автореферат диссертации по строительству, 05.23.19, диссертация на тему:Разработка методики оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с твердыми отходами потребления на городских территориях

На правах рукописи

ПАРАМОНОВА ОКСАНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ И ВЫБОРА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ЭКОНОМИЧНОЙ СИСТЕМЫ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ ОТХОДАМИ ПОТРЕБЛЕНИЯ НА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г ОКТ 2014

Волгоград - 2014

005553008

005553008

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

БЕСПАЛОВ Вадим Игоревич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ТАЛОНОВ Владимир Лаврентьевич Зав. кафедрой «Производственная безопасность», ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет»

кандидат технических наук ЖУКОВА Наталья Сергеевна

доцент кафедры «Безопасность

жизнедеятельности в техносфере», ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Волгоградский

государственный технический университет»

Защита диссертации состоится 12 ноября 2014 г. в 11-00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, корп. Б ауд. - 203.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан </Д3» 0-3 2014г.

Ученый секретарь

диссертационного совета " Юрьев Юрий Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Образование стремительно возрастающего количества отходов является проблемой большинства стран мира, т.к. связана с необходимостью обеспечения экологической безопасности городского хозяйства, созданием благоприятных условий жизнедеятельности населения, санитарной очисткой территории городов, охраной окружающей среды (ОС) и ресурсосбережением.

Обеспечение экологической безопасности городских территорий неразрывно связано с разработкой системы обращения с твердыми отходами потребления (ТОП), реализуемой с помощью различных методов, способов и технических средств сбора, транспортирования и утилизации отходов, выбор которых в настоящее время осуществляется на основе, как правило, экономического сравнения альтернативных вариантов и простотой технической реализации. При этом в качестве критериев выбора таких способов в основном используют лишь приведенные экономические затраты на их реализацию.

В условиях экономного использования природных и энергетических ресурсов, а также достаточно высокой их стоимости особое значение приобретает сопряженное решение проблем обеспечения экологической безопасности, энергоэффективности и энергосбережения на основе научно обоснованного методического подхода к выбору и совершенствованию системы обращения с ТОП с целью повышения ее экологической эффективности и энергетической экономичности путем реализации инженерно-экологических мероприятий по сбору, транспортированию и утилизации отходов, что и определяет актуальность темы исследований.

Цель работы - повышение степени экологической безопасности системы обращения с ТОП как элемента городского хозяйства на основе разработки методического подхода к определению и оценке экологической эффективности и энергетической экономичности этой системы.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- проведен анализ условий и особенностей негативного воздействия системы обращения с ТОП в целом и отдельных ее элементов на ОС;

- выполнен анализ и исследованы основные особенности, преимущества и

недостатки используемых для городских территорий методических подходов к обращению с ТОП; выявлена и обоснована наиболее перспективная научная основа для исследований;

- рассмотрены ТОП с позиций теории устойчивости дисперсных систем и проведен анализ изменения их устойчивости как дисперсной системы, позволяющий охарактеризовать состояние ТОП и закономерности их взаимодействия с ОС;

- разработаны и построены физические модели процессов загрязнения и снижения загрязнения ОС твердыми отходами;

- разработана классификационная схема системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС (ССНВТОП);

- получены параметрические зависимости экологической эффективности и энергоемкостного показателя этапов сбора и транспортирования ТОП как результирующих параметров процесса снижения загрязнения ОС;

- разработана методика оценки и выбора экологически эффективных и энергетически экономичных инженерно-экологических мероприятий по реализации сбора и транспортирования отходов;

- результаты исследований проверены на практике в г. Ростове-на-Дону и в г. Ейске, а также при проведении учебных занятий в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовском государственной строительном университете» со студентами специальности «Инженерная защита окружающей среды».

Основная идея работы заключается в применении теории дисперсных систем к описанию свойств и оценке поведения ТОП как компонентов, загрязняющих ОС.

Методы исследования базируются на основных положениях теории дисперсных систем, системного анализа и теории моделирования систем, аналитическом обобщении известных научных и практических результатов, методах теории вероятности и математической статистики, экспертных оценках, и других методах.

Достоверность научных положений диссертационной работы обоснована использованием в исследованиях основополагающих законов

фундаментальных наук: коллоидной и физической химии, физики, статистики, математики.

