Технология твердых бытовых отходов

ТЕХНОЛОГИЯ 
ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ 
ОТХОДОВ

Л.Я. ШУБОВ
М.Е. СТАВРОВСКИЙ
А.В. ОЛЕЙНИК

Под редакцией профессора Л.Я. Шубова

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНИК

Рекомендовано Дальневосточным региональным 
учебно-методическим центром (ДВ РУМЦ) 
в качестве учебника для студентов, 
обучающихся по специальности «Сервис»

УДК 628.4.04-405(075.32)
ББК 30.69я723
 
Ш95

Шубов Л.Я.
Ш95  
Технология твердых бытовых отходов : учебник / Л.Я. Шубов, 
М.Е. Ставровский, А.В. Олейник ; под ред. проф. Л.Я. Шубова. — 
Москва : ИНФРА-М, 2021. — 395 с. — (Среднее профессиональное образование). 

ISBN 978-5-16-016937-8 (print)
ISBN 978-5-16-109512-6 (online)
Излагаются технологические основы решения проблемы твердых бытовых отходов. Рассматриваются вопросы комплексной переработки и утилизации отходов потребления. Раскрываются во взаимосвязи технологические аспекты обращения с отходами с позиций экологии, экономики, 
ресурсо- и энергосбережения.
Для студентов, обучающихся по техническим, технологическим и экологическим специальностям, включая экологический сервис. Представляет интерес для преподавателей и специалистов, работающих в системе инженерного обеспечения городского хозяйства и использования вторичных 
ресурсов, а также для проектантов (книга содержит удобный для пользования обширный фактический материал).

УДК 628.4.04-405(075.32)
ББК 30.69я723

Р е ц е н з е н т ы:
Чантурия В.А., академик Российской академии наук;
Иванков С.И., профессор, член-корреспондент Российской академии естественных наук

ISBN 978-5-16-016937-8 (print)
ISBN 978-5-16-109512-6 (online)
© Шубов Л.Я., Ставровский М.Е., 
Олейник А.В., 2021

ОТ АВТОРОВ

Мировой технический прогресс, базирующийся
на использовании человеком природных ресурсов в качестве
сырьевых материалов и создании им техносферы, представляющей собой территории, занятые городами и поселками с соответствующей инфраструктурой, закономерно привел к тому, что существование человека стало экологически опасным, прежде всего
изза образования и накопления огромного количества отходов
производства и потребления, изза негативного воздействия на
окружающую среду хозяйственной деятельности, изза истощения природных ресурсов (в первую очередь пресной воды).
Все, что человек производит для обеспечения жизнедеятельности и удовлетворения своих постоянно растущих потребностей,
в конечном итоге переходит в категорию отходов.
Отходы – это продукты, образовавшиеся как побочные, бесполезные или нежелательные в процессе жизнедеятельности человека и подлежащие переработке, утилизации или захоронению.
В соответствии с агрегатным состоянием образовавшиеся отходы можно подразделить на твердые, жидкие и газообразные. Их
негативное воздействие на окружающую среду связано с выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух (газообразные
отходы), сбросами загрязняющих веществ в водные объекты и
на водосборные площади (сточные воды), размещением отходов
производства и потребления на специальных объектах. Поэтому
процессы инженерной защиты окружающей среды должны предусматривать защиту атмосферы, гидросферы и литосферы. При
этом необходимо учитывать, что техносфера, созданная человеком с помощью технических средств и превращенная в среду обитания, удовлетворяющую растущим социальноэкономическим
потребностям человека, не является саморазвивающейся средой и
без инженерной поддержки будет деградировать.
Сегодня человечество осознало, что, вопервых, технический прогресс остановить невозможно (мы не можем вернуться к
темпу и уровню жизни наших предков); вовторых, отходы яв

