2.3. Мировая практика в решении проблемы по переработки строительных отходов
В мировой практике применяются два основных принципа организации переработки тяжелых строительных отходов и некондиционной продукции строй индустрии:
• переработка образовавшихся отходов на месте их возникновения (на стройплощадке);
• переработка отходов на специальных комплексах.
Первый вариант не позволяет применять высокопроизводительное оборудование, обеспечивающее получение чистого и фракционированного продукта. Кроме этого, оно требует особых мер экологической защиты близлежащих жилых домов, исключает возможность непрерывной работы дробильной установки.
Второй вариант предусматривает дополнительные транспортные расходы на доставку отходов к месту переработки, которые компенсируются эффективной работой дробильно-сортировочного комплекса большой мощности, возможностью более глубокой переработки, отбором всех посторонних включений, возможностью организации постоянной логистики и маркетинга, относительно простым решением экологических проблем.
Например, в Германии в каждой земле существуют крупные перерабатывающие комплексы . Только в Берлине (где снос построенных во времена ГДР панельных пятиэтажек даже не планируется) их более 20.
Как правило, комплекс состоит из нескольких участков.
Участок приема отходов, где осуществляется их складирование, предварительная сортировка и разделка негабаритных плит или обломков до размеров, которые способна пропустить дробилка. Этот участок обычно обслуживают экскаваторы с гидрокусачками.
Участок подготовленного материала, где работают фронтальные погрузчики с емкостью ковша 4 — 5 м3 способные обеспечить непрерывную работу высокопроизводительной дробилки.
Перерабатывающая установка, включающая приемный бункер, дробильный агрегат, магнитный сепаратор и сортировочный узел. На крупных перерабатывающих предприятиях в состав установки входят также дробилка вторичного дробления, более полный набор грохотов, система воздушной сепарации легких частиц (остатки утеплителя, обоев, линолеума и др.), а иногда и установка для мойки вторичного щебня.
Склад готовой продукции может быть укомплектован поворотными конвейерами, отсыпающими щебень разных фракций в конические отвалы, или автоматизированными силосными складами, где в силосах хранится щебень, распределяемый по фракциям и но прочности, откуда он автоматически отгружается заказчику в заданном процентном соотношении.
Обычно комплексы оборудованы автомобильными весами для взвешивания поступающего материала и отпускаемой продукции.
В качестве первичных дробильных агрегатов чаще всего используют щековые дробилки, а также роторные агрегаты ударно-отражательного действия, причем последние часто не требуют установки дробилки второй ступени.
Работающие за рубежом комплексы не только выполняют важную экологическую и экономическую задачи государственного значения, но также являются высокорентабельными предприятиями. Их доходы складываются из платы за приемку материала на переработку (поставщик экономит транспортные расходы на доставку к месту свалки и плату за свалку) и доходов от продажи вторичного щебня, который дешевле природного и ему обеспечен сбыт. Производительность комплексов в зависимости от их комплектации и загрузки составляет 100-800 тыс. т в год.
Специалисты научно-исследовательского центра германского города Карлсруэ (Fоrsсhungszentrum Karlsruhe — FZK) разработали электрическую машину для переработки бетонных отходов, которая обеспечивает получение смеси продуктов, готовых к утилизации: песка, щебня и цемента. Построена опытная установка под наименованием «Franka» часовой производительностью 1 т бетона. Основной принцип ее действия заключается в измельчении бетонных отходов с помощью электродуги при напряжении 350 кВ. Куски бетона диаметром около 10 см помещаются в резервуар с водой, в котором установлен крупный электрод. Разрушение бетонных кусков осуществляется с помощью действия двух сил: электрический разряд создает в воде ударную волну, а электродуга вызывает разрыв кусков изнутри благодаря имеющимся в них полостям. Главной задачей было обеспечить контроль за длительностью разряда. Это было достигнуто с помощью цилиндрического конденсатора, установленному между генератором и электродом. Для отделения песка, щебня и цемента возможно применение различных технологий, в частности, центрифугирования, седиментации, процеживания и т. п. Потребляемая мощность установки не превышает 10 кВт, в результате чего эксплуатационные расходы составляют всего несколько марок в час. Компания ищет промышленного партнера для инвестиций в установку часовой производительностью 100 т.
Немного истории.
После Второй мировой войны, когда в восстанавливаемых мегаполисах Европы стремительно дорожала земля, застройщики стали искать любую возможность, чтобы на месте старых домов возвести жилые или административные здания, ведь каждый дополнительный квадратный метр здания давал немалую и при том неуклонно растущую прибыль. Так, в Париже за период с 1954 по 1964 гг. на месте 6 тысяч снесенных квартир появилось 525 тысяч новых. Такой масштабный строительный проект нуждался в комплексном решении двух важнейших проблем: сначала — как быстро и безопасно для окружающих зданий снести старые здания, а затем — куда девать огромное количество строительного мусора. Поскольку уже в то время наиболее распространенным видом отходов был бетон, в странах Европы начали перерабатывать строительные отходов с целью использования продуктов переработки в качестве вторичного сырья.
