Автоматизированный сбор ТКО для России: за и против
Автоматизация – это современный способ повышения производительности труда и рентабельности бизнеса по сбору и вывозу твердых коммунальных отходов (ТКО). В этой статье мы рассмотрим разные аспекты автоматизации в условиях нашей страны.
«Автоматический сбор мусора» – компьютерный термин, поэтому применительно к ТКО мы будем использовать только словосочетание «автоматизированный сбор ТКО».
Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание вопросам экологии, и в том числе проблемам обращения с отходами, их сбора и утилизации. В 2019 г. принят Национальный проект «Экология», в соответствии с которым доля «твердых коммунальных отходов» (ТКО), направленных на утилизацию, должна к 2024 г. составлять от 36 до 60% от всего объема образованных ТКО.
Существуют также федеральные проекты: «Инфраструктура для обращения с отходами 1–2 класса», «Комплексная система обращения с ТКО».
Несомненно, правительство будет выделять немалые бюджетные средства для реализации этих проектов и закупки специальной техники для коммунальных предприятий. Кроме того, и частный бизнес, для которого особенно важна рентабельность операций и использования техники, будет обновлять парки своей техники наиболее производительными машинами. Видимо, автоматизированная техника, как наиболее производительная, будет занимать в этих закупках значительное место.
Уточним понятия
Чтобы быть правильно понятыми, нужно использовать точные термины. Приведем определения нескольких терминов, которые будут использоваться в нашей статье.
ТБО – это «твердые бытовые отходы», образующиеся в домашних условиях, в состав которых входят отходы природного происхождения: остатки пищи, растений, и искусственного происхождения: пластиковые, металлические отходы, целлофановые мешки, картонные коробки, обувь, одежда, бытовая техника.
В ФЗ № 89 «Об отходах производства и потребления» введено новое понятие: «твердые коммунальные отходы», ТКО, в число которых входят все перечисленные в определении ТБО, плюс отходы, образующиеся в результате удовлетворения людьми личных и бытовых нужд в офисах, на малых предприятиях и т. п.: бумага, пластиковые стаканы, скрепки и т. д. Согласно редакции закона от 2014 г. понятие ТБО отменено и используется только в разговорной речи.
Утилизация отходов (от латинского utilis – полезный) – это использование отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг, включая повторное применение отходов, в том числе рециклинг (повторное применение отходов по прямому назначению), их возврат в производственный цикл после соответствующей подготовки (регенерация), извлечение полезных компонентов для их повторного применения (рекуперация), а также использование твердых коммунальных отходов в качестве возобновляемого источника энергии (вторичных энергетических ресурсов).
Как производится автоматизированый сбор ТКО?
В прессе, посвященной вопросам обращения с ТКО, много говорится о полуавтоматическом и автоматическом сборе ТКО. Но если в России автоматизация относится только непосредственно к работе кантователя, которому оператор лишь дает команду на старт и далее механизм выполняет все действия в автоматическом порядке, а затем подающая и прессующая плиты также могут срабатывать автоматически, то западные коллеги пошли намного дальше. Рассмотрим подробнее, как осуществляют «автоматизированный сбор ТКО» в США и некоторых странах Европы.
Итальянская компания FARID Industry предлагает в России мусоровозы серии FMO с боковой загрузкой (емкость кузова от 15 до 30 м3), оборудованием которых может управлять один оператор. Кантователь управляется джойстиком, работу оборудования оператор контролирует при помощи видеокамеры и ЖК-мониторов. Загрузочная система работает быстро, но плавно. Общее время одного цикла загрузки составляет 35–45 сек.
Большегрузные мусоровозы Farid с задней загрузкой серии T1 (емкость кузова 16–27 м3) оснащаются автоматическим кантователем.
Остальные серии мусоровозов Farid, от компактных до тяжелых, относятся к машинам с задней загрузкой. В основном автоматизирован у них лишь процесс прессования – возможны режимы ручной, полуавтоматической и автоматической работы, совмещенной с загрузкой контейнера. У кантователя автоматизирована функция подхвата баков.