ляются главными загрязнителями окружающей среды; втретьих, техносфера по качеству не должна значительно отличаться от
природной среды (должны удовлетворяться требования к качеству среды обитания). Исходя из этого делается обоснованный вывод: экология, технический прогресс и техносферное развитие
(включая сервис экосистем и природоохранных объектов) должны быть системно связаны. Частный вывод: экологическая безопасность любой страны во многом зависит от решения проблемы
отходов. Еще в середине XX в. Нильс Бор произнес пророческие
слова: «Человечество не погибнет в атомном кошмаре, оно захлебнется в собственных отходах». Альберт Эйнштейн развил эту
мысль: «Окружающая среда – это то, во что превращается природа, если ее не охранять».
Очевидно, что системное решение задач инженерной защиты
окружающей среды при обращении с отходами производства и
потребления невозможно без профессиональной подготовки кадров. К сожалению, образование в этой сфере значительно отстает
от требований жизни (особенно если учесть, что ни в одной сфере
человеческой деятельности у России нет такого отставания, как в
сфере обращения с отходами). Не случайно на парламентских слушаниях в Совете Федерации 25 декабря 2009 г. по теме «Проблемы
нормативноправового и технологического обеспечения обращения
с отходами производства и потребления» Министерству образования и науки Российской Федерации рекомендовано разработать для
вузов специализированные учебные пособия по обращению с отходами производства и потребления с учетом имеющихся справочных
рекомендательных документов Европейского Союза о наилучших
доступных технологиях в области обращения с отходами.
Однако никакие справочные рекомендательные документы
ЕС не могут являться руководством к действию в отрыве от законодательства. Руководством к действию являются законодательные акты, регламентирующие обращение с отходами. Законы и
директивы ЕС определяют базовые принципы обращения с отходами, иерархию обращения с отходами и приоритетные направления решения проблемы – предотвращение образования отходов,
их повторное использование и переработка, обезвреживание, захоронение остаточных отходов с соблюдением всех природоохранных норм. При этом в соответствии с законодательством ЕС
должна быть использована «наилучшая из имеющихся технологий,

6
От авторов
4

не требующих чрезмерных затрат», что расшифровывается в документах следующим образом: «ущерб для окружающей среды должен быть сокращен насколько это возможно наиболее экономичным способом». Иными словами, проблема отходов совершенно
справедливо рассматривается как экологоэкономическая и технологическая проблема. Отсюда формируется и общий подход к
выбору технологии: предпочтение должно отдаваться технологическим решениям, которые сводят к минимуму затраты на их реализацию и экологический риск практических действий.
К сожалению, лица, волею судеб ответственные в России за
решение проблемы отходов, в подавляющем большинстве случаев
профессионально проблемой не владеют. Так, в постановлении
Правительства Москвы от 22.04.2008 № 313ПП «О развитии технической базы городской системы обращения с коммунальными
отходами в городе Москве» запланировано направить на мусоросжигательные заводы (МЗС) весь поток образующихся в городе
твердых бытовых отходов (ТБО). Совершенно игнорируется, что
сжигание всей образующейся массы неподготовленных, несортированных ТБО представляет собой самый затратный и экологически опасный вариант технологического решения.

Настоящий учебник для вузов, являющийся развитием учебного пособия «Технология отходов мегаполиса» (М. : Известия,
2002) и учебника для вузов «Технологии отходов» (М. : ОптимаГрупп, 2006), во многом решает образовательную задачу подготовки специалистов современного уровня для работы в сфере
управления отходами.
Учебник учитывает особенности методологии образовательной деятельности при подготовке специалистов для управления
отходами:
технологические аспекты управления отходами должны оцениваться с позиций экологии, экономики, ресурсои энергосбережения;
элементы управляемой системы (сбор, удаление, сортировка, переработка, утилизация и захоронение) должны рассматриваться в
системной связи между собой;
фундаментальное изложение технологических основ решения
проблемы отходов должно учитывать обеспечение приоритета

От авторов
75

Настоящий учебник, являющийся развитием учебного пособия «Технология отходов мегаполиса» (М. : Известия, 2002) 
и учебника для вузов «Технологии отходов» (М. : Оптима-Групп, 
2006), во многом решает образовательную задачу подготовки специалистов современного уровня для работы в сфере управления 
отходами.