В настоящее время в Германии каждая федеральная земля располагает крупными комплексами по переработке отходов строительства новых и сноса старых зданий. Производительность таких комплексов составляет порядка 100–800 тыс. т вторичной продукции в год. Доходы предприятий формируются из платы за приемку стройотходов на переработку (поставщик экономит транспортные расходы на доставку к месту свалки и плату за свалку) и прибыли от продажи вторичного щебня.1 Вообще же в Германии функционирует более 400 заводов, перерабатывающих строительный мусор. Только в Берлине около 100 перерабатывающих центров. Из 59 млн т строительного лома, образующегося на стройплощадках Германии, перерабатывается только 17%. Гораздо выше этот показатель в тех странах, где ощущается острая нехватка территорий. Так, в Нидерландах в повторное использование идет 90% строительных отходов, в Бельгии — 87%, в Дании — 81%, в Великобритании — 45%. В целом же в странах Европейского союза средний уровень переработки строительных отходов составляет 28%, и доля вторичного строительного сырья там неуклонно растет.
Растущие объемы рынка привели к образованию в 1976 г. Европейской ассоциации по сносу зданий, в которую сегодня входят более 50 фирм из 17 стран мира.
Сегодня во многих странах размещение отходов на полигонах законодательно допустимо только в том случае, если компания-утилизатор докажет, что ни одна из известных технологий не позволяет выполнить их переработку. Например, в Нидерландах такое законодательство действует с 1997 г.2
Факт отставания нашей страны в управлении отходами лежит на поверхности и виден, как говорится, невооруженным глазом. Однако необходимо напомнить: в 1980-х годах в СССР сбору и переработке основных видов отходов удалось придать промышленные масштабы, сформировав целостные самостоятельные сегменты. В соответствии с «Комплексной программой научно-технического прогресса СССР» уровень переработки большинства видов отходов по некоторым видам должен был в 2010 г. приблизиться к 100%. К сожалению, в 90-е годы прошлого века созданные в 70–80-х гг. инструменты государственной политики управления вторичными материальными ресурсами были утрачены, что во многом и привело к нынешнему положению дел.
В Беларуси проектным институтом «Белкоммунпроект» разработана Концепция обращения с твердыми коммунальными отходами в Минске на период до 2015 года. Концепция включает несколько этапов: 1) анализ существующей в Минске ситуации, связанной с управлением отходами, 2) анализ мирового опыта обращения с отходами, 3) перспективы развития Минска и 4) задачи, которые предстоит решать в данной области. Приоритетная задача концепции — предотвращение вредного воздействия отходов на окружающую среду и организм человека.
В числе первоочередных задач также развитие раздельного сбора отходов. Концепцией, в частности, предусмотрено: для термометров — приемные пункты по месту нахождения медицинских учреждений; для элементов питания — по месту реализации батарей и аккумуляторов. Специальные организации будут заниматься разборкой бытовой техники с целью получения компонентов (пластмасса, металлы), которые можно использовать повторно. Собранные коммунальные отходы должны быть рассортированы по видам, пластмассы и стекло — по цветности, металлы — на цветные и черные.
В Казахстане на базе Карагандинского Государственного технического университета была разработана технология сортировки и переработки твердых бытовых отходов (СПТБО), в основу которой заложена технология, применяемая в горно-обогатительном оборудовании. Способы и устройства технологической линии защищены 18-ю патентами Респуб-лики Казахстан. В 2007 г. в Астане начал работать еще один завод по производству силикатного кирпича из отходов. В качестве продукта для производства используются золошлаки ТЭЦ. В течение года ТЭЦ, работающая на полную мощность, сбрасывает до 600 тыс. т золошлаковых отходов. Технология завода позволяет в течение года перерабатывать 230–240 тыс. т отходов и выпускать 80 млн кирпичей.
В нашей стране спешно апробирован зарубежный (и в частности германский) опыт утилизации строительных отходов в виде шлама и остаточного бетона. Причиной появления данного вида отходов, в основном, является промывка миксера и бетононасосов. Западные производители стройматериалов уже долгое время практикуют различные, более или менее результативные, технологии переработки строительных бетонных отходов. В большинстве стран СНГ переработка и рециклинг отходов после промывки бетононасосов и миксеров заключается в том, что содержимое смесителя сливается в яму, где бетонная смесь после некоторого времени высыхает и растрескивается, а затем транспортируется на полигон. Такой рециклинг бетона крайне неэффективен, поскольку, кроме загрязнения большой зоны территории и затрат на транспортировку, он противоречит действующему законодательству. А это в свою очередь влечет ощутимые штрафные санкции.
