Состав и свойства ТБО

ТБО являются крупнотоннажными отходами, представляющими собой гетерогенную смесь различных по физическому состоянию, крупности и свойствам органических и неорганических компонентов сложного морфологического состава. Их состав меняется во времени (в том числе по сезонам года) и зависит от места расположения населенного пункта, его величины, благоустройства, уровня развития промышленности и ряда других показателей.

В состав ТБО входят непригодные к дальнейшему потреблению предметы и материалы: печатная продукция различных видов (старые книги, газеты, журналы и т.п.), битая, деформированная и грязная посуда (стеклянная, керамическая, металлическая), упаковочные изделия из синтетических полимеров (пластмасс), консервные банки, изношенные одежда и обувь, пищевые отбросы, древесина (щепки, стружки, опилки, палки, тарные дощечки и т.п.), строительный, домовой и уличный мусор и многие другие компоненты. Особую группу в составе ТБО представляют крупногабаритные предметы. К ним относится ряд видов старой мебели и вышедших из эксплуатации электроприборов, а также обрезки деревьев, бревна, столбы и некоторые элементы конструкций зданий. Особенностью ТБО в условиях России является то, что при сборе происходит смешивание отходов различных видов. Таким образом, уже на этом уровне ТБО представляют собой несортированные смешанные отходы.

Количественное присутствие отдельных компонентов в ТБО характеризуется значительными сезонными колебаниями морфологического состава и источниками поступления.

Примеры морфологического состава приведены в таблицах 3-4.

Важной характеристикой является фракционный состав ТБО – процентное содержание массы компонентов, проходящих через сито с ячейками различного размера. Этот показатель иллюстрирует информация, приведенная в таблицах 5-6.

Основную массу ТБО представляют фракции 300 мм. Выход отходов этой фракции составляет 85-90 %. Не менее важными характеристиками ТБО являются гравиметрическая плотность (насыпная масса), влажность и теплотворная способность. Оказалось, что плотность ТБО непрерывно уменьшается и составляет в настоящее время в крупных городах 0,15-0,20 т/м³.

Таблица 3 – Типовой морфологический состав российских ТБО по данным 1985-1995 г.г.

Компоненты	Содержание, % масс.
Бумага, картон и т.п.	12,0-38,0
Пищевые и растительные отходы	20,0-45,0
Черные металлы	3,0-5,2
Цветные металлы	0,5-0,8
Текстиль	4,0-7,0
Стекло	4,0-8,0
Пластмассы	2,0-6,5
Кожа, резина	0,3-3,5
Древесина	0,9-3,0
Камни, керамика	0,8-3,0
Кости	0,1-2,0
Отсев – 15 мм	7,0-13,0
Прочее	1,0-2,0

Таблица 4 – Морфологический состав ТБО для разных климатических зон, % по массе

Компонент	Климатическая зона
средняя	южная	северная
Пищевые отходы	35-45	40-49	32-39
Бумага, картон	32-35	22-30	26-35
Дерево	1-2	1-2	2-5
Черный металлолом	3-4	2-3	3-4
Цветной металлолом	0,5-1,5	0,5-1,5	0,5-1,5
Текстиль	3-5	3-5	4-6
Кости	1-2	1-2	1-2
Стекло	2-3	2-3	4-6
Кожа, резина	0,5-1		2-3
Камни, штукатурка	0,5-1		1-3
Пластмасса	3-4	3-6	3-4
Прочее	1-2	3-4	1-2
Отсев (менее 15 мм)	5-7	6-8	4-6

Таблица 5 – Ориентировочный морфологический и фракционный состав ТБО, % по массе

Компонент	Размер фракций, мм
более 250	150-250	100-150	50-100	менее 50
Пищевые отходы	-	0-1	2-10	7-12,6	17-21
Картон, бумага	3-8	8-10	9-11	7-8	2-5
Дерево	0,5	0-0,5	0-0,5	0,5	0-0,5
Металл	-	0,1	0,5-1	0,8-1,6	0,3-0,5
Текстиль	0,2-1,3	1-1,5	0,5-1	0,3-0,8	0-0,6
Кости	-	-	-	0,3-0,5	0,5-0,9
Стекло	-	0-0,3	0,3-1	1-2	1-1,6
Кожа, резина	-	0-1	0,5-2	0,5-1,5	-
Камни, штукатурка	-	-	0,2-1	0,5-1,8	0,5-2
Пластмасса	0-0,2	0,5-1	1-2,2	1-2,5	0,2-0,5
Прочее	0-0,3	0,2-0,6	0-0,5	0-0,4	0-0,5
Отсев (менее 15 мм)	-	-	-	-	4-6
Всего	7,0	13,3	22,1	25,3	32,3

В составе ТБО растет количество бумаги, картона, полимерных материалов. Это обуславливает увеличение их теплотворной способности до величины 1500-2000 ккал/кг. Влажность ТБО в зависимости от климатического пояса и времени года колеблется в пределах от 40-58 %.

Таким образом, ТБО содержат много полезных и нужных материалов, которые можно рационально использовать многократно. Их предварительное выделение из общей массы отходов и переработка в полезные материалы значительно экономичнее получения последних из природного сырья. Состав и свойства ТБО имеют определяющее значение при решении вопросов их сбора, удаления, складирования (захоронения, изоляции), обезвреживания и заводской переработки (утилизации).

Выбор оптимальной технологии переработки ТБО и разработки общей концепции их эвакуации и утилизации требует учета того, что перерабатывающее и утилизирующее ТБО предприятие само может быть источником серьезного загрязнения биосферы токсичными соединениями серы, галогенов, азота, тяжелых металлов, а также органическими веществами (в том числе такими супертоксикантами, как диоксины и фураны). Это может являться следствием различных отклонений от технологического регламента при использовании даже самого совершенного оборудования.

Таблица 6 – Усредненный морфологический и фракционный состав ТБО

Компоненты	Содержание, % масс
Общее	Фракции, мм
+200	-200 - +80	+80
Бумага, катрон и т.п.	22,0	6,6	11,4	4,0
Пищевые и растительные отходы	35,0	0,0	9,2	25,8
Черные металлы	4,0	1,3	2,5	0,2
Цветные металлы (алюминий)	0,7	0,0	0,7	0,0
Текстиль	5,5	3,3	2,0	0,2
Стекло	7,0	0,0	6,8	0,2
Пластмассы (высокой плотности)	2,0	0,15	1,6	0,25
Полимерная пленка	4,0	1,45	2,5	0,05
Кожа, резина	1,5	0,05	1,45	0,0
Древесина	1,5	1,3	0,2	0,0
Камни, керамика	1,5	0,75	0,55	0,2
Кости	1,0	0,0	0,3	0,7
Прочее (включая отсев – 15 мм)	114,3	1,0	5,0	8,3
Итого	100,0	15,9	44,2	39,9
Примечание: 1) стекло в составе исходных ТБО на 97 % представлено целыми бутылками (все в классе -200 - +80 мм); 2) черный металл на 50 % представлен консервными банками (белая жесть); почти все банки находятся в классе -200 - +80 мм