автореферат диссертации по энергетике, 05.14.16, диссертация на тему:Снижение негативного воздействия строительных отходов на окружающую среду при очистке крупных городов

л ^

^ Соломин Игорь Александрович /

На правах рукописи

/V ■>"

СНИЖЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭТХОДОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ ОЧИСТКЕ КРУПНЫХ ГОРОДОВ (НА ПРИМЕРЕ г. МОСКВЫ)

Специальность 05. 14. 16. - технические средства и методы защиты окружающей среды.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 1999 г.

Работа выполнена на кафедре «Организации и технологии гидромелиоративных работ» Московского государственного университета природообустройства.

кандидат технических наук, профессор Сметании В. И.

доктор технических наук, профессор Пуныреи П. И.

доктор технических наук Мирный А. Н.

кандидат технических наук, профессор Грозав В. И.

Центральный научно-исследовательский и проектно-

экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительства (ЦНИИОМТП)

Защита состоится « 24 » января 2000 г. в «15» часов на заседании диссертационного совета по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан « 10» декабря 1999 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 120.16.01,

профессор Яковлева Л. В.

Н93Ы ,0 Н393.008.5.О

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Любая спрасль промышленности оказывает негативное здействие на окружающую среду, в том числе и строительство. Одним из новных факторов негативного воздействия на окружающую среду роительного производства являются образующиеся строительные отходы. В настоящее временя часть образующихся строительных отходов вывозят свалки и полигоны, другую часть захоранивают непосредственно вблизи :ст их образования, нанося тем самым серьезный урон природной среде, и лысо небольшая часть отходов идет непосредственно на переработку.

Известно, что строительное производство нуждается в строительных ггериапах и для их получения расходуется большое количество минерального фья, энергетических и водных ресурсов, получение которых также оказывает гативное воздействие на окружающую среду.

Одним из важнейших резервов экономии материальных и энергетических сурсов в области строительства может стать использование отходов •едприятий сборного железобетона и строительных объектов в виде тонного лома.

R России до недавнего времени отходы железобетона практически не илпзировались, так как отсутствовали экономные способы их переработки, хнологическое оборудование для разрушения крупногабаритных зданий, анако в 80-е годы на основе комплексных исследований были разработаны комендации и ряд нормативных документов, которые способствовали воению прогрессивных технологических разработок.

С 1981 года Москва занимается проблемами переработки строительных ходов, и к настоящему времени в городе организовано несколько юизводств по их переработке. Все они по ряду объективных причин еполготовленности исходного и получаемого материала, низкой юпзводительности, составу технологического оборудования) не могут ¡еспечить высококачественную переработку всех строительных отходов, ¡разовавшихся и образующихся в городе. Анализ же накопленного опыта оричного использования бетона в строительстве показывает, что за счет шменения рациональных технологических схем переработки отходов бетона, ;лсюбетона и боя кирпича, использования современного оборудования и З'чшения качества вторичного щебня может быть обеспечена его нкурентоспособность с природными заполнителями.

Избежать негативных последствий строительной деятельности в части разования отходов и получить высококачественный вторичный роительный материал позволит разработанная на перспективу система их opa и утилизации.

Санитарная очистка и уборка современного города должна развиваться основе прогнозируемых решений по сбору, транспортировке, захоронении переработке отходов, объединенных по целям и задачам в схему санитар} очистки. Такой проект является программным документом, котор определяет направления развития данной отрасли. Очистка городов строительных отходов является неотъемлемой частью общей схе: санитарной очистки населенных мест от промышленных и бытовых отходов.

Основными требованиями к разработке схемы очистки города строительных отходов должны являться как экологическая безопасность, та! минимальные затраты с получением максимальной прибыли от реализац вторичных строительных материалов.

Все это определяет необходимость создания в городе четкой систе!\ сбора, транспортировки и утилизации строительных отходов, обеспечивают полную экологическую безопасность и минимальные затраты при утилизации.

Цель работы - разработка механизма, позволяющего как енпзи негативное воздействие строительных отходов на окружающую среду п сборе, транспортировке и захоронении, так и получать высококачественнь продукт путем переработки для дальнейшего использования в строительстве Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

• Анализом международного и отечественного опыта в части изучен наиболее оптимальных технологических схем переработки отходов бетог железобетона и кирпича, образующихся в результате различш деятельности строительных организаций и инженерных служб городов;

• Изучением и исследованием закономерности состава и объем« образования строительных отходов Москвы от различных вид< деятельности, их классификацией в зависимости от возможное-; совместного сбора, транспортировки и утилизации;

• Разработкой методики подбора установок по переработке строитсльнь отходов в зависимости от свойств перерабатываемого материала технических условий на получаемые вторичные строительные материал! Составлением бизнес-планов на создание предприятий по переработ! строительных отходов с получением вторичных строительных материало:

• Разработкой программного обеспечения для определения оптимально! количества центров, перерабатывающих строительные отходы, мест 1 расположения и маршрутов перевозок в рамках решения задачи г составлению схемы санитарной очистки г. Москвы от строительны отходов;

• Разработкой программного обеспечение по расчету затрат на санитарну] очистку города от строительных отходов и определению эколог«

экономической эффективности различных вариантов утилизации строительных отходов. Научная новизна.

И ¡учены закономерности образования строительных отходов в Москве, исследован cocían и объемы образования строительных отходов от различных форм деятельности. Установлена связь возможного способа сбора и переработки в зависимости от источника образования. Разработана меюдика подбора установок по переработке строительных отходов. I 1сследо»апы физико-механические характеристики щебня из строительных отходов, получаемого на перерабатывающих установках города, и разработаны рекомендации по его применению. Разработано программное обеспечение по расчету затрат на санитарную очистку города от строительных отходов.

Разработан программный комплекс решения задач автоматизации процессов формирования, ведения и использования баз данных картографической информации об источниках образования, пунктах захоронения и переработки строительных отходов. Разработанное программное обеспечение позволяет решать задачи по оптимизации перевозок строительных отходов от мест образования до мест переработки н захоронения с учетом мощностей перерабатывающих центров, расчету необходимого количества перерабатывающих центров и их размещению. Проведена эколото-экономическая оценка различных вариантов утилизации строительных отходов, позволяющая разработать оптимальные варианты получения вторичного строительного материала, экономию средств на транспортировку и захоронение отходов с предотвращением возможною экологического ущерба.

Практическое значение и внедрение результатов работы. Использование результатов диссертационной работы позволяет решить туюшне экологические вопросы, стоящие перед городом: Уменьшить натрузки на существующие полигоны захоронения отходов и, тем самым, уменьшить потребность в отводе новых земель под захоронение отходов;

Захоранивать неперерабатываемую часть строительных отходов на обустроенных политопах и, тем самым, снизить вероятность загрязнения природной среды в районе полигонов;

Исключить предпосылки для возникновения несанкционированных

свалок:

Уменьшить обьемы транспортных перевозок строительных отходов и, тем самым, снизить загрязнение атмосферного воздуха от выбросов вредных веществ автотранспортом, снизить нагрузки на автодороги;

• Получить вторичное строительное сырье, необходимое для нужд гор( тем самым, снизить потребности в первичных строительных матери Уменьшить площади отвода новых земель под карьеры по до строительных материалов и количество отходов при их разраб Снизить транспортные расходы по доставке строительных матер!^ город.

Основные результаты диссертационной работы использованы разработке «Схемы очистки Москвы от строительных отходов», утверждс Управлением жилищно-коммунального хозяйства и благоустро! правительства Москвы. Организационно-технологические решения по В1 количеству и местам размещения перерабатывающих установо захоронению неутилизируемой части строительных отходов от разли источников образования и использования в строительстве щебня, получае из разрушенного бетона, легли в основу «Схемы размещения предприят! сбору и переработке вторичного сырья в Москве».

