канализации позволит снизить нагрузки на свалки, которая в последнее время от года к году возрастает. Конечно, возрастут нагрузки на канализацию городов и очистные сооружения, но это не станет критическим фактором, так как очистные сооружения очистят воду от таких загрязнений без особого труда. Переработанные пищевые отходы могут впоследствии использоваться для создания почвенных удобрений и биогаза, который применяется в качестве топлива, что существенно снизит нагрузку на свалки [10]. Главное, что будет создан замкнутый цикл, в котором пищевые отходы уже никогда не попадут на свалки и полигоны совместно с минеральными отбросами.
Для окружающей среды измельчение отходов является наиболее удобным и рациональным способом для отделения отходов, подверженных гниению, от твердых бытовых отходов уже на начальном этапе.
Анализируя опыт США, можно сказать, что при утилизации пищевых отходов с помощью измельчителей в канализацию затрачивается меньше всего средств из городского бюджета, чем при их захоронении на полигонах.
Пищевые отходы состоят на 70 % из воды, следовательно, водоочистные сооружения — это более естественный способ переработки подобных отходов, чем способ сбора отходов и их захоронение. Извлечение подверженных гниению отходов и отделение их от твердых отходов также уменьшает количество переносчиков болезней: мух, грызунов, тараканов, которых они привлекают.
Библиографический список
1. Самойлов А.В. Установка и реконструкция систем мусороудаления. Проблемы и пути решения // АВОК. 2010. № 1. С. 52—62.
2. Никитин С.Г. Особенности эксплуатации систем мусороудаления высотных зданий // АВОК. 2009. № 6. С. 8—16.
3. Пупырев Е.И. Системы жизнеобеспечения городов. М. : Наука, 2006. 247 с.
4. Шевченко Т.И. Извлечение ресурсов из отходов: мотивационные аспекты // Твердые бытовые отходы. 2010. № 5. С. 14—17.
5. Лобов Р.С. Вывоз мусора на полигоны: проблемы и пути решения // Твердые бытовые отходы. 2010. № 4. С. 56—57.
6. Антонов А.А., Шилкин Н.В. Системы мусороудаления и бельепроводы. Особенности проектирования и эксплуатации // АВОК. 2009. № 4. С. 28—42.
7. Орлов Е.В. Система пневматического мусороудаления // Технологии мира. 2011. № 4. С. 33—36.
8. Лукашева Е.П. От мусора к топливу // Твердые бытовые отходы. 2010. № 4. С. 58—59.
9. Baccini P. Henseler G., Figi R., Belevi H. Water and element balances of municipal solid waste landfills // Waste Management and Research. 2008. V 5. № 4. Pp. 483—499.
10. Кашковський В.I., Кухар В.П. Способи знешкодження високотоксичних стоив звалищ твердих побутових в1дход1в // Наука та шновацп. Кшв. 2005. Т. 1. № 6. С. 107—116.
Поступила в редакцию в марте 2013 г.
Об авторе: Орлов Евгений Владимирович — кандидат технических наук, доцент кафедры водоснабжения, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(499)183-36-29, [email protected].
Для цитирования: Орлов Е.В. Ресурсосберегающие решения при совместном использовании систем мусороудаления и канализации в современных жилых домах // Вестник МГСУ. 2013. № 6. С. 132—138.
E.V. Orlov
RESOURCE SAVING SOLUTIONS FOR THE SHARED USE OF HOUSEHOLD WASTE REMOVAL SYSTEMS AND SEWAGE NETWORKS IN MODERN RESIDENTIAL BUILDINGS
The problem of resource saving is particularly relevant for household waste removal systems and sewage networks in modern residential houses. Some options for the shared use of sewage networks and natural organic waste removal systems in residential buildings are assessed by the author. Layouts, operation patterns and elements of the systems are provided. Strengths of shared operation of the systems and networks are analyzed with account for the present-day requirements applicable to the systems in question.
The positive factor is that residents do not need to spend money for expensive food waste disposers for their homes. They will also use garbage chutes in their houses.