Как утверждают сторонники этого способа, автоматизированный сбор ТКО повсеместно зарекомендовал себя положительно и все шире используется в различных населенных пунктах в качестве экономически эффективной альтернативы сбору с применением ручного труда. Мусоросборочная компания или администрация населенного пункта обеспечивает каждое домовладение специальными одинаковыми баками с крышками, которые благодаря большим прочным колесам можно легко развернуть и подкатить к краю тротуара в назначенный для сбора мусора день и час (обычно рано утром). Баки устойчивы и не могут быть перевернуты даже сильным ветром, дующим со скоростью 70–80 км/ч. Они имеют внутри ровные и гладкие стенки и легко моются. Эстетичные одинаковые баки не портят вид города в день сбора мусора.
Баки должны стоять как можно ближе к краю тротуара, на расстоянии не менее 1 м от препятствий, таких как столбы электропередачи, дорожные знаки, деревья и припаркованные автомобили, рукоять бака должна быть обращена к дому. Желательно каждый раз ставить бак на одно и то же место. Если бак будет оставлен в ненадлежащем месте, вначале несколько раз его выгрузят и переставят на «правильное» место. Дворник или жители должны запомнить это место и в следующий раз ставить бак именно на него. В противном случае бак не будут выгружать.
Мусоровоз с боковым кантователем, расположенным со стороны, обращенной к тротуару, подъезжает к баку. Оператор не покидает кабины мусоровоза. Прямо из кабины джойстиком он подводит захваты кантователя к мусорному баку, бак поднимается, переворачивается вверх дном и останавливается с легким толчком, чтобы весь мусор из него выпал в бункер мусоровоза.
Мусоровозы АО «КОММАШ» (г. Арзамас Нижегородской обл.) не отличаются высокой автоматизацией, но у моделей с задней загрузкой предусмотрена установка портала для загрузки бункеров емкостью до 8 м3 с крупногабаритными отходами, у которого имеется уникальная функция «встряхивания» в конце хода, обеспечивающая полную выгрузку мусора из бункеров.
Предприятие предлагает мусоровозы с задней, боковой загрузкой и контейнерные на шасси КАМАЗ, МАЗ, ГАЗ, возможна установка оборудования на шасси DAF, SCANIA, MAN. Утверждается, что время загрузки одного контейнера в мусоровоз составляет до 15 сек, а длительность цикла прессования – до 23 сек.
Затем бак возвращается на место. Удобные выступы для рычагов кантователя не дают баку выскользнуть из рычагов при разгрузке, таким образом, рассыпание и раздувание ветром мусора исключаются. Процесс разгрузки мусора из бака занимает всего около 15 сек. После сбора мусора дворники или жители должны в тот же день убрать баки с тротуара.
Среди широкой гаммы мусоровозов АО «Ряжский авторемонтный завод» (г. Ряжск Рязанской области) есть линейка машин с боковой загрузкой, в том числе с автоматизированным управлением.
Мусоровозы серии МК-ХХ53 обладают повышенной производительностью загрузки кузова за счет применения системы автоматического управления, обеспечивающей прессование мусора в режиме «нон-стоп» и разгрузку контейнеров одновременно с прессованием мусора. Уплотняющая плита работает в автоматическом режиме – однократно либо с непрерывным перемещением (во время которого производится разгрузка контейнеров). По специальному заказу возможна установка управления оборудованием из кабины мусоровоза.
Манипулятор повышенной прочности в базовой комплектации оснащается захватом за переднюю стенку контейнера 0,75 м3. Опционно предлагается комплектация универсальным захватом для всех типов контейнеров: стандартных 0,75 м3 и евроконтейнеров всех типов 0,5–1,1 м3.
Предприятие также выпускает мусоровозы с автоматической загрузкой сзади, обслуживающие контейнеры различных типов – от 0,12 до 1,1 м3, а при оснащении портальными подъемниками они могут собирать мусор из контейнеров большого объема.
Полуавтоматический сбор ТКО. Полуавтоматическим сбором ТКО на Западе называют процесс, в ходе которого рабочим-мусорщикам приходится самим подвозить баки на колесах к кантователю, чаще всего расположенному сзади мусоровоза, но иногда подобный способ сбора используется и мусоровозами с боковой загрузкой. Бак устанавливают ровно напротив захватов кантователя и включают подъемный механизм, а затем возвращают пустые баки на контейнерную площадку. При полуавтоматическом сборе потребность в рабочей силе уменьшается, но ручной труд не исключается полностью.