Апробация работы. Основные материалы работ докладывались на 34-ой международных конференциях «Проблемы управления качес окружающей среды» - Москва, 1997,1999 гг., конференции «Экологич« проблемы крупных административных единиц мегаполисов»- Москва, 19'. научно-технических конференциях Московского государствен университета природообустройства - Москва, 1998,1999 гг., междунаро; научно-технических семинарах (Афины -1997 г., Лозанна -1998 г), Москов городской научно-практической конференции «Автотранспортный комшк экологическая безопасность» - Москва, 1999 г., научно-практиче конференции «Реконструкция - стратегическое направление в строитель1 архитектуре и жилищно-коммунальном хозяйстве на современном з развития России» - Москва, 1999 г., международной научно-практиче конференции «Экологическая безопасность в строительстве » - Москва, 19! Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методика подбора установок по переработке строительных отход< зависимости от источника их образования и технических требована вторичные строительные материалы.

2. Организационно-технологические решения по сбору и транспортире количеству и местам размещения установок по переработке строитель отходов.

3. Эколого-экономическая оценка схем очистки городов от строитель отходов.

Публикация результатов. Материалы диссертации изложены в двадцати ырех публикациях в виде материалов и статей.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 66 рисунка, 46 таблиц, 5 глав, юды, список использованной литературы, приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы и сформулирована цель ледований.

В первой главе на основании мирового опыта в области переработки оительных отходов дан анализ состояния проблемы. Выявлены эномерности образования строительных отходов от различных источников. :лан прогноз увеличения образования строительных отходов. Показаны имущества и недостатки в области переработки строительных отходов, юаны принципы организации системы очистки городов от строительных одов в различных странах. Приведены области применения вторичных оительных материалов, получаемых от переработки строительных отходов.

Палитра возможных областей применения регенерированного оительного сырья уже сегодня разнообразна и продолжает расширяться, речая все большее признание как со стороны государственных, так и тных заказчиков.

Во второй главе проанализированы виды и источники образования отельных отходов в Москве. Определены суммарные объемы образования зстав строительных отходов в городе до 2010 года.

Очистка города от строительных отходов предусматривает:

- переработку части отходов (бетона, железобетона и каменных ериалов) по вторичное сырье;

- вывоз и захоронение на полигонах той части отходов, которая не может гь использована как вторичный строительный продукт.

В Москве строительные отходы образуются при сносе и реконструкции ннй и сооружений, при производстве строительных материалов, деталей и 1струкциГ1, ремонте жилья, инженерных сетей и сооружений. Кроме того, в скве ежегодно возводится более 3 миллионов кв. м нового жилья, (оптируется силами жильцов до 22 тысяч квартир, осуществляются чшельиые объемы работ по капитальному ремонту жилого фонда ДЕЗами.

На рисунке 1 показаны прогнозируемые объемы образования оительных отходов в г. Москве, за период 1998-2010 гг. На рисунке 2 :азано усредненное процентное содержание строительных отходов (по личным источникам образования) от их общего количества, ^обладающими видами строительных отходов в городе являются бетон, тезобетон и кирпич (таблица 1).

4500 0 40000 £ 3500.0

В 3000.0 |

S 2500.0

I

I 2000.0 | 1500.0 1000.0 JOO.O 00

1998 1999 2000 2001 2002 2001 200-1 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Годы

• Суммарный объем С11К111 (C-'IUIЫV ОТЧОДОЦ, 1ЫС i ') o.i -•—Суммарный обьем бетона, содержащегося в сipoiцельных in\o;iax. тыс г/юл

Рис. 1. Прогнозируемые объемы образования cipoiiie;n,m.ix отходов s в г. Москве, за период 1998-2010 п.

Рис. 2. Усредненное процентное содержание строительных отходов от общего количества по различным источникам образования.

Как видно из рис. 1 в Москве после 2000 года ожидается глобальный рос образования строительных отходов, и если не применять мер по и переработке, это может отрицательно сказаться на экологической обстановке Московском регионе. Уже в настоящее время рост городов Московског региона и развитие промышленности привело к значительному увеличешн

1чес гва и изменению качества морфологического состава бытовых и мышленных отходов, которые при неправильном сборе, несвоевременном тении и неудовлетворительном обезвреживании наносят большой ущерб ггарному состоянию населенных мест и Лесопарковому защитному поясу, ывая загрязнение воздуха, почвы, водоемов и подземных вод.

Таблица 1.

Обьемы строительных отходов по различным источникам образования,

'гыс.т.

сточпнк оорлзонаннн отходов Отходы за период 1998-2010 гг. Содержания бетона, железобетона н кирпича от общего количества отходов, %

Всего отходов Бетон, железобетон, кирпич

ШНСфукЦИЯ 4474.9 2671,8 60

.ншт 24678,8 23133,3 94

роГшмдуетрия 1009,1 879.1 87

нос строительство 560,6 448.5 80

ого 30723,3 27132.6 88

ОС 9209,8 7679.0 83

его 39933,1 34811,6 87

До недавнего времени более 90% ТИО Москвы захоранивалось на 3-х :твуюпшх крупных полигонах (Тимохово, Хметьево, Икша). »мышленные отходы, приравненные к ТБО, частично захоранивались на \ же полигонах, а также на полигоне МГУII "Промотходы" (Саларьево). оительные отходы вывозились на эти же полигоны захоронения. В педние годы произошло существенное перераспределение потоков отходов нижнем Подмосковье. Там стали лицензироваться и открываться ранее )ьпые свалки. К настоящему времени таких лицензированных свалок 1игывас1ся 45 шт. В Подмосковье имеются свалки, которые еще не учили лицензии, но на них продолжают вывозиться отходы. Общее ичество свалок Московского региона по данным НПЦ «Геоцентр-Москва» гавляет - 153 шт. При организации таких свалок основную роль играли юры, учитывающие сиюминутную экономию средств при строительстве и тлуатапии, поэтому все свалки (как санкционированные, так и япкииоиированные) расположены на неиспользованных землях, в аботанны.х карьерах по добыче минеральных грунтов, поймах рек, вблизи еденных пунктов. Отходы складывались на неподготовленную с сенерпон точки зрения территорию. Свалки образовывались без какого-о предварительного технико-экономического обоснования, полностью

отсутствуют инженерно-экологические расчеты по определению негативного воздействия на окружающую среду и надлежащий контроль составом вывозимых отходов, что не исключает возможность вывоза на свал больничных, токсичных и радиоактивных отходов. Полигоны же захоронен находящиеся в эксплуатации города (Тимохово, Икша, Саларьево), бы построены и эксплуатируются с соблюдением всех технических экологических требований, что потребовало больших капитальных вложеш В настоящее время руководство этих полигонов расходует большие средст на эксплуатацию (в соответствии с экологическими нормами эксплуатап полигонов данного класса). Для соблюдения экологической безопасное вывоз неутилизируемой части строительных отходов необходимо направл) только на официальные полигоны, эксплуатируемые городом.

В главе 3 рассмотрены основные требования для подбора установок переработке строительных отходов.