утилизации отходов над их захоронением на основе реализации
иерархической последовательности управления отходами;
критическое осмысление студентами материала и освоение современных технологических достижений должно базироваться на сопоставительном анализе различных технологических процессов
(развитие умений и навыков научно обоснованного выбора технологии и ее адаптации к конкретным условиям);
для проверки усвоения сложного материала необходима разработка тестовых заданий, которые можно рассматривать как контрольные задачи.
Авторы искренне желают студентам стать хорошими специалистами и в полной мере использовать знания при решении сложнейших задач управления отходами. От их правильного решения
во многом зависит экологическая безопасность России, повышение ее ресурсного и энергетического потенциала, не говоря уже о
престиже страны.
Авторы выражают глубокую благодарность и признательность
за помощь в работе над учебником профессору Н.Ф. Пантелеевой,
О.П. Петрукову, О.Н. Борисовой, И.Г. Доронкиной и особенно
А.Е. Буковскому и К.В. Тобольской.

8
От авторов
6

ВВЕДЕНИЕ

Экономика большинства стран базируется на использовании полезных ископаемых и других природных ресурсов
в качестве первичных сырьевых материалов, мировое потребление которых в настоящее время возросло настолько, что стало соизмеримо с их запасами. Фактически то, что создавалось природой на протяжении геологических эпох, т.е. за миллионы лет, расходуется в течение нескольких десятилетий, превращаясь за такое
короткое время в загрязняющие природную среду твердые, жидкие и газообразные отходы.
Отходы образуются в процессе добычи, переработки и материальноэнергетического использования природных ресурсов, на
стадии изготовления конечной продукции и ее использования.
Вся продукция, производимая человеком для удовлетворения
своих потребностей и обеспечения жизнедеятельности, в конечном итоге переходит в категорию отходов. При этом часть продуктов, на производство которых затрачено много энергии и человеческого труда, попадает в категорию отходов уже после разового
использования (например, луженая консервная тара, алюминиевая тара, упаковка различных видов, макулатура и проч.). Бесконтрольное и непродуманное обращение с отходами может привести
к серьезным экологическим последствиям и представляет угрозу
самой основе существования человека.
Во всем мире одной из наиболее актуальных является проблема рационального управления отходами, так как отходы представляют собой, с одной стороны, главные загрязнители окружающей
среды, а с другой – ценные продукты, потенциально пригодные
для переработки и вторичного использования.
Управление отходами включает в себя организацию их сбора,
удаления (транспортирования), переработки и захоронения, а
также реализацию мероприятий по уменьшению количества отходов, направляемых на переработку и захоронение. Можно сказать
иначе: управление отходами – это технологический процесс,
включающий системно связанные операции сбора, удаления

(транспортирования), переработки, утилизации и захоронения
отходов.
Стратегия управления отходами базируется на решении следующих основных задач:
минимизация количества образующихся отходов производства и
по возможности предотвращение их образования;
минимизация количества образующихся отходов потребления, направляемых на объекты захоронения и обезвреживания;
изыскание и применение экологически безопасных методов переработки отходов с наименьшими экономическими затратами;
максимально возможное вовлечение отходов в хозяйственный
оборот и их материальноэнергетическая утилизация как техногенного сырья.
На производителей любой продукции возлагается ответственность за последствия своей деятельности. Ясно, что товары и изделия не должны содержать веществ, опасных для окружающей среды, и они также должны быть «технологичными» для последующей переработки, когда перейдут в категорию отходов.
Все действующие в цивилизованном мире законы побуждают
производителей совершенствовать технологические процессы в
направлении минимизации количества образующихся отходов.
Производитель несет ответственность за отходы, которые у него
образуются в производственном процессе, включая размещение
на полигоне, которое становится все более дорогим. Каждое
предприятие имеет план управления своими отходами, план
природоохранных мероприятий, согласованный с компетентными органами. Решающее значение приобретают технологии,
предотвращающие образование отходов в производственном
цикле, снижающие их количество за счет совершенствования основного процесса, вовлечения отходов в переработку и утилизацию.
Широкомасштабная научно обоснованная экологическая политика, включая ее законодательные, технологические, экономические, социальные и иные аспекты, невозможна без профессионально подготовленных кадров. Особую роль при решении проблемы отходов приобретает квалифицированная инженерная
деятельность специалистов, владеющих эффективными инженерными методами обеспечения экологической безопасности в
данных техникоэкономических условиях.