Именно поэтому многие отечественные предприятия постепенно переходят на более современный и эффективный рециклинг отходов производства посредством приобретения рециклинговых установок или прибегнув к услугам специализированных станций. Современное оборудование для рециклинга работает по принципу разделения смеси бетонных отходов на фракции щебня, песка и раствора цементного молочка. Подобная технология утилизации предпочтительна тем, что полученные отдельные фракции используются в производстве стройматериалов либо реализуются в качестве вторичного сырья. Рециклинг бетонных отходов — экологичный, эффективный способ управления производственными отходами, позволяющий сократить временные и финансовые затраты.
Утилизация бетона предусматривает сбор и вывоз полученной смеси. Для выполнения этой задачи оптимальным решением будет использование вакуумных погрузчиков. Рециклинг отходов бетонного производства с помощью современного оборудования существенно ускоряется, так как ямы, предназначенные для слива бетонной смеси, опустошаются в кратчайшие сроки. Затем вакуумный погрузчик транспортирует содержимое ямы к рециклинговым установкам либо на полигон, где выгрузка отходов производится в считанные минуты.
Для решения проблемы различного вида отходов необходимы не только новые технологии, но и совершенствование отечественной нормативно-правовой базы. В соответствии с международным экологическим законодательством необходимо закрепить, во-первых, приоритет утилизации строительных отходов над их размещением, а во-вторых, принцип ответственности производителей за утилизацию своих отходов. Следует, наконец, рассматривать отходы как вторичный ресурс.
Компетентного решения требует и проблема распределения ответственности и полномочий федеральных, региональных и муниципальных органов власти: в их ведении должен находиться весь цикл утилизации отходов, а не только контрольно-надзорная функция и организационная инициатива. Также следует обратить внимание и на совершенствование строительных технологий (в особенности демонтажа и сноса), делая упор на минимизацию экологических последствий. В этом отношении определенный интерес может представлять опыт передвижки зданий и сооружений, известный в нашей стране с 1934 года . Внедрение передовой современной техники для рециклинга (как, например, при утилизации бетонной смеси) также должно стать одним из приоритетов. Опираться при этом следует как на лучшие зарубежные, так и отечественные образцы.
В Японии технологические линии по производству вторичных заполнителей из бетонного лома, как правило, перерабатывают предварительно расчлененные куски бетона до размера 400 мм. Комплект технологического оборудования линии содержит щековую первичную дробилку, производящую бетон (точнее его лом) в количестве 60 т/ч, грохоты, конусную вторичную дробилку производительностью 27 т/ч, систему ленточных конвейеров и бункеры склада готовой продукции. Последовательность выполнения технологических процессов на линии аналогична выполнению технологических процессов в производствах по переработке некондиционного бетона и железобетона, созданных европейскими фирмами.
Технологическая линия фирмы «Бойес» (США) предназначена для дробления железобетонных колонн длиной до 5,4 м и бетонных отходов, поступающих с площадок сноса зданий и сооружений. Линия оснащена установкой, первичного дробления, разработанной фирмой «Айова Мануфактринг» совместно с «Бойес».
Бетонный лом размером до 130 см подается в первичную щековую дробилку, а колонны поднимаются краном и одним концом опускаются в нее. Из щековой дробилки материал свободно падает с высоты 5,4 м на ленточный конвейер, оборудованный ременной передачей. По опыту использования ленточных конвейеров фирма «Бойес» не рекомендует располагать их непосредственно за дробилкой, так как они в данном случае быстро изнашиваются. Производительность перерабатывающей технологической линии составляет 200 т/ч, а в перспективе при модернизации ее — 300 т/ч.
Отходы могут быть ресурсом
Отходы содержат ресурсы как энергию, так и материалы, которые можно утилизировать в процессе рециркуляции. Большой опыт в этой области накоплен у наших ближайших соседей — в Финляндии. Рециркуляция материалов подразумевает использование этих материалов при новом производстве товаров. При этом также сберегается энергия, которая была бы необходима для производства еще не бывших в употреблении материалов. Органические отходы с большим содержанием энергии могут быть использованы для получения энергии. Во многих странах из таких отходов добывают газ, который используют для отопления или перерабатывают в электроэнергию. Если отходы не размещаются на свалках, а используются для замены ископаемого топлива, то выброс парниковых газов в дальнейшем сокращается. Вот на это в первую очередь не мешало бы обратить внимание нашим властям, а не строить Мусоросжигательные заводы отравляя и без того не идеальную атмосферу в наших городах.
Многие страны предпочитают использовать мусоросжигательные машины. Они не только позволяют уничтожать отходы, но и дают возможность преобразовывать тепло в полезную энергию. Наибольший эффект от утилизации 5 класса отходов можно получить при использовании комплексной технологии – переработки материала одного типа и сжигания мусора другого вида. Мировые специалисты в этой области утверждают, что в ближайшем будущем переработка отходов 5 класса с производством электрической и тепловой энергии будет главным способом утилизации. Они предполагают, что государства должны создавать мусоросжигательные установки, на которых будет происходит сортировка и размещение отходов 5 класса опасности для последующей обработки. То есть будут создаваться целые системы по переработке, в структуре которых станут работать специализированные заводы по утилизации отдельных видов сырья – стекла, бумаги, дерева, металла и т.д.