Процесс подбора установки для переработки строительных отход состоит из следующих этапов:

4 определение качества перерабатываемых материалов и техническ требований к получаемому конечному продукту;

♦ определение возможного местоположения площадки для мопта: установки;

♦ разработка схемы первичной подготовки строительных отходов и схек материального потока строительных отходов к местам переработки захоронения;

♦ выбор типа установки;

♦ выбор функциональных узлов установки;

♦ определение нагрузки на площадку и требуемой площади (мес складирования перерабатываемого материала, его подготовки, переработк складирования готовой продукции, размещение технических служб и т. д/

♦ увязка с инфраструктурой;

♦ решение проблем защиты окружающей среды.

Одним из главных условий возможности применения полученнь вторичных строительных материалов является их соответствие техничет условиям, предъявляемым к первичным строительным материалам. Д. установления данного соответствия были изучены технологии переработки характеристики получаемых материалов на различных установках 1 переработке строительных отходов. На некоторых установках были отобраг пробы получаемых материалов и проведены их испытания в ГУ «МособлстройЦНИЛ». На основании выполненных исследований разработан и согласованы с ВНИПИИстромсырье «Рекомендации по применению шеб| из продуктов переработки сносимых пятиэтажных крупнопанельных здаин

соидицпонных бетонных и железобетонных изделий».

В главе рассмотрены техника и технологии переработки строительных содов. Приведены технологические решения по оптимизации подбора трудоваппя, обеспечивающего экологическую безопасность и техническую ))екгивность при минимуме затрат, в зависимости от состава и качества и введенного анализа техники и технологии переработки строительных ;одов.

следования показали, что строительные отходы в зависимости от источника )пзопания разнородны по составу, и при дальнейшей утилизации будут шчаться способом сбора, транспортировки и предварительной подготовкой 1 последующей переработки. Исходя из этого, их предложено разделить на ■ группы:

I группа - отходы, образованные при реконструкции зданий и сужений, ремонте зданий и сооружений, новом строительстве, шзводстве строительных материалов, деталей и конструкций,

И группа - отходы, образованные при сносе и разборке зданий и ружений.

Как показали исследования, наибольшее количество составляют оительные отходы I группы. Отходы этой группы разнородны по составу и еству, рассредоточены, загрязнены и при утилизации требуют тщательной

ИфОВКИ.

Схемы сбора и транспортировки строительных отходов II группы ппчаются в зависимости от способа сноса здания.

Исходя из опыта работы действующих комплексов по переработке отельных отходов, анализа техники и технологий переработки оительных отходов приведены технологические решения по оптимизации бора оборудования, обеспечивающего экологическую безопасность и ническую эффективность при минимуме затрат. В главе доказано имущее!во переработки отходов 1 группы на сборно-разборных установках дроблением материала на роторной дробилке ударно-отражательного с 1 вия и с последующей сортировкой по фракциям. Не исключается торное дробление крупной фракции по замкнутому циклу. Строительные оды И группы целесообразно перерабатывать на стационарных комплексах вухстадийным дроблением и с последующей сортировкой по фракциям эвой продукции. Первичное дробление рекомендуется выполнять на :овых или валковых дробилках, вторичное - на ударно-отражательных.

Для определения целесообразности переработки строительных отходов условий города были разработаны «бизнес-планы».

В главе 4 на основании разработанного программного комплекса расчету оптимального количества центров, перерабатывающих строительн отходы, мест их расположения и выявления рациональных маршрут перевозок определены рациональные схемы транспортных потоь строительных отходов на перерабатывающие центры и полигоны захорони (рис 3).

Рис. 3. Структура программного комплекса по обоснованию схемы санитарной очистки города от строительных отходов.

Схемы разработаны индивидуально для каждого года расчетнс периода 1999-2010 гг. и каждой из двух групп строительных отходов.

При разработке учитывалась существующая схема расположен действующих стационарных и мобильных дробилыю-сортировочи комплексов и их реальная производительность. Предусмотрено создан новых комплексов на территориях действующих предприятий стройиндустр!

а также в местах массового расположения-сносимых здании для сохранения балансамощностей перерабатывающих комплексов и растущих объемов отходов.

Строительством новых центров устранен ежегодный дисбаланс между объемом образующихся отходов и суммарной мощностью перерабатываюштгх центров, определен округ (за исключением Центрального административного округа), в котором целесообразно это строительство и оптимизированы ежегодные затраты на транспортировку строительных отходов от мест их образования к местам переработки и утилизации.

Выходная информация представлена следующими материалами:

а) картографическая:

- схемы размещения действующих и предлагаемых центров по переработке;

- схемы оптимальных маршрутов перевозок строительных отходов из административных округов на перерабатывающие центры;

- схемы оптимальных маршрутов перевозок строительных отходов из

административных округов и перерабатывающих центров на полигоны.

б) табличная:

- таблица протяженности маршрутов между перерабатывающими центрами и округами;

- таблицы объемов вывоза материалов, по голам от округа к центру, на котором предполагается производить его переработку;

- таблица протяженности маршрутов от перерабатывающих центров и экруговк полигонам;

- таблицы объемов вывоза материалов по годам от округов и центров переработки на соответствующий полигон.

Задача по разработке программного комплекса была решена с использованием методов и средств, предоставляемых геоинформационными ;истемами (ГИС).

Расчетами определено, что общее количество установок для к'рераоогкн образующихся в городе строительных отходов к 2006 году юлжно составить 28 ед. (табл. 2).

Таблица 2.

Расчетное количество установок по переработке строительных о гходов в г. Москве.

Пи 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 20062010

Пр. 4 1! и 12 12 12 13 13 15

II гр.. 2 3 3 4 5 6 8 8 13

15ссю 6 14 14 16 17 18 21 21 28

№№ П.П. Наименование адмииистратив ного округа, из которого вывозятся отходы на переработку Объемы строительных отходов по центрам переработки, тыс. т

Существующие Проектные Итого

Дробус Саторн Экотех-п ром Г, ш К САО ЗАО ЮВАО СЗАО ЮАО СВАО О < 2

1 Северо-Западный 0 0 0 0 0 0 0 237. 0 0 0 237,1

2 Западный 0 0 0 0 0 237,7 0 0 0 0 0 237,7

3 Юго-Западный 0 0 55.6 0 0 0 0 0 0 0 180 235,6

4 Южный 0 0 24.4 0 0 0 0 0 111. 0 0 236,2

5 Юго-Восточным 0 0 0 0 0 0 180 0 61.9 0 0 241.9

6 Восточны)! 0 0 0 240.5 0 0 0 0 0 0 0 240,5

7 Северо-Восточны) 48 0 0 0 0 0 0 0 0 188 0 236

8 Северный 0 0 0 0 281, 0 0 0 0 0 0 281,7

9 Центральный 0 0 0 0 78.3 22,3 0 0 6,3 75,3 0 282,2

10 Зеленоград 0 84 0 0 0 0 0 122, 0 28,7 0 235,6

Итого 48 84 180 40,5 360 360 180 360 180 292 180 2464,5

Производительность центра 48 84 180 300 360 360 180 360 180 360 180 2592

Резервная производительность центра 0 0 0 59,5 0 0 0 0 0 68 0 127,5

Рис. 4. Оптимальные направления и расстояния перевозок, ежегодно образующиеся объемы строительных отходов, доставляемых на переработку в 2006-2010 гг. (1 Iрупна)

" В главе 5 представлены экономические расчеты по определению алогической эффективности переработки строительных отходов в Москвы, ри выполнении расчетов учитывались следующие факторы:

■ количество поступающих строительных материалов;

■ ценовые структуры депонирования и приема на переработку;

■ стоимость вторичного и природного щебня;

■ тарифы и расстояния транспортировки на полигоны захоронения и :тановкн по переработке строительных отходов.