Научная новизна работы:

- систематизированы и сгруппированы параметры свойств ТОП с позиций теории дисперсных систем, а также выявлена взаимосвязь этих параметров с энергетическими параметрами и устойчивостью, характеризующими состояние ТОП как дисперсной системы на каждом этапе процесса обращения с отходами;

- разработана и построена физическая модель процесса за1рязнения ОС твердыми отходами, которая раскрывает взаимосвязи между дисперсными системами, участвующими в данном процессе, и выявляет последовательность осуществления зависимых друг от друга этапов обращения с ТОП;

- разработана и построена физическая модель процесса снижения загрязнения ОС твердыми отходами, которая раскрывает взаимосвязь с процессом загрязнения ОС посредством последовательной и целенаправленной реализации этапов снижения загрязнения, соответствующих каждому этапу процесса загрязнения ОС;

- разработана классификационная схема системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС, которая позволяет осуществить выбор технических средств на основе изучения физической сущности реализации каждого этапа процесса снижения загрязнения ОС твердыми отходами;

- получены параметрические зависимости экологической эффективности и энергоемкостного показателя этапов сбора и транспортирования ТОП, которые позволяют оптимизировать рабочие параметры и прогнозировать степень экологической безопасности различных вариантов системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС.

Практическая значимость работы:

- разработана методика оценки и выбора экологически эффективных и энергетически экономичных инженерно-экологических мероприятий по реализации сбора и транспортирования отходов;

- предложены рекомендации по увеличению экологической эффективности и энергетической экономичности системы обращения с ТОП на городских территориях;

- результаты теоретических и научных исследований использованы в

учебном процессе ФГБОУ ВПО «РГСУ» при чтении лекций и при проведении практических занятий по дисциплинам «Утилизация отходов», «Управление охраной окружающей среды» и «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии».

Реализация результатов работы:

- методика оценки и выбора системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС внедрена для участков городских территорий г. Ростова-на-Дону и г. Ейска;

- результаты исследований использованы при проведении учебных занятий в РГСУ при чтении лекций и при проведении практических занятий по дисциплинам «Утилизация отходов», «Управление охраной окружающей среды» и «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии».

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

- группировка параметров свойств ТОП как дисперсной системы позволяет объяснить закономерности взаимодействия ТОП с основными компонентами ОС, что обеспечивает возможность разработки и построения физических моделей процессов загрязнения и снижения загрязнения ОС твердыми отходами;

- упорядочение терминологии, систематизация принципов организации и разработка классификационной схемы системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС позволяют научно обосновать и разработать методические основы выбора максимально экологически эффективной и энергетически экономичной такой системы для конкретных городских условий;

- полученные параметрические зависимости экологической эффективности и энергоемкостного показателя этапов сбора и транспортирования ТОП наиболее полно отражают особенности взаимодействия ТОП с отдельными функциональными элементами системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС и могут быть использованы в качестве оптимизационных критериев для прогноза и оценки степени экологической безопасности и энергетической экономичности различных вариантов таких систем;

- разработанная методика оценки и выбора системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС на городских территориях позволяет сформировать такую систему с максимальными значениями экологической эффективности и

энергетической экономичности для обеспечения экологической безопасности городских территорий.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на Международных научно-практических конференциях института инженерно - экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2010-2014 гг.), Международной научной конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2012» (Одесса, 2012 г.), VIII Международной научной конференции «Наука в информационном пространстве» (Днепропетровск, 2012 г.), Международной научной конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2012» (Одесса, 2012 г.), EX Международной научно-практической конференции «Современные научные достижения-2013» (Прага, 2013 г.), конференции Международной ассоциации по твердым отходам (ISWA) «Передовые технологии переработки и захоронения отходов: ориентиры применения и критерии выбора» (Москва, 2011 г., 2013 г.), Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности» (Тамбов, 2013 г.).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 25 работах, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем работы: 185 страниц, в том числе: 153 страницы - основной текст, содержащий 22 таблицы и 18 рисунков; список литературы из 130 наименований на 16 страницах; 12 приложений на 16 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследования и поставлены задачи для ее достижения, проанализированы научная новизна и практическая значимость исследования, приводятся сведения об апробации и практическом внедрении результатов, а также

выносимые на защиту положения.