Особенно актуален вопрос утилизации в странах с ограниченной территорией. Например, в Швеции запрещено проводить захоронение отходов. В этой стране мусор используется как источник сырья и топлива. Поэтому размещение отходов 5 класса опасности на свалках там даже не рассматривается. Местные власти считают бытовой и промышленный мусор рентабельным ресурсом, на котором можно неплохо зарабатывать. Сейчас Швеция использует перерабатывающие технологии, позволяющие обеспечить теплом и энергией целые города.
ГЛАВА 3. Эколого — экономическая целесообразность переработки бетона в Тамбовской области
3.1. Эколого-экономическая оценка эффективности вторичного использования бетонных отходов
Определение реальной эколого-экономической эффективности – достаточно сложная проблема. Социальные, моральные, экологические последствия вреда, причиненного хозяйственной деятельностью окружающей среде, не поддаются количественному выражению и не могут быть отображены в экономической оценке. Эколого-экономическая оценка эффективности производства характеризуется тем, что непосредственно к хорошему экономическому результату (т.е. выгоде) добавляется прогнозируемый длительный эффект, который учитывает экономические последствия от изменения окружающей среды в будущем.
Структура компонентов эколого-экономической эффективности
Структура компонентов эколого-экономической эффективности представлена на рисунке, из которого видно, что достижение эколого-экономической эффективности возможно только при условии объединения усилий государства и предприятия в области контроля.
Один из показателей эффективности производства – эколого-экономическая эффективность (Е), которую (в денежном выражении) следует рассчитывать как разницу между общим экономическим эффектом (Е0) и суммой стоимости использованных природных ресурсов, эколого-экономического вреда (ЕВ) и природозащитних мероприятий (С) :
Е = Е0 – (Р + ЕВ + С).
Экологизация производства позволяет сохранить и улучшить окружающую естественную среду. Конечным результатом абсолютно экологизованного производства является продукция, полученная по безотходным технологиям с обобщающим показателем экологической оценки на основе стоимостного выражения этой продукции .
Показателями экономической эффективности применения сырьевых ресурсов являются экономия первичного сырья в натуральном и стоимостном выражениях, экономия трудовых и финансовых ресурсов на подготовку и освоение запасов первичного естественного сырья и строительство новых мощностей, экономия земельных ресурсов за счет уменьшения потребности для складирования потенциальных вторичных ресурсов и отходов производства, а также снижение потребностей в земельных участках для освоения новых ресурсов.
После сноса объектов недвижимости, отслуживших свой век, остаются груды кирпичного и бетонного боя. Долгое время было принято вывозить их на свалку, что влекло за собой дополнительные расходы. После того, как по примеру цивилизованных стран к экономии стали относиться более рационально, появился современный подход к решению проблемы.
Он состоит во вторичном использовании отработанных материалов.
Результатом дробления строительного лома, из которого извлекаются арматура и другие посторонние включения, становится вторичный щебень. Получает вторую жизнь замечательный материал, по своим характеристикам не много уступающий природному щебню. Для его выработки применяется такое же оборудование, при помощи которого производятся другие виды щебня. Последняя стадия процесса – фракционирование, хотя спросом пользуется и не отсортированный материал.
Вторичный щебень получается вследствие дробления отходов от строительных материалов (кирпича, бетона).
Основное достоинство вторичного щебня – вдвое меньшая стоимость, чем гранитного. Себестоимость бетона, с использованием его в качестве крупного заполнителя, уменьшается на четверть. Несмотря на то, что по морозостойкости и прочности этот материал уступает натуральному щебню, он находит свои ниши для широкого применения.
Стоимость вторичного щебня
| Наименование | Цена за куб (м3) |
| Вторичный щебень фракции 5-20 | от 980 руб. |
| Вторичный щебень фракции 20-40 | от 930 руб. |
| Вторичный щебень фракции 40-100 | от 880 руб. |
Вторичный щебень, полученный из бетонного, асфальтового и кирпичного боя используют:
— в качестве основания под дорожное покрытие;
— при благоустройстве, как подсыпку под асфальтированные площадки, тротуары, автостоянки и т.д.;
— при засыпке котлованов, взамен использованного грунта;
— для укрепления слабых и болотистых грунтов при разработке котлованов и траншей для инженерных сетей;
— для устройства временных дорог;
— как фильтрующую прослойку для воды при сооружении искусственных водоемов, колодцев и дренажных систем;
— для засыпки канав и временного ремонта выбоин на дорогах.
Технические нормы допускают применять вторичный щебень для устройства нижних слоев дорог, которые не имеют статуса федеральных.
Использование вторичного щебня – это не только экономическая выгода, но и содействие охране окружающей среды.