При расчетах предполагалось, что установки по переработке построены астными инвесторами и осуществляют прием отходов от города за пределенную плату. Образованные в городе строительные отходы вывозятся эммунальнымн службами за бюджетные средства города на полигоны иоронения и/или на установки по переработке строительных отходов, риобретепие щебня осуществляется также из бюджетных средств.

Расчеты проводились для 2-х вариантов:

- Вариант 1 - весь образующийся в городе объем строительных отходов 1хоранивается на полигонах.

Вариант 2 - часть строительных отходов сдается на переработку.

Расчеты выполнены с помошыо разработанного программного обеспечения а ПЭВМ п проводились для каждой из рассматриваемых двух групп гроптельных отходов. Расчеты показали, что экономия городских бюджетных эедств при переработке отходов бетона, железобетона и кирпича по эавнешпо с захоронением иа полигонах может составить - от 170,7 млн, руб. 1909 г.) до 309,4 млн. руб. (2006 г.)( иены на II квартал 1998 г.).

С помощью разработанного программного комплекса (рис. 3) по пределеншо эколого-экономической эффективности различных вариантов типизации строительных отходов были определены наиболее оптимальные лрианты утилизации строительных отходов как по экономическим, так и по кологпческим показателям. При выполнении этих расчетов учитывались педующие факторы, влияющие на рентабельность установок:

- количество и качество поступающих строительных материалов;

- ценовые структуры депонирования;

- себестоимость переработки;

- расстояния транспортировки на полигоны захоронения и на установки по ереработке строительных отходов;

- экологические факторы.

Расчеты проводились для каждой из групп отходов, причем для II группы гходов рассматривались следующие технологии сноса зданий и переработки гходов:

- производится слом здания, и часть отходов от мест образования перевозятся на полигоны захоронения, часть - на стационарные центры переработки строительных отходов.

- производится разборка здания и все бетонные и железобетонные конструкции перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов.

- производится разборка здания и все бетонные и железобетонные конструкции, не содержащие утеплитель, перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов, содержащие утеплитель и остальные отходы вывозятся на полигоны захоронения.

Расчет сравнительной оценки эколого-экономической эффективности различных технологий переработки строительных отходов проводился в среде Excel программой Экономика, xlw.

Результаты расчетов представлены в виде рисунков (рис. 5-8) и в табличной форме.

Годы

Ш1Все отходы от мест образования перевозятся на политопы захоронения ТБО.

I—1 Часть отходов от места образования перевозится на полигоны захоронения ТБО, часть на перерабатывающие центры Экономический эффект

Рис. 5. Экономический эффект при утилизации строительных отходов (группа 1).

1 ..о

1 -40 I 20 , 100 § о «о ¿0 60 0 40

о:о ооо

19<» 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Годы

М Все отходы от мест образования перевозятся на полигоны захоронения ТБО

О Часть отходов от места образования перевозится на полигоны захоронения ТПО 'меть - на перерабатывающие центры

Рис 6 ОшосшельньШ ущерб от чафяшашя шмдупиюй среды (группа I).

250

Й 100

ш

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200? 2008 2009 2010 4 Голы

О При сломе зданий, образовавшиеся отхолы вывозятся на полигон захоронения

□ При с юмс зданий, часть оиразоьавшихся отходов перевозится на стационарные центры переработки строительных 1 отходов

□ При ра ¡боркс зллиий, все же:1е).»Г>егонные конструкции перевозятся на стационарные иентры переработки строительных отходов,

□ При разборке зданий, все бетонные и железобетонные конструкции, не содержащие утеплитель, перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов, откоды, содержащие утеплитель, и остальные отходы вывозятся на полигоны захоронения

Рис. 7. Затраты при улшгаиии строительных отходов (группа II).

600 5.00 а4.00

В

1з.оо £2.00 1.00 0.00

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Годы

□ Прн сломе здании, образовавшиеся отходы вывозятся на полигон захоронения

Q При сломе зданий, часть образовавшихся отходов перевозится на стационарные центры переработки строительных опгходов.

□ При разборке зданий, все железобетонные констру кцни перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов.

Q При разборке зданий, все бетонные и железобетонные конструкции, не содержащие утеплитель, перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов, отходы, содержащие утеплитель, и остальные отходы вывозятся на полигоны захоронения.

Рис. 8. Относительный ущерб от загрязнения воздушной среды (группа II).

При выполнении расчетов учитывались экологические факторы:

• загрязнение атмосферы при транспортировке отходов;

• отвод земли под захоронение отходов.

Результаты - программа расчета затрат и эколого-экономической эффективности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Ежегодно на территории Москвы образуется в среднем 2,2 млн. т. строительных отходов, и к 2006 году среднегодовой объем образования строительных отходов в городе составит 3,9 млн. т. Суммарный объем отходов бетона, железобетона и кирпича составит 3,4 млн. т., что соответствует 88% общей массы образования строительных отходов в городе.

В настоящее время из общей массы строительных отходов перерабатывается не более 220 тыс. т. в год при реальной производительности действующих в городе установок в 720 тыс. т. в год. Доля строительных отходов, захораниваемых на полигонах ТБО, от общего количестве отходов, образующихся в городе, в настоящее время составляет 37% и к 2006 году достигнет 50%. Помимо бетона, железобетона, боя кирпича и других отходов инертных материалов в составе строительных отходов содержатся вредные и

южароопасные вещества, которые должны захораниваться на специально юорудованных полигонах.

2. Строительные отходы в зависимости от источника образования тзнородны по составу, и при дальнейшей утилизации будут отличаться пособом сбора, транспортировки и предварительной подготовкой для госледующей переработки. Исходя из этого, в диссертации их предложено 1азделить на две группы:

I группа - отходы, образованные при реконструкции зданий и ооружений, ремонте зданий и сооружений, новом строительстве, [рошводстве строительных материалов, деталей и конструкций,

II группа - отходы, образованные при сносе и разборке зданий и ооружений.

Как показали исследования, наибольшее количество составляют троительные отходы I группы. Отходы этой группы разнородны по составу и ачеству, рассредоточены, загрязнены и при утилизации требуют тщательной ортировки. В диссертации доказано преимущество переработки этих отходов а сборно-разборных установках с дроблением материала на роторной робилке ударно-отражательного действия и с последующей сортировкой по факциям. При необходимости не исключается повторное дробление крупной |ракцпи по замкнутому циклу.

Строительные отходы II группы целесообразно перерабатывать на гационарных комплексах с двухстадииным дроблением и с последующей эртнровкой по фракциям готовой продукции. Первичное дробление екомендуется выполнять на шоковых или валковых дробилках, вторичное - на дарно-огражательных.

3. Определены виды сооружений, возводимых с применением вторичных гроительных материалов и которые можно разделить на две основные эуппы:

♦ к первой группе отнесены сооружения, для строительства которых не эебуется материал повышенного качества (шумопоглощающие ограждения, юружения, выполняемые методом бутовой кладки, подушки в основании »томобильных дорог и железнодорожных путей и т. п.);

♦ ко второй группе отнесены сооружения, в которых к материалам зедъявляются повышенные требования (применение в качестве несущего юя для дорожного покрытия и заполнителя при приготовлении бетона в эомышленном и гражданском строительстве).

Лабораторные исследования проб, отобранных на действующих в городе ;тановках, показали, что по своим физико-механическим показателям оричный щебень обладает сравнительно низким качеством и может быть ;пользован при приготовлении низкомарочных бетонов с прочностью до 15

МПа, на подсыпку при устройстве дорог Ш-1У категорий и при строительств других менее ответственных конструкций, отнесенных к первой групп сооружений. Лабораторные испытания на радиоактивность показали, чт щебень из дробленого бетона может быть использован для промышленнс гражданского и дорожного строительства. По результатам исследовани разработаны и согласованы с ВНИПИИстромсырье «Рекомендации п применению щебня из продуктов переработки пятиэтажных крупнопанельны зданий, некондиционных бетонных и железобетонных изделий».