10
Введение
8

По своей природе техногенное сырье может быть использовано как вторичные материальные и энергетические ресурсы (ВМР
и ВЭР). Вместе с тем сегодня в хозяйственный оборот вовлекается
всего около 10 % образующихся твердых отходов. Это очень мало.
В то же время в настоящих техникоэкономических условиях невозможна 100%ная утилизация отходов. Наука и практика отстают от требований времени. Проблема отходов для своего решения
требует больших капиталовложений и должна решаться поэтапно,
но обязательно целенаправленно и непрерывно. Важнейшую роль
при этом играют комплексный подход, подготовка специалистов,
принятие научно обоснованных (а не конъюнктурных) решений,
своевременное финансовое и научнотехническое обеспечение.
Проблема утилизации твердых отходов сложна сама по себе.
В частности, по мере увеличения доли вторичного сырья в материальнопроизводственных циклах может ухудшаться качество готовой продукции, например за счет накопления примесного вещества (при выплавке из металлолома в стали могут накапливаться тяжелые цветные металлы), снижения качества сырья (например, в
целлюлозной массе вследствие использования макулатуры уменьшается доля длинного волокна, что постепенно приводит к снижению прочностных свойств бумаги) и т.д. При термической (энергетической) утилизации отходов процесс переработки может значительно осложняться изза наличия в отходах опасных компонентов
и металлов, низкой теплотворной способности отходов и т.п. Поэтому рациональная утилизация твердых отходов, как правило,
требует применения дополнительных технологических операций
с целью придания отходам необходимых свойств и качеств. Иными словами, независимо от принципиальных направлений переработки требуется подготовка сырья к последующей утилизации – материальной, термической, биотермической и др.
Основными подготовительными операциями в технологиях
отходов являются: дробление, грохочение, обогащение (магнитная, электрическая и электродинамическая сепарация, аэросепарация, гравитация, ручная сортировка и др.), укрупнение размеров частиц и компонентов (гранулирование, брикетирование,
пакетирование, агломерация), в ряде случаев – термические процессы. При этом всегда остаются актуальными создание новых и
совершенствование существующих технологических процессов

Введение
119

обработки и переработки техногенного сырья, как и поиск альтернативных направлений утилизации отходов одного и того же вида.
Многие проблемы, возникающие на стадии производства
продукции и связанные с образованием отходов, являются отраслевыми и в основном решаются на отраслевом уровне специалистами каждой отрасли. Решение этих проблем для каждой отрасли
осуществляется специфическими методами, которые могут рассматриваться и изучаться студентами соответствующих вузов при
слушании специальных курсов по профилю обучения.
Вместе с тем образуется весьма большая группа отходов непроизводственной деятельности человека, одним из видов которой являются отходы потребления, в частности многотоннажные
твердые бытовые отходы (ТБО), автолом, крупногабаритные материалы (КГМ) и др. К образованию ТБО причастен каждый человек. Проблема ТБО характерна для всех городов, но особенно
острой она является для такого крупного мегаполиса, как Москва,
где ежегодно образуется не менее 7 млн т ТБО.
Первой задачей в решении проблемы ТБО является разработка
оптимальных систем их сбора и удаления (транспортирования).
Промедление с удалением ТБО из мест образования недопустимо,
так как может привести к серьезному загрязнению городов. ТБО
удаляют либо на полигоны захоронения (свалки), либо на специальные объекты для переработки и обезвреживания. В СНГ полигонномузахоронениюподвергают95–97%образующихсяТБО,введущих
странах ЕС (Германии, Австрии, Швеции, Дании, Бельгии, Нидерландах, Люксембурге) захоронению подвергают менее 20 %.
Удаление ТБО на свалки (полигоны), имеющее глубокие исторические корни, следует рассматривать как вынужденное, в какойто степени сиюминутное решение проблемы, в принципе
противоречащее экологическим и ресурсным требованиям. Поскольку свалки все дальше удаляются от городов, а плечо вывоза
ТБО не может бесконечно увеличиваться, весьма актуальным становится решение второй задачи – минимизации количества отходов, направляемых на захоронение. Эта задача решается путем вовлечения ТБО в сортировку и промышленную переработку.
Именно промышленная переработка, занимающаяся в совокупности вопросами обезвреживания, ликвидации и материальноэнергетического использования ТБО, представляет собой кардинальный путь решения этой проблемы.

12
Введение
10