Первая глава посвящена обзору состояния вопроса и выбору направления исследования.

Проведенный анализ современного состояния в области обращения с ТОП показал, что ежегодно возрастающее количество образующихся отходов, многообразие их видов, усложнение и непостоянство их состава и свойств, способствует увеличению загрязнения окружающей среды (ОС) городских территорий.

Исследованию данного вопроса посвящены работы Беспалова В.И., Боровского Е.Э., Гринина A.C., Новикова В.Н., Сметанина В.И., Вайсмана Я.И., Мирного А.Н, Ветошкина А.Г., Гарина В.Н., Петрова В.Г., Чечина A.A. и др. авторов.

Известны также подходы к организационному решению проблемы обращения с ТОП: Комплексное Управление Отходами (КУО) (авторы Черп О.М., Виниченко В.Н.), Европейская система управления отходами (Дуальная система обращения с отходами в Германии), Принципиальная концепция сбора, удаления и переработки отходов. В последнее время находят сторонников Концепция «Zero Waste» (автор Робин Мюррей), превентивная стратегия обращения с ТОП, основная идея которых заключается в минимизации отходов в источнике их образования.

В целом, существующие подходы к обращению с ТОП направлены на обеспечение положений концепции устойчивого развития, но не адаптированы к условиям конкретной страны и не учитывают все аспекты деятельности в рамках реализации системы обращения с ТОП.

В целях обеспечения экологической безопасности городских территорий в РФ функционируют предприятия жилищно-коммунального хозяйства, деятельность которых сводится к организации сбора, транспортирования и утилизации образующихся ТОП и благоустройству городских территорий. Однако организация данных этапов обращения с ТОП также сопровождается загрязнением ОС, таким образом, сами предприятия (а точнее, используемые ими оборудование и транспорт) являются источниками «вторичного» загрязнения ОС.

Именно поэтому в комплексе экологических проблем особое место

занимает необходимость формирования системы снижения негативного воздействия ТОП на состояние ОС на основе оценки, выбора и разработки экологически эффективного и энергетического экономичного обращения с ТОП на этапах сбора, транспортирования и утилизации, обеспечивающих экологическую безопасность городских территорий при реализации системы обращения с отходами.

Во второй главе приводятся результаты теоретических исследований защиты ОС от негативного воздействия ТОП.

Проведенный анализ физико-химических свойств, морфологического состава и существующих подходов к классификации отходов, позволил выявить недостаточно раскрытую взаимосвязь параметров отходов с параметрами ОС и не в полной мере учет граничных условий, относящихся к этой взаимосвязи.

В связи с этим в диссертационной работе представлено описание свойств ТОП с позиции теории устойчивости дисперсных систем, что в дальнейшем позволяет проводить целенаправленную и последовательную оценку всех сторон динамики образования, накопления и распространения ТОП.

На основе изучения и группировки параметров свойств ТОП для детального анализа их воздействия на ОС на каждом этапе обращения с отходами построена физическая модель процесса загрязнения ОС (рисунок 1).

Сущность физической модели процесса загрязнения с учетом возможности реализации последовательно зависимых событий может быть выражена следующей формулой, характеризующей, вероятность реализации процесса загрязнения ОС ТОП (Рзагр. ос) как совокупность вероятностей последовательного протекания взаимозависимых физических процессов образования ТОП (Р0бр), внутреннего накопления (Ркак0п,д, внутреннего распространения (Рраспростр-1) внешнего выделения на прилегающую к объекту территорию (Рвыдел), распространения на прилегающей к объекту территории

(Рраспростр-2) •

Рзагр. ОС ~ РобрО Рнакопл) (1 Рраспростр-0 Рвыдел) (1 Рраспростр-2')» (1)

Физическая модель процесса загрязнения положена в основу построения

физической модели процесса снижекия загрязнения ОС, сущность которой заключается в представлении реализуемых процессов как совокупности последовательных и целенаправленных этапов, соответствующих, в свою

очередь, каждюм^^тап^т^о^

¡1, ■ г

1"

-О-

Т>срлм> ""«И щч

ль

43-

К*ш

I ИСТ9ЧМЯ ЯМММШИ Ш I ■У'кеггу территория

<1

И!