4. В диссертации разработано программное обеспечение для расчет оптимального количества перерабатывающих центров, мест их размещения выявления рациональных маршрутов перевозок. По результатам выполненны расчетов с использованием технологий ГИС разработаны схемы транспорты перевозок строительных отходов на перерабатывающие центры и полигон! захоронения.

При изменении мест образования и объемов накопления строительны отходов, а также мест расположения установок по переработке, схем] транспортных потоков автоматически корректируются применительно к новы: условиям. Расчетами определено, что общее количество установок дл переработки образующихся в городе строительных отходов к 2006 год должно составить 28 ед.

5. С помощью разработанного программного обеспечения п определению эколого-экономической эффективности различных технологи утилизации строительных отходов установлено:

- наиболее экономичным и экологически безопасным варианта утилизации строительных отходов 1-ой группы является вариант, при которо часть отходов от места образования перевозится на полигоны захоронени ТБО, а часть - на сборно-разборные перерабатывающие установки;

- наиболее экономичным вариантом утилизации строительных отходо Н-ой группы является вариант, при котором производится слом зданий, и част отходов, образующихся от слома, перевозится на полигоны захоронения ТБС а другая часть перевозится на стационарные центры переработки,

экологически безопасным вариантом утилизации строительны отходов П-ой группы является вариант, при котором производится разборь зданий, и все железобетонные конструкции как отходы перевозятся и стационарные центры переработки строительных отходов.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1.-Соломин И. Л., Чулаевскии В. Б. «Технологические особенности 5ора оборудования для переработки строительных отходов» в тезисах ;ладов участников III Международной конференции «Проблемы управления ее том окружающей среды», М. 1997, с. 111-113;

2. Соломин И. Л., Чулаевскии В. Б.,. Кикава О. Iii., Гольцов О. Н «Анализ оты существующих производств по переработке строительных отходов в скве» в тезисах докладов участников Ш Между народной конференции юблемы управления качеством окружающей среды», М. 1997, с. 1 14-118;

3. Соломин П. Л.. Чулаевскии В. Б., Гаврилов В. И «Оптимизация евозок строительных отходов» в тезисах докладов участников III ■кдународной конференции «Проблемы управления качеством окружающей аы», М. 1997, с. 119;

4. Соломин И. А. «Эколого-технологические аспекты разработки «Схемы тарной очистки г. Москвы от строительных отходов» в тезисах докладов стников научно-технического семинара «Защита окружающей среды от )язнений предприятиями промышленного и сельскохозяйственного изводства» Афины, 1997 г, с. 28-29;

5. «Рекомендации по применению щебня из продуктов переработки :имых пятиэтажных крупнопанельных зданий, некондиционных бетонных :лезобетотшых изделии», М., 1997 г.;

6. Соломин П. А., Сметании В. И, «Переработка строительных отходов примере г. Москвы)» в тезисах докладов научно-технической конференции еконекпи Государственный Университет природообустройства/, М; 1998 г 1-67.

7. Соломин П. А. «Экономические аспекты удаления и переработки штсльных отходов в г. Москве» в тезисах докладов второго иаучно-шческого семинара «Экологические проблемы хранения, переработки и ш.зонанпя вторичною сырья», Лозанна, 1998 г., с. 6-8.

S. Соломин И. А. «Концепция утилизации строительных отходов в г. кве» в межотраслевом научно-техническом сборнике «Конструкции из позиционных материалов» №3, М.,1999 г.

9. Соломин И. Л. «Оптимизация утилизации строительных отходов с ом влияния транспорта на окружающую среду» в тезисах докладов танков Московской паучио-ирактической конференции ютранспортный комплекс и экологическая безопасность» М.,1999 г., с. 157.

10. Соломин И. А., Юдин А. Г. «Перспектива утилизации строительных шов в г. Москве» в сборнике материалов научно-практической ¡¡еретпшп «Реконструкция - стратегическое направление в строительстве,

архитектуре и жилищно- коммунальном хозяйстве на современном г развития России». М., 1999 г.

11. Соломин И. А., Сметании В. И. "Организация системы очис крупных городов от строительных отходов (на примере г. Москвы)" в тез! докладов научно-технической конференции /Московский Государствен Университет природообустройства/, М; 1999 г.; с. 61-67.

12. Соломин И. А., Гаврилов В. И. «Эколого-экономическое обосновг переработки строительных отходов» в сборнике докладов участников Международной конференции «Проблемы управления качеством окружаю среды», М. 1999, с. 124-131.

Введение.

1. Обзор мирового опыта по утилизации строительных отходов.

Выводы.

2. Виды, источники, объемы образования, экологическая характеристика строительных отходов и 1К утилизация.

2.1. Анализ образования строительных отходов при реконструкции зданий и сооружений в г. Москве.

2.2. Анализ образования строительных отходов при ремонте зданий и сооружений.:.

2.3. Анализ образования отходов предприятий стройиндустрии.

2.4. Анализ образования строительных отходов при сносе зданий первого периода индустриального домостроения.

2.4.1. Типы сносимых зданий и объем сноса.

2.4.2. Номенклатура и объемы образования строительных отходов от сноса жилых зданий.

2.4.2.1. Состав и объемы строительных материалов и оборудования в типовой секции жилого здания.

2.4.2.2. Расчетные объемы образования строительных отходов от сноса жилых зданий за расчетные периоды.

2.4.2.3. Среднегодовые объемы образования строительных отходов от сноса жилых зданий.

2.5. Анализ образования строительных отходов нового строительства

2.6. Строительные отходы, образующиеся в городе Москве, и их экологическая характеристика

2.7. Утилизация строительных отходов

2.8. Выводы.

3. Разработка методики подбора установок по переработке строительных отходов.

3.1 Разработка технических условий на строительные материалы, получаемые при переработке строительных отходов.

3.1.1. Комплексные испытания и создание нормативной базы

3.1.2. Основные характеристики и требования к заполнителям из дробленого бетона.

3.1.3. Результаты исследования физико-механических характеристик щебня из разрушенного бетона на перерабатывающих установках города.

3.2. Технологическое оборудование для переработки строительных отходов.

3.3. Технологические схемы переработки строительных отходов.

3.4. Выбор функциональных узлов перерабатывающего комплекса.

3.5. Комплексы оборудования для переработки железобетонного лома.

3.6. Организация сбора и подготовки строительных отходов

Выбор установок по их переработке.

3.7. Экологические требования по размещению установок, перерабатывающих строительные отходы.

3.7.1. Мобильные установки.

3.7.2. Сборно-разборные установки.

3.7.3. Стационарные установки.

3.8. Бизнес-планы на создание предприятий по переработке строительных отходов с получением вторичных строительных материалов.

3.8.1. Предмет и цель работы.

3.8.2. Анализ рынка.

3.8.2.1. Источники получения исходного материала для переработки.

3.8.2.2. Рынок сбыта.

3.8.2.3. Технологии переработки строительных отходов

3.8.2.4. Оборудование для переработки строительных отходов.

3.9. Стационарная установка по переработке строительных отходов, образованных при сносе ветхого пятиэтажного жилья

3.9.1. Техническая характеристика предлагаемой стационарной установки

3.9.2. Режим работы.

3.9.3. Обеспечение проекта.

3.9.4. Экономические расчеты.

3.9.5. Рентабельность производства и окупаемость.