ООО «Механический завод «Спецтранс» (МЗ «Спецтранс», Санкт-Петербург) предлагает линейку мусоровозов 4-го поколения с боковой загрузкой, оснащенных новой системой управления гидравлическим рабочим оборудованием фирмы VIKKERS, которая позволяет водителю осуществлять процесс загрузки в полуавтоматическом режиме (Non-Stop технология) не выходя из кабины. В кабине имеются пульт с трехпозиционным джойстиком, видеокамера и монитор. Процесс захвата контейнера манипулятором контролируется выносной телекамерой. После фиксации контейнера манипулятор и уплотняющее устройство работают автоматически. Скорость работы манипулятора можно регулировать. Имеется функция вытряхивания мусора из контейнера. Новый манипулятор позволяет работать без просыпания мусора при погрузке: в процессе выгрузки крышка контейнера открывается автоматически, при возвращении контейнера в исходное положение крышка самостоятельно закрывается. На выгрузку одного контейнера затрачивается 25–30 сек. Автоматика прессовочного устройства отрабатывает циклы, возвращая прессовочную плиту в исходное положение при опрокидывании контейнера.
Мусоровозы способны работать с контейнерами емкостью от 120 до 1100 л (евроконтейнеры).
Почему многие населенные пункты на Западе переходят на автоматизированный сбор ТКО?
Системы автоматизированного и полуавтоматического сбора (загрузки и уплотнения) ТКО являются основным путем уменьшения потребности в рабочей силе в этой отрасли, т. к. увеличивают производительность работы: позволяют сократить затраты времени и труда. Количество обслуживаемых домовладений, которые приходятся на одного работника в час, увеличивается до 300%, один водитель-оператор может обслуживать маршрут, не покидая кабины своего мусоровоза.
Кроме того, уменьшается вероятность травмирования рабочих-мусорщиков, ведь большинство травм происходит при подъеме мусорных баков для разгрузки в приемный бункер мусоровоза.
Автоматизированный сбор рентабельнее ручного. Несмотря на то, что начальная стоимость автоматического оборудования для сбора ТКО выше и расходы по техобслуживанию на каждый мусоровоз тоже обычно возрастают, затраты окупаются быстрее: обычно уменьшается численность парка мусоровозов, необходимых для обслуживания данного участка, они потребляют меньше топлива.
Утверждается, что уменьшаются затраты на ликвидацию последствий рассыпания мусора из баков: когда все баки одинаковые, меньше вероятности, что бак уронят и опрокинут при разгрузке, автоматизированные системы аккуратнее и точнее разгружают мусорные баки в мусоровозы, меньше мусора попадает в воду и снег.
Недостатки автоматизированного сбора ТКО
Как и всякое дело, автоматизированный сбор ТКО имеет и некоторые недостатки.
Уже отмечалось, что начальная стоимость автоматизированных мусоровозов, как правило, более чем вдвое выше обычных, дороже обходится и техобслуживание, т. к. автоматизированные мусоровозы оснащаются сложными гидравлическими системами. Придется дополнительно обучать сервисных специалистов работе с такими гидросистемами. К тому же чем сложнее конструкция, тем выше риск выхода из строя.
При внедрении автоматизированного сбора ТКО требуется заменить все мусорные баки на одинаковые специальные баки на колесах.
В России по очевидным причинам мусоровозы оснащаются универсальными кантователями, способными разгружать мусорные баки разных типов и емкости.
Известный немецкий производитель ZOELLER в нашей стране представлен в основном мусоровозными надстройками с задней загрузкой.
Мусоровозы серии MEDIUM наряду с кантователями могут оснащаться краноманипуляторной установкой PALFINGER, предназначенной для работы с широким спектром накопителей: контейнерами заглубленного типа, контейнерами типа «колокольчик», евроконтейнерами и контейнерами отечественного производства объемом 0,8 м3. КМУ PALFINGER EPSILON C70G77 отличается высокой грузоподъемностью (от 950 до 2350 кг) и позволяет осуществлять подъем контейнеров на расстоянии до 7,7 м. Управление КМУ осуществляется при помощи пульта ДУ.
