Автореферат (Системы учета и управления отходами), страница 6

При совокупном определении количества отходов от производства и потребления продукции необходимо просуммировать только исходныересурсы и сравнить с количеством выпущенной продукции.21Таблица 3 – Образование отходов топливно-энергетического комплекса (нефть, газ, уголь)в Российской Федерации в 1994–2013 гг., млн тПоказатели1994 1995 1996 1997 1998 … 2009 2010 2011 2012 2013Внутреннее потребление ТЭР781,6 776,7 759,0 725,4 707,8…804,9 860,6906,4 913,6 902,4Использовано как энергетическое538,8 525,4 524,4 502,4 494,6…551,5 577,3589,8 602,4 574,1сырьеИспользовано как неэнергетическое21,9 22,2 20,8 21,9 25,4 … 52,7 55,9 58,4 58,7 60,6сырьеОбразовалось отходов121,6 130,5 124,5 133,5 108,7…117,0 121,8148,4 148,9 151,6(без учета нетопливной продукции)Предлагаемый подход к укрупненной оценке количества отходов можно использовать и для совокупного анализа загрязнения окружающей среды, так каквсе потраченные ресурсы со временем превращаются в отходы, выбросы исбросы, причем эти отходы, выбросы, сбросы формируются при одновременном участии и взаимодействии многих видов ресурсов в результате их химических и физико-химических превращений.

При таком подходе можно будет сразу обнаружить неувязки между входной и выходной информацией и увидеть,например, что проводимое официальными статистическими органами простоесуммирование данных, собираемых у предприятий по формам статотчетности2-ТП (водхоз), 2-ТП (отходы), 2-ТП (воздух), недостаточно для полученияобобщенной картины загрязнения.

Это было продемонстрировано на примерахс выбросами углеводородов, образованием сточных вод, формированием шламаи сбросом загрязняющих веществ при химической водоподготовке.Так, балансовая схема расхода ресурсов при производстве очищенной водывыглядит следующим образом:Исходная вода + реагенты  чистая вода + сточные воды (стоки) + шлам.В исходной воде содержатся различные примеси ЗВисх, которые при водоподготовке переходят в нерастворимый твердый осадок – шлам. Кроме того, вшлам переходят и действующие вещества (соли) реагентов Действ.в-ва. Ночасть примесей остается в сточных водах, загрязняя их. То есть можно сказать,что валовый сброс загрязняющих веществ с ВПУ (ЗВВПУ) состоит из шлама изагрязняющих веществ сточных вод ЗВст:ЗВВПУ = ЗВст + Шлам.(37)За год масса загрязняющих веществ ЗВ в различных видах производственных вод составляет (т/год):ЗВисх=Vисх ˑСЗВисх,;ЗВчист.в = Vчист.в ˑ СЗВчист.в,;ЗВст = Vст ˑ СЗВст,;Реагенты = Мреаг = Σ (Мдейств.в-ва + Балласт (% от Мреаг)), т/год,где Vисх, Vчист.в, Vст – объемы исходной, чистой и сточной воды, соответственно(м3/год);СЗВисх, СЗВчист.в, СЗВст – концентрации загрязняющих веществ в исходной, чистойи сточной воде, соответственно (мг/дм3);Мреаг, Мдейств.в-ва, Балласт (% от Мреаг)), – масса, соответственно, реагентов, действующего вещества и балласта в каждом реагенте, (т/год).

Содержание действующего вещества обычно приводится в паспортных данных о реагенте.22Так как балластная часть реагентов (Балласт) представляет собой либо нерастворимую часть Балластн.р (например, недопал извести), сразу переходящуюв отходы, либо воду Балластв (так, в 45 %-ом растворе каустической соды содержится 55 % воды), увеличивающую объем поступающей воды, то тогда балансовая схема веществ при образовании шлама представляет собой:ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в = ЗВчист.в + ЗВст + Шлам,(38)где Мреаг.н.р – масса сухих реагентов, содержащих в своем составе и действующее вещество, и нерастворимые примеси;Мдейств.в-ва.в – масса действующего вещества реагентов, представляющих собойводный раствор.Из уравнений (37) и (38) вытекают формулы (39) и (40):ЗВВПУ = ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в,(39)Шлам (обезвож) = ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в – ЗВст.(40)Если балластные фракции, например, недопал извести, не поступают нашламоотвал, а складируются отдельно и затем вывозятся с территории предприятия, то формула (40) преобразуется в вид:Шлам (обезвож) = ЗВисх + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в – ЗВст.(41)Как видно из выведенных уравнений (40) и (41), количество образующегосяна станции шлама легко рассчитать, обладая минимумом исходной информации – концентрациями загрязняющих веществ в сырой, сточной и чистой воде,объемами этих вод и массой использованных реагентов.