3.10. Техническая характеристика предлагаемой сборно-разборной установки 105 3.10.1 Режим работы.

3.10.2. Капитальные вложения.

3.10.3. Эксплуатационные расходы.

3.10.4. Рентабельность производства и окупаемость.НО

3.11. Уровень риска проекта.1Ю

3.12. Выводы.П

4. Разработка схем организации сбора, транспортировки и утилизации строительных отходов с учетом мощностей перерабатывающих центров.

4.1. Программный комплекс по расчету оптимального количества центров, перерабатывающих строительные отходы, мест их расположения и маршрутов перевозок.

4.1.1. Постановка задачи.

4.1.1.1. Исходные данные и постановка задачи.

4.1.1.2. Математическая постановка задачи.

4.2. Метод и алгоритм решения.

4.2.1. Решения задачи средствами ГИС.

4.2.2. Обоснование выбора ГИС.;.

4.3. Описание файловой структуры.

4.3.1. Входная информация.

4.3.2. Выходная информация.

4.4. Описание программной реализации и последовательности проведения расчетов.

4.5. Выводы.

5. Экономические аспекты переработки строительных отходов.

5.1. Экономическое обоснование целесообразности переработки строительных отходов.

5.2. Оценка эколого-экономической эффективности различных технологий утилизации строительных отходов.

5.2.1. Переработка производственных строительных отходов (группа I).

5.2.2. Переработка строительных отходов (группа II).

5.2.3. Расчет сравнительной оценки экономической эффективности различных технологий переработки строительных отходов.

5.3. Выводы.

Выводы.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. До недавнего времени основной и почти единственной задачей строительства было формирование искусственной среды, обеспечивающей условия для жизни и деятельности человека. Причем окружающая внешняя природная среда рассматривалась лишь с точки зрения необходимости защиты от ее негативных воздействий на вновь создаваемую внутреннюю искусственную среду. Обратный процесс влияния строительной деятельности человека на окружающую природную среду и искусственной среды на природную в полной мере стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. Между тем строительство является одним из мощных антропогенных факторов воздействия на окружающую среду. По объему твердых отходов в виде разрабатываемых грунтов, а также образующихся отходов и остатков стройматериалов, строительство занимает приоритетное место среди загрязнителей окружающей среды. Антропогенное воздействие строительства разнообразно по своем}' характеру и происходит на всех этапах строительной деятельности - начиная от добычи строительных материалов и кончая утилизацией строительных отходов от сноса зданий и сооружений.

Воздействие на природную среду как самого строительства, так и его продукции велико. Строительство как отрасль народного хозяйства нуждается в большом количестве различного сырья, строительных материалах, энергетических, водных и других ресурсе», получение которых оказывает сильное воздействие на окружающую природную среду.

Строительное производство потребляет большое количество камня, щебня, песка, глины, извести и других ископаемых сырьевых ресурсов, извлекаемых из недр открытым способом (из 7.2 тыс. карьеров в нашей стране 90% приходится на строительные). Предприятия промышленности строительных материалов добывают свыше 20 видов полезных ископаемых, занимая ежегодно 15 тыс. га земли. При открытой добыче разрушаются и уничтожаются почвенный и растительный покровы, изменяется водный режим, загрязняются воздух, вода и почва (особенно при буровзрывных работах; уходят с территории животные и птицы, исключаются из сельскохозяйственного производства большие площади земли, используемые непосредственно под карьеры, подъездные пути к ним и под отвалы вскрышной породы.

Производство строительных материалов, деталей и изделий связано с образованием различного вида отходов.

Снос старых зданий служит причиной загрязнения воздуха, почвы и воды, нарушения звукового комфорта, загромождения территорий свалками.

Строительные работы на площадках, возведение зданий и сооружений также отражаются на состоянии природной окружающей среды.

Таким образом, каждому виду строительной деятельности присущи те или иные последствия, негативно влияющие на природную среду, что особенно проявляется в части образования отходов. Избежать негативных последствий строительной деятельности в части образования отходов позволяет разработанная на перспективу схема их сбора и утилизации.

Санитарная очистка и уборка современного города должна развиваться на основе прогнозируемых решений по сбору, транспортировке, захоронению и переработке отходов, объединенных по целям и задачам в схему санитарной очистки. Такой проект является программным документом, который определяет направления развития данной отрасли. Очистка городов от строительных отходов является неотъемлемой частью общей схемы санитарной очистки населенных мест от промышленных и бытовых отходов.

Основными требованиями к организации схемы очистки города от строительных отходов должны являться как экологическая безопасность, так и минимальные затраты с получением максимальной прибыли от реализации вторичных строительных материалов.

Анализ накопленного опыта вторичного использования бетона в строительстве показывает, что за счет применения рациональных технологических схем переработки отходов бетона и железобетона, использования более современного оборудования и улучшения качества вторичного щебня может быть обеспечена его конкурентоспособность с природными заполнителями [11.12,14].

Постановлением правительства Москвы №956 от 28 ноября 1995 "О переработке железобетонных конструкций разбираемых зданий, организации удаления и утилизации отходов строительного производства в г. Москве" предусматривалось в 1995-1996 гг. строительство технологических комплексов по переработке материалов и конструкций. Выполнение данного постановления идет медленно, и в настоящее время большая часть из образующихся в городе строительных отходов вывозится на полигоны и свалки, в том числе несанкционированные, расположенные на территории Москвы и области, что отрицательно сказывается на экологической ситуации Московского региона. В то же время отходы строительного производства представляют собой вторичное сырье, использование которого после переработки на вторичный щебень и песчано-щебеночную смесь позволит снизить затраты на новое строительство объектов города за счет уменьшения встречных потоков нерудных материалов и, одновременно, позволит уменьшить нагрузку на городские полигоны, исключить образование несанкционированных свалок, а также сохранить земляные ресурсы, отводимые под размещение новых карьеров.

Все это определяет необходимость создания в городе четкой системы сбора, транспортировки и утилизации строительных отходов, обеспечивающей общую экологическую безопасность и минимальные затраты при их утилизации.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработка механизма, позволяющего как снизить негативное воздействие строительных отходов при сборе, транспортировке и захоронении, так и получать высококачественный продукт при их переработке Оля дальнейшего использования в строительстве.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

1. Анализом международного и отечественного опыта в части изучения наиболее оптимальных технологических схем переработки отходов бетона, железобетона и кирпича, образующихся в результате различной деятельности строительных организаций и инженерных служб городов.

2. Изучением и исследованием закономерности состава и объемов образования строительных отходов Москвы от различных видов деятельности, их классификацией в зависимости от возможности их совместного сбора, транспортировки, утилизации и захоронения.

3. Разработкой методики подбора установок по переработке строительных отходов в зависимости от свойств поступающего материала на переработку и технических условий на получаемые вторичные строительные материалы. Разработкой рекомендаций по применению получаемых вторичных материалов.

Составлением бизнес-планов на создание предприятий по переработке строительных отходов с получением вторичных строительных материалов.

4. Разработкой программного обеспечения для определения оптимального количества центров, перерабатывающих строительные отходы, мест их расположения и маршрутов перевозок в рамках решению задачи по составлению схемы санитарной очистки г. Москвы от строительных отходов.

5. Разработкой программного обеспечение по расчету затрат на санитарную очистку города от строительных отходов и решения задач по определению эколого-экономической эффективности различных вариантов утилизации строительных отходов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучены закономерности образования строительных отходов в Москве, исследован состав и объемы образования строительных отходов от различных форм деятельности. Установлена связь возможного способа сбора и переработки в зависимости от источника образования. Разработана методика подбора установок по переработке строительных отходов. Исследованы физико-механические характеристики щебня из строительных отходов, получаемого на перерабатывающих чсгановках города, и разработаны технические условия по его использованию в строительстве.