Конечно, по характеристикам прочности и морозоустойчивости вторичный щебень уступает другим видам щебня. Однако все это, при грамотном использовании вторичного щебня, компенсируется значительной экономической выгодой.
Рассмотрим стоимость природного щебня и какие расходы связаны с его перевозкой.
Стоимость природного щебня
| Наименование продукции | Цена в руб./т |
| Гранитный щебень 5-20мм, 20-40мм | 1600 |
| Щебень из доменного шлака 5-20мм, 20-70мм | 1300 |
| Гранитный щебень «замчаловский» 5-20мм | 1400 |
| Доломит 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70мм | 1300 |
| Известняк 8-25мм | 1200 |
| Отсев гранитный 0-5 мм | 1300 |
Большая востребованность гранитного щебня обусловлена быстрыми темпами в сфере гражданского, промышленного и автодорожного строительства. Небольшие строительные организации закупают и транспортируют щебень автомобильным транспортом. Крупные потребители предпочитают завозить гранитный щебень вагонами железнодорожного транспорта.
Именно такой вид перевозки является оптимальным вариантом, в случае закупки большой партии материала. Но данная перевозка затратная. Расходы при перевозке, не включая стоимость самого щебня:
— аренда вагонов;
— погрузочно-разгрузочные работы (техника, рабочие)
— контроль — сопровождение при перемещении груза.
Расчет стоимости перевозки груза
Станция отправления: Адлер
Станция назначения: Тамбов
Груз: щебень гранитный
Кол-во вагонов в отправке 1
Вес (тонн): 20
Итого (вкл. НДС):
29295.86 руб./вагон
1464.79 руб./т
Расстояние: 1526 км
Срок доставки: 7 сут.
Итак, сравнивая природный щебень и вторичный можно сделать следующие выводы. Безусловно, природный щебень по своим природным свойствам качественней и лучше, он незаменим при строительстве, но он дороже и засыпать им котлованы, укреплять слабые болотистые грунта, делать временную обсыпку дорог им никто не будет, не выгодно. Здесь целесообразней будет использование вторичного щебня, и по цене и по энергозатратам.
3.2. Методологические подходы и рекомендации к определению приоритетности способов переработки бетонного производства с учетом эколого-экономических факторов.
Переработка отходов бетонного производства позволяет значительно повысить доходы и избежать многочисленных расходов на транспортировку, утилизацию, а также штрафов за нарушение экологических норм и правил.
Сложившиеся условия бетонного производства требуют незамедлительных действий в области утилизации и переработки отходов. На государственном уровне отношения производителей и окружающей среды призваны регулировать Федеральный закон No309 и Постановление Правительства РФ No 53 от 27 января 2009 г. Последняя редакция Федерального закона «Об охране окружающей среды» от 30 декабря 2008 г. значительно ужесточает меры наказания за несоблюдение экологических и санитарно-эпидемиологических требований при обращении с отходами производства и потребления или иными опасными веществами (ст. 44, п. 8.2) и предусматривает наложение штрафа на юридических лиц от 100 до 250 тыс. руб. Потенциальный штраф и административное приостановление деятельности на срок до трех месяцев заставляет руководителей многих заводов задуматься и начать поиск решения проблемы. Эффективный и экономически обоснованный подход к данному вопросу — установка качественной системы рециклинга для повторного использования отходов, полученных при производстве товарного бетона и бетонных изделий на заводах ЖБИ, ЖБК, ДСК.
Приведем пример использования системы рециклинга.
Предприятие ООО «ООО Тамбовстройсервис» выполняет все виды строительно-монтажных работ по обустройству строительных объектов — от подготовительных работ до стадии сдачи объекта в эксплуатацию. На базе предприятия имеется растворо-бетонный узел (РБУ), снабжающий строительную площадку бетоном, который доставляется к объектам строительства автобетоносмесителями.
Современное оборудование для приготовления и транспортировки цементных растворов нуждается в профессиональном обслуживании и, в первую очередь, в отмывании его от остатков цемента после эксплуатации. После выгрузки бетона миксеры автобетоносмесителей промываются, чтобы избежать налипания бетона на стенки. Смесительный барабан некоторое время вращается, потом вода с остатками щебня, песка и цемента сливается в организованный шламонакопитель и затем передается на захоронение специализированному предприятию.
В год на предприятии образуется 1195,2 тонн отходов от очистки миксеров автобетоносмесителей. Согласно Приказу от 02.12.2002 № 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов» отходы бетонной смеси с содержанием пыли менее 30% относятся к V классу опасности и хранятся в металлических контейнерах с крышкой на асфальтированных площадках, контролируются визуальным наблюдением за состоянием и герметичностью тары. При обычном способе утилизации данных отходов безвозвратно теряются значительные площади земель, наносится вред окружающей природной среде.
Оптимальным современным решением проблемы утилизации жидких отходов, образующихся от промывки автобетоносмесителей, является использование технологии рециклинга бетона. Установка рециклинга производит разделение бетона на твердые составляющие и воду, позволяя повторно использовать все отходы, получившиеся в процессе мойки, и не нанося вред окружающей природной среде.