Рисунок 1. - Физическая модель процесса загрязнения окружающей среды

ТОП

- процесс сбора-1 необходимо организовать на этапе образования, накопления и распространения ТОП внутри помещений;

- процесс сбора-2 - на этапе их выделения и накопления в местах сбора и при транспортировании по территории города;

- процессы транспортирования и утилизации - на этапе их накопления и распространения в ОС.

__у

'.ом.

У

—пегго-лс:—-

а ........

ПСа .. Ь.

||ь. » «С „ I

•г. « .. и и

I__!

■Д |>ют |

7

•Л - и»

й> 11.

■с,..«*.. ..и.

©

;г

.. V. * С*.'

••с» •• .Л« •

. ..и

«к. ., • 1

»../КГчиг-

т

| И;. ~ »», .

I_

I •«■»>.

•л «>..

>гат

« г л. 'к .

а

Рисунок 2. - Физическая модель процесса снижения загрязнения ОС

Анализ технологических операций, которым подвергаются ТОП в процессе своего «жизненного цикла», позволил заключить, что система снижения негативного воздействия ТСП на ОС (ССНВТОП) в качестве функциональных элементов должна включать: сбор-1 (уборка-1 и уборка-2), сбор-2 (уборка-3 и уборка-4), транспортирование-1, транспортирование-2, транспортирование-3 и утилизацию. При этом ССНВТОП на ОС достигается реализацией двух основных циклов процесса:

- в качестве I цикла процесса предлагаем рассматривать снижение загрязнения ОС в местах их образования, накопления и распространения на ограниченной в пространстве территории (размерами помещения или территорией, прилегающей к объекту);

- под II циклом процесса снижения загрязнения мы понимаем снижение загрязнения ОС при их транспортировании и утилизации во внешней среде.

Рассмотренная, таким образом, система обращения с ТОП даст, в свою очередь, возможность рассматривать результат реализации каждого этапа процесса снижения загрязнения ОС как вероятность, что, в свою очередь, дает возможность сделать заключение о сущности процесса снижения загрязнения ОС с учётом последовательности и »заимозавнсимости событий реализации каждого из его этапов, которая может быть выражена следующей формулой:

Р = 1 _ [1.(1 .Ре6^,) (1 -Р^.,) (1 -Р^,)] [1 .(1 (1 -Рсо^х

хО-Р^ОО-Ру^), (2)

где Рсбор-1• Рсеор-2 • вероятность реализации сбора ТОП за счет организации уборок-1,2,3,4 при условии реализации процесса образования ТОП; Ртрвися1. Ртрмс,1-а Рт,жея} - вероятность реализации транспортирования внутри помещения, по территории города и в места утилизации ТОП соответственно при условии завершения этапов образования и сбора-1, сбора-2; />счрт -вероятность реализации этапа сортирокки; Р?ш - вероятность реализации этапа утилизации ТОП.

Анализ основных этапов процесса снижения загрязнения ОС ТОП позволил заключить, что наиболее эфоективной и энергетически экономичной является реализация 1 цикла процесса, так как относительные затраты энергии на их осуществление будут меньше, но основным препятствиям здесь наряду с нечистоплотностью граждан, недостатком экологического образования является недостаточное количество технических средств сбора и транспортирования ТОП. Реализация II цикла, на наш взгляд, требует значительных энергетических и материальных затрат.

Следовательно, результирующими критериями реализации I и II циклов процесса снижения загрязнения ОС, на наш взгляд, целесообразно считать: экологическую эффективность и энергетическую экономичность.

Для организации системы снижения загрязнения ОС на каждой стадии «жизненного цикла» ТОП предложена классификационная схема системы снижения негативного воздействия ТОП (ССНВТОП) на ОС, отображающая

структуру применяемых методов и способов утилизации отходов (рисунок 3).

Проведенные исследования позволили упорядочить последовательность технологических операций обращения с ТОП, выявить взаимосвязь процессов загрязнения и снижения загрязнения ОС ТОП, определить результирующие критерии реализации процесса снижения загрязнения ОС ТОП, а также разработать методику выбора инженерно-экологических мероприятий, оптимальных для заданных условий технологии обращения с ТОП.