Предложена схема удаления и переработки строительных отходов при оптимизации перевозок с учетом мощностей перерабатывающих центров и расстояний от мест образования строительных отходов до мест переработки и захоронения.

Разработано программное обеспечение по расчету затрат на санитарную очистку города от строительных отходов и приобретения щебня по одному из возможных вариантов.

Разработан программный комплекс решения задач по автоматизации процессов формирования, ведения и использования баз данных картографической информации об источниках поступления, захоронения и переработки строительных отходов. На основе работы программного комплекса возможно обоснование схемы очистки города от строительных отходов, позволяющее получение вторичного строительного материала, экономию средств на транспортировку и захоронение отходов с предотвращением возможного экологического ущерба.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы использованы при разработке «Схемы очистки Москвы от строительных отходов», утвержденной Управлением жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства правительства Москвы. Организационно-технологические решения по видам, количеству и местам размещения перерабатывающих установок и захоронению неутилизируемой части строительных отходов от различных источников образования и использования в строительстве щебня, получаемого из разрушенного бетона, легли в основу «Схемы размещения предприятий по сбору и переработке вторичного сырья в Москве».

Экологические вопросы, решаемые в диссертационной работе:

I. Уменьшение нагрузки на существующие полигоны захоронения отходов и. тем самым уменьшение, потребности в отводе новых земель под захоронение отходов на 50% к 2006 году;

II. Захоронение неперерабатываемой части строительных отходов на обустроенных полигонах и, тем самым, сокращение возможности загрязнения природной среды в районе полигона;

III. Исключение предпосылок для возникновения несанкционированных свалок:

IV. Уменьшение транспортных перевозок строительных отходов и тем самым снижение загрязнения атмосферы от выбросов вредных веществ автотранспортом. Снижение нагрузок на автодороги;

V. Получение вторичного строительного сырья, используемого для нужд города, и, тем самым, снижение потребности в первичных строительных материалах. Снижение площадей отвода под карьеры по разработке строительных материалов. Уменьшение отходов при их разработке. Снижение транспортных перевозок по доставке строительных материалов в город.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы работы докладывались на 3-ей и 4-ой международных конференциях «Проблемы управления качеством окружающей среды» - Москва. 1997.1999 гг., конференции «Экологические проблемы крупных административных единиц мегаполисов»- Москва, 1997 г., научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройства -Москва, 1998,1999 гг., международных научно-технических семинарах (1997 г.

Афины. 1998 г Лозанна), Московской городской научно-практической конференции «Автотранспортный комплекс и экологическая безопасность» - Москва 1999 г. научно-практической конференции «Реконструкция - стратегическое направление в строительстве, архитектуре и жилищно-коммунальном хозяйстве на современном этапе развития России» - Москва 1999 г.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Методика подбора установок по переработке строительных отходов в зависимости от источника их образования и технических условий на вторичные строительные материалы.

2. Организационно-технологические решения по сбору и транспортировке, количеству и пунктам размещения установок по переработке строительных отходов.

3. Эколого-экономическая оценка вариантов схем очистки городов от строительных отходов.

6. ВЫВОДЫ

1. Ежегодно на территории Москвы образуется 2.2 млн.т строительных отходов (данные за 1998 г.). Среднегодовой объем образования строительных отходов в г. Москве к 2006 году достигнет величины 3,9 млн.т. Суммарный объем отходов бетона, железобетона и кирпича составит величину 3,4 млн.т., что соответствует 88% от общей массы образования строительных отходов в городе.

В настоящее время из общей массы строительных отходов перерабатывается не более Д^О тыс. т в год, при реальной производительности существующих в городе установок 720 тыс.т в год. Доля строительных отходов в общем количестве отходов образования в городе и захораниваемых на полигонах ТБО в настоящее время составляет 38% и достигнет 50% к 2006 году. В составе строительных отходов содержатся вредные и пожароопасные вещества, которые должны захораниваться только на специально оборудованных полигонах.

2. Строительные отходы в зависимости от источника образования разнородны по своему составу и при дальнейшей утилизации будут отличаться способом сбора, транспортировки и предварительной подготовкой для последующей переработки. В зависимости от этого их следует подразделять на две группы:

I группа, отходы, образованные при: реконструкции зданий и сооружений, ремонте зданий и сооружений, новом строительстве. производстве строительных материалов, деталей и конструкций.

II группа, отходы, образованные при сносе и разборки зданий и сооружений

Наибольший процент образования отходов составляют строительные отходы 1 группы. Эти строительные отходы схожи по своему составу и качеству, приурочены к многочисленным местам образования, требуют тщательной сортировки. По своим характеристикам они могут перерабатываться на сборно-разборных установках с дроблением материала на роторной дробилке ударно-отражательного действия. Анализ опыта в области переработки строительных отходов показывает, что строительные отходы II группы целесообразно перерабатывать на стационарных комплексах, ввиду невозможности их переработки вблизи мест образования, обязательной подготовки к первичному дроблению и двухстадийным дроблением. сортировкой по фракциям готовой продукции. Первичное дробление должно проводится на щековых или валковых дробилках, вторичное - на ударно-отражательных.

3. Все сферы применения строительных отходов можно подразделить на две основные группы по областям применения вторичного строительного сырья: к первой группе относятся шумопоглошающие ограждения, забутовка строений, подушка для дорог и ж.д. путей и т. п., где не требуется материал высокого качества, а в целях экономии ценного и высококачественного первичного сырья можно применять исключительно вторсырье. ко второй группе относятся области, в которых к вторсырью предъявляются принципиально те же требования, что и к первичному, т.е. применение в качестве несущего слоя для дорожного покрытия или заполнителя для бетона в надземном и подземном строительстве.

Для определения соответствия полученного щебня на перерабатывающих установках города техническим условиям и определения возможности использования вторичного щебня необходимо проводить испытания согласно ГОСТ 8269-87 "Щебень из природного камня . гравий и щебень из гравия для строительных работ".

Предварительные результаты испытаний проб вторичного щебня, взятых на действующих в городе установках, показали, что по своим физико-механическим показателям вторичный щебень может быть использован в низкомарочных бетонах с прочностью до 15 МПа (150 кг/ см2), подсыпке при устройстве дорог III-IY категорий и других менее ответственных конструкциях. Испытания на радиоактивность показали, что щебень из дробленого бетона может быть использован во вновь строящихся жилых и общественных зданиях.

4. С помощью разработанного программного обеспечения по расчету оптимального количества перерабатывающих центров по переработке строительных отходов, мест их расположения и маршрутов перевозок составлены схемы транспортировки строительных отходов на перерабатывающие центры и полигоны захоронения. Схемы размещения центров по переработке строительных отходов и оптимальные маршруты перевозок разработаны за каждый год на период 1999-2010 гг. для каждой группы. При изменении расположения мест образования и объемов накопления строительных отходов, а также мест расположения мобильных установок по переработке, схемы автоматически корректируются применительно к новым условиям. Расчетами определено, что общее количество установок для переработки образующихся в городе строительных отходов к 2006 году должно составить 28 ед.

5. С помощью разработанного программного обеспечения по определению эколого-экономической эффективности различных технологий утилизации строительных отходов установлено:

- наиболее экономичным и экологически чистым вариантом утилизации строительных отходов 1-ой группы является вариант, при котором часть отходов от места образования перевозится на полигоны захоронения ТБО, а часть - на сборно-разборные перерабатывающие установки.