Переработка отходов бетонного производства позволяет значительно повысить доходы предприятия за счет вторичного использования ресурсов, таких как вода (цементное молочко), щебень и песок, исключить платежи за размещение отходов и избежать расходов на транспортировку и утилизацию отходов, а также возможных штрафов за нарушение экологических правил.
Из всего модельного ряда установок рециклинга бетона выбрана наиболее дешевая установка немецкой фирмы «Hartmann» (таблица 1), полностью удовлетворяющая по показателям производительности и прочим техническим характеристикам
Таблица 1 – Технические характеристики установки рециклинга бетона
| Наименование установки рециклингаа бетона | Объем переработки смеси, м3/ч | Потребляемая мощность кВт | Объем бассейна, м3 | Количество обслуживаемых средств | Стоимость тыс. руб |
| «Hartmann» | 15 | 7,5 | 36 | 1-2 | 765 |
Таблица 2 – Данные для определения некоторых рабочих параметров установки
| № | Емкость миксера автобетоносмесителей, м3 | Количество миксеров | Количество рейсов, совершаемых в | Объем воды,требующийся для очистки, л/м3 | Остаток бетона на стенках миксера автобетоносмесителя после 1 выгрузки, м3 | ||
| день | год | ||||||
| 1 | 10 | 2 | 2 | 960 | 70/0,07 | 0,3 | |
| 2 | 5 | 2 | 2 | 960 | 50/0,05 | 0,15 | |
| итого | 120/0,12 | 0,45 | |||||
1)Расчет экономии на экологических платежах за размещение и хранение отходов
Масса образующихся отходов от чистки автобетоносмесителя за год может быть рассчитана по формуле:
Мотх = Nр ∙(Mв +Mб) (1)
где Nр – число рейсов, совершаемых автобетоносмесителем за год, раз/год;
Mв – масса воды, требуемой для очистки миксера автобетоносмесителя после выгрузки, кг;
Мб – масса бетона, остающегося на стенках миксера после выгрузки, кг.
Масса воды, требуемая для очистки миксера автобетоносмесителя, определяется по формуле:
Mв= Vв * ρв (2)
где Vв – объем воды, требуемой для очистки миксера автобетоносмесителя после выгрузки, м3 (таблица 2);
ρв – плотность воды, кг/м3.
Массу бетона, оставшегося на стенках миксера автобетоносмесителя после выгрузки за 1 рейс, найдем по формуле:
Vб(ост) = Vб(ост) ∙ Pв (3)
где Vб(ост) – объем бетона, оставшегося на стенках миксера автобетоносмесителя после выгрузки, м3 (составляет 3 % от объема миксера автобетоносмесителя, таблица 2);
Рв – вес 1 м3 бетона, кг/м3 (вес бетона напрямую зависит от применяемых заполнителей, таблица 3).
Таблица 3 – Классификация бетонов по весу
| № | Тип бетона | Тип бетона
Вес 1 м3 бетона (Рв), кг/м3 |
Состав бетона | Назначение |
| 1 | Особо легкие бетоны | Рв ≤ 500 | ячеестые бетоны с большим количеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1-1,5 мм | Используются в качестве теплоизоляции |
| 2 | Легкие бетоны | Рв=500-1800 | бетоны, заполненные облегченными пористыми заполнителями, такими как керамзит или без заполнителей, но имеющие пористую структуру, такие как пенобетон или газобетон | бетон используется в виде готовых строительных блоков |
| 3 | Особо тяжелые бетоны | Рв=1800-2500 | в состав бетонных смесей входит тяжёлый и крупный заполнитель Основная масса бетона: щебень или гравий — 1150-1300 кг, песок — 600- 750 кг, цемент — 250-450 кг, вода — 150-200 л | Очень широкий диапозон назначений |
| 4 | Тяжелые бетоны | Рв=2500-3000 | состав бетонных смесей входят: магнетит, барит, гематит, различные виды металлического скрапа. Основную массу бетона составляет крупный заполнитель | Особо тяжелые бетоны применяются для защиты персонала на атомных электростанциях от радиоактивных излучений |
По формуле (2) найдем массу воды, требуемой для очистки автобетоносмесителей после одного рейса (два миксера объемами 10 м3 и 5 м3):
Мв = 0,07 ∙1000+0,05 ∙1000 = 70+50 = 120 (кг)
В большинстве случаев, при проведении строительных работ используются цементные бетоны, имеющие средний вес 2300 — 2500 кг/м3. Для расчетов возьмем значение веса бетона – 2500 кг/м3.