Для практической реализации выбора технических средств получены параметрические зависимости экологической эффективности и энергоемкостного показателя как результирующих параметров реализации процессов сбора и транспортирования ТОП с учетом физической сущности данных процессов.

лт

< «I ИЧ«ГЯК»1111И ИГ1 них <>•»> 110.1ПМН 11« »»хмшкюшл |мг.ш«<пииоа ттыемм

* > II К II Н О II А .1 |> II и I 1 Т А II Ы

т

»1_Трмццр^

>С

У И к и И О II 1 .НИЩ > .1 I 41 г II I Ы Г I II II пи и и

Рисунок 3. - Классификационная схема ССНВТОП на ОС

Так, для этапа сбора расчетные зависимости результирующих критериев выбора следующие:

Экологическая эффективность

' ( |Г-- Г (| , }1

(3)

и

Энергоемкостный показатель

Е>

0,033-10-* +

у

я-г

)• I

Для этапа транспортирования параметрические зависимости результирующих критериев выбора имеют вид: Экологическая эффективность

■I

н

У / / .

1- 1-2,4- ВуУтп1 (1-0.055» р.-^ )

.1 ^ к*')

Энергосмкостаый показатель

0.033■ ю в • £т_„„ - - п • 5 + £^ + . Ъ(руёу

£3 _ _¿^_* Т Рч. Г—_

(К, *,)

(5)

(6)

В третьей главе разработана методика оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с ТОП на городских территориях, основные этапы которой заключаются в следующем (рисунок 4).

Г 1 ЭТАП - С.ЬОГ ИМ«-

и—

Рисунок 4. - Блок схема реализации методики оценки и выбора высокоэффективной и энергетически экономичной системы

Для практической реализации предлагаемой методики оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с ТОП разработан и описан алгоритм последовательных действий.

По результатам анализа параметрических зависимостей представлены основные направления совершенствования способов и средств сбора и транспортирования ТОП для реализации дальнейшей их утилизации.

Четвертая глава посвящена практической апробации методики оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с ТОП.

Для реализации методики оценки и выбора предварительно были выбраны участки городских территорий на примере г. Ростова-на-Дону и г. Ейска. Для выбранных вариантов участков территории нами выполнена реализация методики выбора оптимальной технологии реализации этапов сбора и транспортирования с точки зрения экологической эффективности и энергетической экономичности реализации процессов.

Практическая реализация методики осуществлена с помощью ЭВМ последовательно:

1. Сформирован блок исходных данных для формирования ССНВТОП на ОС, включающий информацию об исследуемом участке территории (площадь участка, количество населения и др.) и данных об образующихся ТОП (количество ТОП, нормы удельного образования и др.).

2. Сбор и систематизация набора технологических комбинаций «метод-способ-вид» реализации процесса снижения загрязнения ОС ТОП на этапах обращения с ТОП в условиях рассматриваемых участков городских территорий позволил выбрать технологическую комбинацию, обладающая несомненными техническими и экономическими преимуществами: «метод «механический»-способ «с помощью твердого сплошного тела»-вид «механизированный».

3. Сопоставление технологических свойств подобранных групп «метод-способ-вид» с реальными технологическими характеристиками и особенностями местности позволил выбрать следующие для дальнейшего рассмотрения.

I Механический - бесконтейнерный - с помощью мешков для сбора ТОП;

П Механический - с несменяемыми контейнерами - металлические -стандартные;

Ш Механический — с несменяемыми контейнерами — металлические — евроконтейнеры.

4. Рассчитанные значения эффективности процесса сбора и значения параметров для трех выбранных вариантов технологий реализации процесса сбора показали наибольшую экологическую эффективность в случае применения евроконтейнеров (Е эф = 85,54 % - для г. Ростова-на-Дону, Е эф = 87,19 % - для г. Ейска).

6. Сбор и систематизация данных о реализации транспортирования ТОП позволил сформировать набор технологических комбинаций «метод-способ-вид» реализации процесса снижения загрязнения ОС ТОП на этапе транспортирования в условиях рассматриваемых участков городских территорий

7. Сопоставление технологических свойств подобранных групп «метод-способ-вид» с реальными технологическими характеристиками и особенностями местности позволил выбрать следующие для дальнейшего рассмотрения:

I Механический - одноэтапная система - прямой вывоз - собирающие мусоровозы с задней загрузкой;

П Механический - одноэтапная система - прямой вывоз - собирающие мусоровозы с универсальной загрузкой;

8. Рассчитанные значения эффективности процесса транспортирования и значения параметров для двух рассмотренных вариантов технологий реализации процесса сбора показали наибольшее значение экологической эффективности в случае применения мусоровозов с задней загрузкой (Е эф = 89,75 % % - для г. Ростова-на-Дону, Е эф= 90,0 % - для г. Ейска).