Joint operation of food waste removal systems and domestic sewage networks will reduce the load on landfills which has been increasing in the recent years. It will increase the load on urban sewage networks and water treatment facilities, but it will not be a critical factor, because treatment facilities are capable of purifying water without much difficulty. Processed food waste may be applied to produce fertilizers and biogas to be used as fuel. Therefore, benefits of the limited use of landfills are obvious.
Waste shredding is the most convenient, efficient and nature friendly way of processing the organic waste at the initial stage of its generation. It prevents rotting typical for the organic waste if disposed together with the municipal solid waste.
The experience of the United States, where food waste is treated by in-sink food erators and removed into the sewage system is less expensive for city budgets than their disposal at landfills.
Food wastes consist mainly of the water (70 %); therefore, water treatment facilities assure a more natural way of processing this type of waste than waste collection and disposal. Separation of organic waste from solid waste also reduces the number of disease vectors such as flies, rodents, and cockroaches.
Key words: garbage disposal, sewage, hydraulic shutter, erator, garbage disposal, boot valve, water treatment facilities, biogas.
References
1. Samoylov A.V. Ustanovka i reconstruktsiya system musoroudaleniya. Problemi i puti resheniya [Installation and Restructuring of Waste Removal Systems. Problems and Solutions]. AVOK [Journal of Ventilation, Heating, Air Conditioning, Heat Supply and Building Thermal Physics]. 2010, no. 1, pp. 52—62.
2. Nikitin S.G. Osobennosti ekspluatatsii sistem musoroudaleniya vysotnykh zdaniy [Features of Operation of Waste Removal Systems of High-rise Buildings]. AVOk [Journal of Ventilation, Heating, Air Conditioning, Heat Supply and Building Thermal Physics]. 2009, no. 6, pp. 8—16.
3. Pupyrev E.I. Sistemy zhizneobespecheniya gorodov [Urban Sustainment Systems]. Moscow, Nauka Publ., 2006, 247 p.
4. Shevchenko T.I. Izvlechenie resursov iz otkhodov: motivatsionnye aspekty [Extraction of Resources from Wastes: Motivational Aspects]. Tverdye bytovye othody [Solid Household Wastes]. 2010, no. 5, pp. 14—17.
5. Lobov R.S. Vyvoz musora na poligony: problemy i puti resheniya [Waste Delivery to Landfills: Problems and Solutions]. Tverdye bytovye othody [Solid Household Wastes]. 2010, no. 4, pp. 56—57.
6. Antonov A.A., Shilkin N.V. Sistemy musoroudaleniya i bel'eprovody. Osobennosti pro-ektirovaniya i ekspluatatsii [Waste Removal Systems and Laundry Chutes. Features of Design and Operation]. AVOK [Journal of Ventilation, Heating, Air Conditioning, Heat Supply and Building Thermal Physics]. 2009, no. 4, pp. 28—42.
7. Orlov E.V. Sistema pnevmaticheskogo musoroudaleniya [Pneumatic Waste Removal System]. Tekhnologii mira [Technologies of the World]. 2011, no. 4, pp. 33—36.
8. Lukasheva E.P. Ot musora k toplivu [From Waste to Fuel]. Tverdye bytovye othody [Solid Household Waste]. 2010, no. 4, pp. 58—59.
9. Baccini P. Henseler G., Figi R., Belevi H. Water and Element Balances of Municipal Solid Waste Landfills. Waste Management and Research. 2008, vol. 5, no. 4, pp. 483—499.
10. Kashkovs'kiy V.l., Kukhar V.P. Sposobi zneshkodzhennya visokotoksichnikh stokiv zvalishch tverdikh pobutovikh vidkhodiv. Nauka ta innovatsi'i'. Ki'i'v, 2005, vol. 1, no. 6, pp. 107—116.
About the author: Orlov Evgeniy Vladimirovich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Water Supply, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; viv-k@ yandex.ru, +7 (499) 183-36-29.
For citation: Orlov E.V. Resursosberegayushchie resheniya pri sovmestnom ispol'zovanii sistem musoroudaleniya i kanalizatsii v sovremennykh zhilykh domakh [Resource Saving Solutions for the Shared Use of Household Waste Removal Systems and Sewage Networks in Modern Residential Buildings]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 6, pp. 132—138.