Подставив значения в формулу (3), получаем, что после одного рейса со стенок автобетоносмесителей удаляется:
Мб10 = 0,3 ∙2500+0,15 ∙2500 = 750+375 = 1125(кг)
По формуле (1) находим общую массу бетонного шлама за год:
Мотх = 960 ∙(120+1125) = 1195200 (кг) = 1195,2 (тонн)
Плата за размещение и хранение отходов определяется по формуле:
Потх = ∑i=1 Кинд ∙ Кэотх ∙ Нбн/отх ∙ Мiотх (4)
где Кинд – коэффициент индексации платы за загрязнение окружающей среды (устанавливается Законом «О бюджете», на 2014 г. Кинд = 1,79);
Кэотх – коэффициент, учитывающий экологическое состояние почв по территориям экономических районов РФ (для Республики Коми, Северного экономического района Катм = 1,4);
Нбнотх – базовый норматив платы за размещение 1 тонны отходов i-го класса опасности в пределах, не превышающих лимит, руб./т (устанавливается Постановлением РФ от 12 июня 2003 г. N 344, для отходов 5 класса опасности – 597,6 руб./т);
Мiотх – фактический объем (масса) отходов i-го вида, тонн/год. Таким образом, размер платы за размещение и хранение бетонного шлама составит:
Таким образом, размер платы за размещение и хранение бетонного шлама составит:
Потх = 1,79 · 1,4 · 8 · 597,6 = 11980,7 (руб./год)
Данный шлам сливается в организованный шламонакопитель и передается специализированному предприятию, по договору с которым уплачивает 14376,8 руб. в год за вывоз и захоронение отходов.
Таким образом, при использовании собственной системы рециклинга бетонной смеси, предприятие будет экономить 26357,5 руб. в год на расходах с предприятием-подрядчиком и экологических платежах за размещение отходов.
2) Расчет экономической выгоды предприятия от вторичного использования отходов
Рециклинг бетонных отходов позволяет существенно сэкономить на исходном сырье для производства бетона. Результатом работы установки является восстановление до 15 % сырья (песок и щебень), остальные 85 % – инертные материалы (вода с легкими частицами размером менее 0,2 мм).
Количество бетона, удаляемого со стенок миксера автобетоносмесителя после выгрузки за год, можно определить по формуле:
Vб = Vбост ∙ Nр, (5)
где Vбост – объем бетона, оставшегося в миксере автобетоносмесителя после выгрузки, м3;
Nр – количество рейсов, совершаемых автобетоносмесителем при перевозке бетона в течение года, раз/год.
Vб = (0,3+0,15)∙960 = 432 м3
Количество сырья (песок, щебень), содержащегося в отходах очистки миксеров автобетоносмесителей после выгрузки бетона можно определить по формуле: Vc=15%/100% ∙ Vб (6)
где б – количество бетона, удаляемого с миксеров автобетоносмесителей в течение года, м3
Затем, по формулам (7) и (8) найдем пропорционный состав бетона – количество песка и щебня:
Vc= 15%/100% ∙ 432=64,8 м3
Наиболее часто при строительстве используется бетон марки М-400 (возведение фундаментов зданий, в качестве несущего слоя при строительстве высокопрочных полов).
Таблица 4 – Состав бетона из цемента (Ц) М-500, песка (П) и щебня (Щ)
| Марка бетона | Массовый состав Ц;П;Щ, кг | Процентный состав Ц;П;Щ, % | Объемный состав цемента на 10л, П;Щ, л | Количество бетона из 10 л цемента, л |
| 200 | 1 : 3,5 : 5,6 | 9,9 : 34,7 : 55,4 | 32 : 49 | 62 |
| 300 | 1 : 2,4 : 4,3 | 13 : 31,2 : 55,8 | 22 : 37 | 47 |
| 400 | 1 : 1,6 : 3,2 | 17,2 : 27,6 : 55,2 | 14 : 28 | 36 |
| 450 | 1 : 1,4 : 2,9 | 18,9 : 26,4 : 54,7 | 12 : 25 | 32 |
Так, в бетоне М-400 доля щебня составляет 55,2% от общей массы отходов миксера, доля песка – 27,6%, значит, можно вычислить, сколько кг этого сырья содержится в бетонной смеси, утилизируемой при очистке миксеров автобетоносмесителей:
Vщ= 55,2% / 100% ∙ Vc (7)
Vп= 27,6% / 100% ∙ Vc (8)
Затем, по формулам (7) и (8) найдем пропорционный состав бетона – количество песка и щебня:
Vщ=55,2% / 100% ∙ 64,8=35,77 м3
Vп= 27,6% / 100% ∙ 64,8=17,88 м3
Обычно все это сырье вместе с 57,6 м3 воды вместе с другими отходами утилизируются предприятием, с применением же технологии рециклинга и песок и щебень и вода буду обратно возвращаться в процесс производства.
Поэтому общую экономию от вторичного использования сырья можно определить по формуле:
Эконом = Vп ∙ Цп+Vщ ∙ Цщ+Vв ∙ Цв, (9)
Где Vп, Vщ, Vв – количество песка, щебня и воды, содержащихся в отходах бетона, м3
Цп, Цщ, Цв – рыночная цена на песок, щебень, водоснабжение, руб.