Таким образом, сформированная система СНВТОП на ОС в условиях рассматриваемых участков территорий г. Ростов-на-Дону и г. Ейска включает сбор ТОП в евроконтейнеры емкостью 1,1 м3 и транспортирование собирающими мусоровозами с задней загрузкой, так как именно эти способы обеспечивают максимальную эффективность процессов сбора и транспортирования ТОП.

С целью расширения области практического применения диссертационной работы, методика оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с ТОП, включающей сбор и транспортирование ТОП, апробирована в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров профиля «Инженерная защита окружающей среды» в курсе лекции и на практических занятиях по дисциплинам «Утилизация отходов», «Управление охраной окружающей среды», «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлено решение актуальной проблемы по повышению экологической безопасности городских территорий за счет снижения негативного воздействия ТОП на состояние ОС путем разработай и практической реализации теоретических и методических положений методики выбора экологически эффективных и энергетически экономичных инженерно-экологических мероприятий по реализации каждого этапа процесса обращения с ТОП на базе использования основных положений теории устойчивости дисперсных систем.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ условий и особенностей негативного воздействия системы обращения с ТОП в целом и отдельных ее элементов на ОС, позволяющий построить физические модели процессов загрязнения и снижения загрязнения ОС ТОП.

2. Выполнен анализ и исследованы основные особенности, преимущества и недостатки используемых для урбанизированных территорий методических подходов к обращению с ТОП; выявлена и обоснована наиболее перспективная научная основа для исследований;

3. Рассмотрены ТОП с позиций теории устойчивости дисперсных систем и проведен анализ изменения их устойчивости как дисперсной системы, позволяющий охарактеризовать состояние ТОП и закономерности их взаимодействия с ОС;

4. Разработана и построена физическая модель процесса загрязнения ОС твердыми отходами, которая раскрывает взаимосвязи между дисперсными системами, участвующими в данном процессе, и выявляет последовательность осуществления зависимых друг от друга этапов обращения с ТОП;

5. Разработана и построена физическая модель процесса снижения

загрязнения ОС твердыми отходами, которая раскрывает взаимосвязь с процессом загрязнения ОС посредством последовательной и целенаправленной реализации этапов снижения загрязнения, соответствующих каждому этапу процесса загрязнения ОС;

6. Разработана классификационная схема системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС (ССНВТОП), которая выделяет в качестве функциональных элементов сбор-1, 2; транспортирование-1,2,3; утилизацию ТОП и позволяет осуществить выбор технических средств на основе изучения физической сущности реализации каждого этапа процесса снижения загрязнения ОС твердыми отходами;

7. Получены параметрические зависимости экологической эффективности и энергоемкостного показателя этапов сбора и транспортирования ТОП, которые позволяют оптимизировать рабочие параметры и прогнозировать степень экологической безопасности различных вариантов системы снижения негативного воздействия ТОП на ОС;

8. Разработана методика оценки и выбора экологически эффективных и энергетически экономичных инженерно-экологических мероприятий по реализации сбора и транспортирования отходов, позволяющая сформировать такую систему с максимальными значениями экологической эффективности и энергетической экономичности для обеспечения экологической безопасности городских территорий;

9. Выполнена практическая апробация методики оценки и выбора экологически эффективной и энергетически экономичной системы обращения с ТОП на городских территориях.