У мусоровозов, оснащенных кантователем, управление позволяет осуществлять загрузку мусора в полуавтоматическом режиме, когда рабочие циклы следуют непрерывно один за другим либо в ручном режиме. Также возможно включение процесса прессования в автоматическом и полуавтоматическом режимах.
Универсальное загрузочное устройство SK 200 предназначено для всех типов евроконтейнеров емкостью от 120 до 1100 л, а также для баков 0,8 м3 российского производства.
Изменяемая геометрия заднего борта увеличивает объем приемной ванны до 4,8 м3, что позволяет осуществлять выгрузку отходов из емкостей объемом до 5 м3 за один цикл.
Оборудование серии MEDIUM устанавливается на шасси с колесной формулой 6х4 и 6х2 с технически допустимой полной массой до 34 т.
В баки можно складывать только упакованный в мешки бытовой мусор. Это делается для того, чтобы мусор меньше пачкал внутренние стенки бака и не разносился ветром.
А вот в мусоровозах с задней загрузкой итальянской компании Fratelli Mazzocchia Spa, которые в нашей стране представляет компания ISP Group («Инфраструктурный проект»), имеется специальная система автоматической очистки Idromac. Также в автоматическое управление мусоровозами Mazzocchia входят усовершенствованный электронный контроль гидравлической системы с возможностью передачи данных, панель управления с сенсорным экраном в кабине с функцией бортовой диагностики работы оборудования, по заказу могут быть установлены бортовая система взвешивания груза, система распознавания контейнеров и телематическая система «управления автопарком».
Модельный ряд оборудования Mazzocchia Fratelli состоит из 50 вариантов моделей и модификаций мусоровозов с кузовами вместимостью от 2 до 60 м3, монтируемых на шасси с полной массой от 1,5 до 40 т и на полуприцепы полной массой до 44 т.
Компания входит в тройку крупнейших итальянских предприятий, продукция которых востребована в различных европейских странах.
Нельзя класть мешки с мусором на крышку бака. При автоматизированном сборе мусор, который высыпается и разносится ветром из бака, должен собираться дворниками или гражданами, работники мусоросборочной компании просыпавшийся из баков мусор не собирают. Не собираются и мешки с мусором, не помещенные в баки. Если мешки с мусором почему-либо застряли в баке и не выпали при разгрузке, оператор мусоровоза не достает их из бака. Рекомендуется самые тяжелые вещи класть на дно бака.
Дворовый мусор – опавшие листья и скошенную траву не собирают, их нельзя класть в бытовой мусор. Осенью и весной городские власти организуют сбор всех дворовых отходов: скошенной травы, опавших листьев и срезанных веток для дальнейшей утилизации. В другое время года в мусорный бак можно класть только ветки от живой изгороди.
Нельзя складывать строительные отходы, они, как и при обычном сборе ТКО, вывозятся отдельно за счет граждан.
Не все отходы и ненужные вещи могут поместиться в стандартный мусорный бак на колесах, предназначенный для автоматизированного сбора ТКО. Мусор, не помещенный в баки, собран не будет.
А вот в бункер мусоровоза нового поколения МКЗ-50-18 от компании «ЭКОМТЕХ-ТРЕЙДИНГ» возможна загрузка не только обычных ТКО, но и крупногабаритых: портальный механизм грузоподъемностью 4000 кг подает их в приемный бункер большой вместимости 2,6 м3.
МКМ 50-18 на шасси МАЗ-5340С2 (6х4) – мусоровоз с боковой загрузкой кузова. Емкость кузова – 18 м3, полезная грузоподъемность – 9650 кг. Оснащен усовершенствованным манипулятором с новым универсальным захватом в стандартной комплектации для работы с различными по конструкции и вместимости контейнерами для мусора. Особо прочная телескопическая стрела позволяет выдвинуть захват для контейнера на 400 мм, а уникальный опорно-поворотный узел обеспечивает наибольший среди подобных конструкций угол поворота манипулятора в горизонтальной плоскости.
Система электронного управления собственной разработки позволяет выполнять уплотнение отходов по заданным программам в зависимости от начальной плотности отходов, проводить удаленную диагностику и программирование. Опционно устанавливаются видеокамеры, позволяющие водителю, не покидая кабины, контролировать при помощи монитора зону работы манипулятора, а также работу уплотняющей плиты в пресс-камере.