Какие бы реагенты, какие бы составы этих реагентов ни применялись, сколько бы в них примесей нисодержалось, каковы бы ни были система водоснабжения станции – прямоточная или оборотная, и технология очистки воды как при водоподготовке, так ипри доведении состава сточных вод до нормативных показателей, в итоге количество шлама будет зависеть только от массы использованных реагентов и количества поступивших с исходной водой и сброшенных в составе сточных водпримесей. Для расчета количества отходов неважно, экономит предприятиереагенты и воду или нет, использует повторно отработанные регенерационныерастворы, взрыхляющие или осветленные после шламоотвала воды или сбрасывает их в канализацию, применяет традиционную (с осветлителями) или более прогрессивную (микрофильтрацию, обратный осмос) технологию водоподготовки – просто изменится количество потребляемых реагентов и объемы поступающей и сбрасываемой с загрязняющими веществами воды. Даже отложение малорастворимых солей на поверхностях нагрева котлов или поверхностяхтеплообмена системы оборотного охлаждения не будет влиять на расчет общего количества отходов, так как эти соли привносятся все той же водой, то естьбыли уже учтены в ее составе, а удаляются с помощью специальной обработки,то есть присутствуют в сточных водах или в шламе (баланс прихода и расхода).При установления фактического, а не статистического, загрязнения воздухатакже нужно, как и в случае с отходами, основываться не на данных отчитывающихся предприятий, а на определении источников выбросов, причем опятьтаки, не по отраслям, а по израсходованным сырью и материалам.

Следовательно, используя балансовые схемы также и для оценки выбросов, как показано на23примере с углеводородами (рис. 6), можно получить реальную картину загрязнения атмосферного воздуха.Таким образом, материально-сырьевой баланс, составленный для всей производственной цепочки в целом, начиная от ресурсной базы и заканчивая переходом в отходы произведенной продукции, позволяет объективно проводитьколичественные сравнения и для всей экономики, и для определенных отраслей, и для отдельных хозяйствующих субъектов. Физические показатели производства являются теми количественными индикаторами, которые можно применять для оценки образования отходов на любом уровне экономики, причемэто не дополнительные показатели, а фактически наблюдаемые официальнойстатистикой.

Но в отличие от традиционной статистики отходов они более достоверны и объективны, так как зависят не от источников информации и их количества, не от различных конъюнктурных соображений, а от гораздо лучшеконтролируемых материально-сырьевых потоков.Рисунок 6 – Сравнительный анализ выбросов углеводородов по статистическим и расчетнымданнымСедьмая глава посвящена определению скорости образования отходов изконечной продукции и изделий, имеющих разные сроки эксплуатации и постепенно, в течение нескольких лет переходящих в отходы. Для надлежащегоуправления этими отходами требуется знать, как быстро изделия становятся отходами.Основными показателями, характеризующими фактический уровень образования отходов из эксплуатирующихся объектов, являются количество объектов,работающих в течение года, их возраст, средний срок службы to, коэффициентвариации V.

Для оценки количества отходов по конкретному виду объектов используется вероятность безотказной работы Р(t).Расчет этих показателей выполняется при вполне корректном допущении осоответствии распределения скорости образования отходов закону Вейбулла.Это допущение позволяет значительно упростить методику сбора и обработкиинформации о фактическом количестве отходов, так как не требуется совмещения начала отсчета эксплуатации всех изделий, перешедших в отходы. При этомв интервал времени (обычно равный одному году) включаются все изделия, которые находились под наблюдением, независимо от их возраста.

Рассмотримпреимущества такого подхода. Прежде всего, появляется возможность определять показатели в первый же год эксплуатации, используя для этого информацию обо всех объектах. Не менее важной представляется возможность наблюдать за изменением скорости образования отходов из года в год под воздействи24ем окружающей среды (используемые технологии, экономическая и социальнаяситуации).

Кроме того, отпадает необходимость регистрации перехода конкретного объекта в отходы. Поэтому для получения данных приемлемого объема ужене требуются многолетние наблюдения, что повышает эффективность и целесообразность исследования процессов отходообразования.

Распределение Вейбулла, на наш взгляд, в наибольшей степени адекватно описывает процессы физического изнашивания, усталостного накопления повреждений и другие механизмыпотери работоспособности объектов, машин, оборудования, изделий.Распределение Вейбулла имеет вид:1 − e − λx m , x ≥ 0λmx m −1e − λx m , x ≥ 0, f ( x) = .F ( x) = x<0x<0 0, 0,Так как по литературным данным коэффициент вариации V = σ/μ для машин и оборудования составляет 0,3-0,4, то примем, что в нашем случае:1σ−1m= 0,3 ÷ 0,4 ; σ = ( 0,3 ÷ 0,4 ) µ ;µ = λ Γ 1 +  ;µ mD = σ2 = ( 0,09 ÷ 0,16 ) µ 2 ;D=λ−2m Γ 1 +2  2,−µmгде D – дисперсия, σ – стандартное отклонение, μ = М – математическое ожидание (нормативный (ожидаемый) срок службы).Конкретные значения m0 параметра формы m рассчитываются с помощьючисленных методов из уравнения:2 1 2 (1,09 ÷ 1,16 )  Γ 1 +   − Γ 1 +  = 0 . m0   m0  После вычислений получим следующее значение m0 = 3,714÷2,696.Далее находится зависимость λ от μ: 1  Γ 1 +m0  λ=µm0.Так как переменная x имеет смысл времени, то будем ее обозначать через t.Разделим весь временной отрезок на периоды, равные одному году (одному дню,одному месяцу).

Обозначим через i0 количество изделий, выпущенных в определенном календарном году, через W – суммарное количество отходов, образующихся из этих изделий за все время их службы, то есть пока последнее эксплуатирующееся изделие не перейдет в отходы. Примем, что dk(μ) – доля изделий,выбывших из эксплуатации (ставших отходами) в течение k-го года (доля изделий со сроком службы, находящимся в интервале от k – 1 до k), от общего числавыпущенных изделий i0, причем dk(μ) равна вероятности того, что средний срокслужбы изделий находится в промежутке от k – 1 до k.