Условные обозначения

¿^Ю"26 _ константа межмолекулярного взаимодействия, Дж-м2; р« - динамическая вязкость воздуха, Па-с; Мтп - удельная масса ТОП исходя из значений нормы накопления на 1 расчетную единицу, кг, Р^ф. - объем емкости для сбора ТОП, м3; А- ч - эквивалентный диаметр частиц ТОП, м; - скорость движения

технического средства, м/с; ртп - плотность ТОП, кг/м3; - линейный размер технического средства, м; 5 - площадь поверхности уборки территории, м2' Утп -удельный объем образующихся ТОП, м3/год; У^ср. - вместимость технического средства, м3; Ку - коэффициент уплотнения; Кр - коэффициент расширения; рТОп -начальная плотность ТОП, кг/м3; У11ач, Укон - пределы интегрирования, равные объему ТОП в начальный и конечный моменты уплотнения, м3; сг(р) - символ взаимосвязи напряжений и плотности ТОП

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

Работы, опубликованные в рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Парамонова, О. Н. Физическая модель процесса загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления [Электронный ресурс] / В. И. Беспалов, О. Н. Парамонова // Инженерный вестник Дона. - 2012. - № 4 (часть 1). - URL: www. http://ivdon.ru/magazine/archive/n4ply2012/l 1.

2. Парамонова, О. Н. Физико-энергетическая концепция описания процессов загрязнения и снижения загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления [Элеьпронный ресурс] / В. И. Беспалов, О. Н. Парамонова // Науковедение. - 2013. - вып. 5 (18). - URL: httpi//naukovedenie.ru/PDF/33trgsu513.pdf.

3. Парамонова, О. H Рассмотрение твердых отходов потребления как дисперсной системы [Электронный ресурс] / О. Н. Парамонова // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 3. - URL: http j'/ivdon.ru/magazine/archive/n3у2013/1933.

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Парамонова, О. Н. Анализ подходов к организации систем управления твердыми бытовыми отходами [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Известия Ростовского государственного строительного университета. - 2011. - № 15. - С. 97-104. - ISSN 2223-2575

5. Парамонова, О. Н. Классификационно-методические основы борьбы с загрязнением окружающей среды твердыми отходами потребления [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Сб. науч. тр. SWorld. Мат. Межд. науч.-пракг. интернет-конф. «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развитая '2012». - Вып. 3. Т. 9. - Одесса: Куприенко, 2012.-С. 75-81.-ISSN 2224-0187

6. Парамонова, О. Н. Экономические аспекты обращения с твердыми отходами потребления в условиях городского хозяйства РФ [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Мат. VIII МЪкд. наук.-практ. конф. «Наука в шформацшному npocropi», 4-5 жовт. 2012 р.: В 7 т. Т. 7. - Дншропетровськ: Бша К.О., 2012.-2012. - С. 62-64. - ISBN 978-617-645-078-8

7. Парамонова, О. Н. Физические основы снижения негативного воздействия твердых отходов потребления на окружающую среду [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Сб. науч. тр. SWorld. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2012». - Вып. 4. Т. 6.-Одесса: Куприенко, 2012-С. 76-80.-ISSN 2224-0187

8. Парамонова, О. Н. Физическая модель процесса снижения загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Мат. IX межд. науч.-пракг. конф. «Современные научные достижения-2013», Прага, 27.01 - 05.02 2013 г. - Прага, 2013. - С. 92-96. - ISBN 978-966-8736-05-6

9. Парамонова, О. Н. Анализ основных направлений обеспечения экологической безопасности предприятий по обращению с твердыми отходами потребления как объектов городского хозяйства [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // Сб. док. конф. Межд. ассоциации по твердым отходам (ISWA) «Передовые технологии переработки и захоронения отходов: ориентиры применения и критерии выбора», 28-29 мая 2013 г., Россия, Москва. - М.:ЗАО «Фирма СИБИКО Интернешнл», 2013.- ISBN 978-5-904941-06-2

10. Парамонова, О. Н. Новый подход к выбору технологии утилизации твердых отходов потребления [Текст] / О. Н. Парамонова, В. И. Беспалов // European Applied Sciences is an international, German / English / Russian language, peer-reviewed journal and is published monthly. - 2013. - №1, # 1/1. - C. 202-204. - ISSN 2195-2183.

ПАРАМОНОВА ОКСАНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ И ВЫБОРА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ЭКОНОМИЧНОЙ СИСТЕМЫ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ ОТХОДАМИ ПОТРЕБЛЕНИЯ НА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 03.09.2014 г. 469/14. Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 1,0.

Формат 60 х 84 /16. Бумага белая. Ризограф. Редакционно-издательский центр Ростовский государственный строительный университет 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162