Именно проблемы вывоза громоздких ТКО часто являются фактором, препятствующим внедрению автоматизированного сбора. Проблема вывоза громоздких бытовых вещей, таких как мебель и электроприборы, решается путем использования накопительных контейнеров и бункеров, которые примерно раз в неделю развозятся и собираются специальным автомобилем со скиповым погрузчиком или системой «мультилифт».
Баки должны стоять в строго определенных местах, к каждому из них должен быть обеспечен подъезд. Баки, подъезд к которым заблокирован, мусоровоз разгрузить не сможет. Баки должны стоять поодаль от уличных столбов и других препятствий, которые могут помешать работе кантователя мусоровоза. Кантователю требуется свободное пространство, чтобы безопасно разгружать баки, не ударить и не повредить соседние объекты. Также необходимо обеспечить, чтобы в часы сбора ТКО автовладельцы не оставляли автомобили у мест расположения мусорных баков. Узкие улицы и тупики, на которых паркуются машины «бампер к бамперу», особенно сложны для работы автоматизированных мусоровозов.
Баки должны быть точно ориентированы по отношению к проезжей части: мусоровоз с автоматизированной загрузкой не может самостоятельно развернуть контейнер, чтобы поднять и разгрузить его. Попытка разгрузить контейнер обратной стороной может привести к повреждению выступов для захватов кантователя.
Итак, как мы видим, внедрение полностью автоматизированного сбора ТКО весьма непростое дело. Похоже, что в нашей стране в большинстве населенных пунктов совершенствование процессов сбора ТКО ограничится пока внедрением мусоровозов с автоматизированной загрузкой, и еще некоторое время будут находить спрос самые простые мусоровозы с механическим управлением без автоматики. Российским рабочим-мусорщикам пока можно не беспокоиться о поиске другой работы.
Предприятие KROMANN (Москва) проектирует и изготавливает готовые решения – мультилифты KROMANN на основе крюковых подъемников грузоподъемностью от 4 до 30 т со сменными кузовами и бункерами различной емкости. Небольшие сменные кузова вместимостью 8–15 м3 обычно используются для вывоза бытового мусора из жилых микрорайонов, а большие бункеры 20–40 м3 для вывоза крупногабаритного ТКО. Для сбора и вывоза строительного мусора используются усиленные сменные кузова емкостью 20–24 м3.
Крюковые погрузчики KROMANN имеют широкий модельный ряд и могут монтироваться на любые виды шасси. Грузоподъемность крюковых погрузчиков – от 4 до 32 т, рабочая длина варьируется от 3300 мм до 6400 мм. Высота башни крюкового погрузчика может быть 900/ 1200/ 1450/ 1570 мм. Крюковые погрузчики KROMANN могут использоваться с любыми стандартами контейнеров, могут даже изготавливаться по индивидуальному запросу заказчика. KROMANN продолжает расширять линейку «готовых решений» для транспортировки различных видов отходов и других видов грузов.
Последняя совместная разработка – съемная мусоровозная надстройка на автомобиль-мультилифт на базе шасси Hyundai HD-78. Кузов представляет собой легкую рамную конструкцию, материал – углеродистая сталь. Объем кузова 7 м3. Толщина пола – 3 мм, стенки и крыши – 2 мм. Прессующая плита установлена вне кузова. Высота выгрузки примерно 1700 мм. Антикоррозионное покрытие днища. Общий вес установки – 1,5 т. Длина – 4715 мм, ширина – 2150 мм, высота – 2566 мм. Вид загрузки – задний. Максимальное давление – 20 МПа. Производительность – 1,5 м3 в минуту. Режим прессования одиночный автоматический, ручной. Уплотнение 1:3. Опрокидыватель контейнеров – кантователь с гребешковым захватом для двух контейнеров 120–240 л или одного контейнера 770–1100 л. Захват «ручки» для 770–1100 л для контейнеров (EN840-2.3,4-DIN30700).
Съемный мусоровоз может использоваться наряду с другим навесным оборудованием (бункер, транспортная платформа, вакуумная цистерна), позволяющим использовать мультилифт KROMANN как многофункциональный универсальный автомобиль. Особенностью торговой марки KROMANN является комплексный подход к потребностям клиента, предложение заказчику «готового решения» его транспортной задачи и работа по принципу «одного окна».