- наиболее экономичным вариантом утилизации строительных отходов 11-ой группы является вариант, при котором производится слом зданий и часть образовавшиеся отходов перевозится на стационарные центры переработки строительных отходов, наиболее же экологически чистым вариантом утилизации строительных отходов 1-ой группы является вариант, при котором производится разборка зданий и все железобетонные конструкции перевозятся на стационарные центры переработки строительных отходов.

1. Алехин Ю.А. Люсов А.Н. «Экономическая эффективность использования вторичных ресурсов в производстве строительных материалов». М. С.И. 1988. 275 с.

2. Б.Банди. "Методы теории исследования операций" М., ''Радио и связь". 1989г. 82-109 с.

3. Воронин А.Н. и др. «Технологический комплекс по переработке материалов от разборки пятиэтажных зданий», Промышленное и гражданское строительство -№5, 1996-С.28

4. ВНИИСтройсырье «Технические условия (ТУ 5711-006-00283227-96). Щебень дробленый из бетонных и железобетонных изделий», М., 1996, 9 с.

5. ВНИИСтройсырье «Технические условия (ТУ 5711-007-00283227-96). Песок дробленый из бетонных и железобетонных изделий», М. ,1996. 8 с.

6. Гельфенд Н.Г. и др. «Установка для разрушения некондиционных изделий». Бетон и железобетон. №5. 1993, с.26.

7. Глужге П.И. «Заполнители из разрушенного бетона». (Труды научно-технических институ тов). Гидротехническое строительство. М. 1946 г. с.27-28.

8. ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия», Минск. 1995.15 с.

9. Гусев Б.В. Загурский В.А., «Вторичное использование бетонов». М. С.И. 1988.- 96с.

10. Дергунов П.И. и др. «Прогрессивная технология разрушения браков железобетонных изделий». Бетон и железобетон. №11, 1993.

11. Загурский В.А., Простяков A.B. «Перспективы повторного использования бетона. (Материалы, технология и конструкции для Нечерноземья)». Брянск, 1985.-с.65.

12. Загурский В.А., Простяков A.B., Щербаков О.И. «Отходы бетона сырье для производства заполнителей повторного применения (Пути использования вторичных ресурсов для производства строительных материалов и изделий)»,-Чимкент, 1986.-с. 40-42.

13. Крылов Б.А. и др. «Испытание щебня из дробленого бетона». -Строительные материалы. №4, 1993. с.26.

14. Липей O.A. «О прочности на сжатие бетона на заполнителях из дробленого бетона (Новые исследования по технологии, расчету и конструированию железобетонных конструкций)», М., НИИЖБ, 1980, с.112.

15. Линей O.A. «Свойства тяжелого бетона на заполнителях из дробленого бетона и особенности технологии его приготовления». Автореферат дисс. на соискание степени к. т. н. М. НИИЖБ., 1981. 18с.

16. Липей O.A., Крылов Б.А., Дмитриев A.C. «Заполнители из дробленого бетона». Бетон и железобетон № 5, 1981. с.22 - 24.

17. Научно-технический отчет НПО «ИНМЕХСТРОЙ» по теме: «Разработать и внедрить малоотходные, экологически чистые и безопасные технологии разборки пятиэтажных крупнопанельных зданий».

18. Этап. 7. «Укрупненный расчет затрат на разборку зданий на примере наиболее распространенной серии разбираемых зданий К-7-3 с учетом переработки железобетонных конструкций, утилизации отходов строительного мусора и транспортных расходов».

19. Этап. 8. «Типовые методики расчета затрат и определить стоимость разборки 5ти этажных жилых домов серий К-7-3-3. К-7-3-4, К-7-3-3 (2р), 2-32, 2-35, 1605-АМ, 1-501-511. 510-41-236.» (Этапы 8.1. 8.2, 8.3. Календарного плана), М., 1996 г.

20. Отчет НПЦ АО ЗТ ЦНИИОМТП по выполнению темы «Схемы развития и размещения установок по утилизации продуктов разборки 5-ти этажных домов», разделы 1. 2 научно технической программы, М., 1995 г.

21. Отчет ООО «Техиндустрия» на работу: «Исследование физико-механических характеристик щебня из разрушенного бетона и разработка Технических рекомендаций по его использованию в строительстве», М., 1997 г.

22. СанПиН 2.2.1/2.1.567-96 «Санитарно-защитные зоны», М., 1997 , 47 с.34.«Сборник нормативных материалов по вредному воздействию шумов, инфразвука, вибрации, электромагнитных полей», М. 1993, с 12-54.

23. СНиП II-12-77, часть II. глава 12 «Защита от шума», М.1978. с. 49.

24. Шевцов К.К. «Охрана окружающей природной среды в строительстве». М.1994. с. 237.3". Boesmans В. Crushing and separating techniques for demolition material. EDA/RILEM Conference «Re-use of concrete and brick materials " June 1985,p.4-15.

25. Born. Again «Concrete Emerges as Agg «Detail", 1978,60,12,69-71 (USA).

26. Donavan Christine Т. "Переработка строительных отходов. Новые решения старой проблемы" //Resour. Recycl. 1991-10, №8- с. 146,148,150-155

27. Friesenbord B.R. Genenger,F.Orlowski. «Recycling of waste concrete». Betonwerk and Fertigteil-Technik. Heft 12.1984, p.830

28. Gewiese А. «Технологическое оборудование для переработки и сортировки строительных отходов».//1Ш50^. Ргах. -1990. №1 l-c.643-647.

29. Greune А. «Современная концепция переработки и техника рециклинга строительных отходов»» //ВМТ: Baumasch. und Bautehn.-1994 41, №4 с. 185-190.

30. Hendriks F. / The use of concrete and masonry waste as aggregates for concrete production in the Netherlands. EDA/RILEM. Conference «Re-use of concrete and brick materials». June 1985. p 34-35.

31. Klose G-R. "Рециклинг строительных отходов" //Jsoliertechnic. -1994. 20. №2, p. 16.18.23-24,26,28,30.32.35-34.

32. Lange R. "Саксония будущее Эльдорадо рециклинга строительных отходов" Baust. Recycl & Deponietchn. 1991-7, №5 - с. 11-13.

33. Nixon P.J. Recycled concrete as an aggregate for concrete- review. Materials and structures. RILEM, 1978, Vol 11-№65, p. 371-377.

34. Schumacher G. «Рециклинг строительных материалов из отходов" //Aufbereit-Techn.-1991.-32. №1.р.31-32.

35. Sonner R. "Концепция стационарного рециклинга строительных отходов". //Baust. Recycl & Deponietchn. 1992.-8, №7/-с9-11.

36. Т. Nansen. Н. Narnd. «Strength of recycled concrete made from brashed concrete coarse aggregate". Concrete international.№l, 83 p. 79-83.

37. Zagurskiy V.A., Zhadanovskiy B.V. "Breaking reinforced concrete and recycling crushed materials". European Demolition Association. Den Gaag, 1985, the Netherlands.

38. Wierichs M. «Рециклинг строительных материалов. Вклад в защиту окружающей среды «Steinbruch und Sandgrube», 1988.81. №2. p. 45-46

39. Yoshio Kasai. "Критерии применения лома в качестве заполнителя бетона». Cement and Concrete. 1981. №9. p. 182-188.

40. Yoshio Kasai. Studies into the reuse of demolishes concrete in Japan EDA RILEM Conference «Re-use of concrete and brick materials " June 1985.p. 17-25.1. J/, /ö/п1. ПРИЛО ЖЕ H ИЯ