Эконом = 35,77∙ 2200+17,88 ∙ 1000+115,2 ∙ 264,67= 127064 (руб.)
Таким образом, общая годовая выгода от применения технологии рециклинга составит более 160 тыс. руб., в т.ч.:
— экономия на расходах за вывоз и хранение отходов – 9,42 тыс. руб.;
— экономия на экологических платежах за размещение отходов – 23,55 тыс. руб.;
— экономия от вторичного использования отходов – 127,064 тыс. руб.
За год вторично используются ресурсы:
— щебень – 35,77 м3;
— песок – 17,88 м3;
— вода – 115,2 м3.
Проведенная оценка экономической эффективности показывает, что использование технологии рециклинга бетонной смеси является экономически обоснованным мероприятием. Инвестиции в покупку установки в размере 785 тыс. руб. окупаются через 9 лет и 3 мес.
Таблица 5 – Итоговые показатели экономической эффективности проекта
| N п/п | Показатели | Значение, тыс. руб. |
| 1 | Капитальные вложения Кв | 785,00 |
| В т. ч.: — Закупка установки рециклинга | 765,00 | |
| — Доставка | 10,00 | |
| — Установка | 10,00 | |
| 2 | Годовые эксплуатационные затраты Зг | 23,67 |
| 3 | В т. ч.: — Амортизационные отчисления Аг | 15,70 |
| — потребление электроэнергии | 0,115 | |
| — капитальный ремонт | 7,85 | |
| 4 | Экономический результат от мероприятия Эг | 160,03 |
| В т. ч.: — экономия на расходах за вывоз и хранение отходов | 9,42 | |
| — экономия на экологичексих платежах за размещение отходов | 23,55 | |
| -экономия от вторичного использования отходов | 127,064 | |
| Чистый дисконтированный доход ЧДДt | 50,05 | |
| Индекс доходности Ид | 1,05 | |
| Внутренняя норма доходности Евн | 17% | |
| Срок окупаемости Ток | 9 лет и 3 месяца |
Вывод: Проект можно считать экономически обоснованным, а инвестиции в него оправданными, так как все показатели эффективности имеют удовлетворительные значения уже к десятому году его реализации:
- чистый дисконтированный доход положительный и составляет 50,05 тыс. руб. при заложенной годовой инфляции 10 %;
- индекс доходности больше 1, т. е. на каждый вложенный рубль инвестор получит 1,05 рубль дохода;
- внутренняя норма доходности превышает норму дисконта (10 %)и составляет 17 %;
- срок окупаемости капитальных вложений приемлемый и составляет 9 лет и 3 месяца.
Итак, выгоды рециклинга при производстве бетона очевидны. Это – во-первых, экономия на материалах, во-вторых, экономия на утилизации, в-третьих, на использовании водных ресурсов, в-четвертых – на штрафах за нарушение природоохранного законодательства. В пользу рециклинга говорит и тот факт, что оборудование для него достаточно быстро окупается. считается выгодным вариантом инвестиции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенного исследования можно сформулировать следующие выводы и рекомендации.
- На основании комплексного анализа развития строительного комплекса города Тамбова обоснованы направления по использованию отходов строительства и сноса для применения их в качестве вторичного сырья в целях оздоровления окружающей среды.
- В условиях ограниченности первичных природных ресурсов, возрастания негативного влияния строительной деятельности на окружающую среду, исследованы отходы строительства и сноса как социально-экономическая категория экономики природопользования.
- На основании эколого-экономической оценки эффективности вторичного использования бетонных отходов определены методологические подходы и рекомендации к определению приоритетности способов переработки бетонных отходов с учетом эколого-экономических факторов.
- Для стимулирования деятельности строительных организаций и переработчиков в сфере обращения отходов строительства и сноса предложены мероприятия, которые охватывают: а) разработку специальных городских программ по утилизации отходов строительства и сноса, связанных с конкретным объектом; б) финансовую поддержку из бюджета города и субсидирование затрат на создание производств по переработке отходов; в) введение поощрительных налоговых и кредитных стимулов, льготных тарифов на транспортировку отходов, мер ценовой поддержки на вторичное сырье, произведенное из отходов.
- В настоящем исследовании сформулированы рекомендации по формированию рынка отходов строительства и сноса, которые включают: создание специализированных центров сбора и первичной переработки отходов, информационных банков данных об образовании отходов и потребности во вторичных ресурсах, внедрение системы государственного заказа на использование изделий из отходов и вторичных материалов в городском хозяйстве.
- Как показывает опыт предприятий по переработке отходов строительства и сноса, этот вид деятельности может стать высокорентабельным производством, решающим экологические и экономические задачи; так себестоимость бетона снижается на 25% при использовании вторичного щебня вместо природного и в 8 раз снижаются энергозатраты.
- Предложены методические рекомендации по переводу отходов строительства и сноса в категорию вторичного сырья.