Базовые принципы оптимизации:
· количество отходов и их ресурсный потенциал учитываются во взаимосвязи с экономикой и экологией;
· все элементы управляемой системы (сбор, транспортировка, переработка, утилизация и захоронение отходов) рассматриваются во взаимосвязи;
· проблема ТБО решается поэтапно (генеральная стратегическая линия – постепенное вовлечение ТБО в промышленную переработку с наименьшими экономическими затратами без негативного экологического влияния);
· создание основ рыночной экономики в системе санитарной очистки города (создание рынка услуг и формирование конкурентных отношений).
Общая эффективность системы управления ТБО зависит от параметров, связывающих все элементы системы – сбор, транспортировка, утилизация, переработка, захоронение. В то же время на сегодня каждый элемент системы существует как бы сам по себе.
Анализ показывает, что существующая система сбора, удаления и переработки ТБО не решает проблему минимизации количества отходов, направляемых на объекты их переработки и захоронения, в частности из схемы управления выпала операция сортировки ТБО и выделения ресурсов, пригодных для дальнейшего использования, что не удовлетворяет требованиям ресурсосбережения и санитарной очистки города с наименьшими затратами.
В городах украины отсутствуют установки по сортировке ТБО с целью выделения вторсырья, такая ситуация создает разрыв в системе управления потоками отходов и с селективным сбором ценных компонентов ТБО у населения.
Разработка технологической модели санитарной очистки города от ТБО требует системного подхода.
При решении оптимизационных задач, в связи со сложностью системы управления ТБО, невозможно достаточно полно и точно предсказать весь комплекс экономических и технологических зависимостей в одной математической модели.
В системе комплекса по переработке ТБО внешние связи производства осуществляются главным образом с соседними звеньями технологической цепи – сбором и транспортировкой ТБО. Основные параметры внешних связей – показатели состава и количества техногенного сырья и готовой продукции, количество принимаемых мусоровозов, выходные параметры подсистемы (извлечение ценных компонентов и производство энергии, себестоимость переработки 1 т сырья, количество хвостов).
Структура системы управления ТБО рассмотрена как совокупность производств, объединенных технологическими, экономическими, экологичес-кими и организационными связями. В иерархической структуре процесса управления ТБО определены отношения последовательной соподчиненности уровней:
· предприятие – технологическая схема – процесс – аппарат;
· сбор – транспортировка – сортировка и переработка – реализация продукции – захоронение отходов.
На различных ступенях должны быть использованы разные критерии оптимальности.
Эффективность промышленной переработки и обработки ТБО определяют:
· состав техногенного сырья, зависящий от уровня и уклада жизни и от системы сбора отходов;
· подготовка техногенного сырья к переработке (предварительная сортировка, дробление, усреднение, сушка);
· выбранные методы переработки и режимные параметры, определяемые эколого-экономическими требованиями к технологическим процессам, аппаратам, готовой продукции и отходам переработки.
Соответственно задачи управления должны быть подразделены на три взаимосвязанные части:
· оптимизация системы сбора отходов;
· выбор способа подготовки сырья к переработке и его оптимизация;
· оптимизация работы перерабатывающего комплекса, включая регулирование технологических процессов.
Учитывая взаимодействие факторов и то, что их число велико, построение регрессионного уравнения, включающего все существующие факторы, практически невозможно.
Первоочередной задачей в решении проблемы ТБО, как отмечено, является разработка оптимальных систем их сбора и удаления (транспортировки), при неизменной долгосрочной стратегии перехода от полигонного захоронения ТБО к их промышленной переработке.
При оптимизации системы управления муниципальными отходами на стадии их сбора и удаления в качестве критерия оптимальности целесообразно принять степень утилизации ТБО (количество ресурсов, выделенных для вторичного использования) и затраты на сбор и транспортировку ТБО (экономические критерии).
Алгоритм управления на первой (низшей) ступени предусматривает стабилизацию процесса сбора отходов по качеству техногенного сырья. Задача получения оптимальной характеристики техногенного сырья связана с регулированием транспортировки отходов (на основе организации их раздельного пофракционного сбора в жилом и нежилом секторе города разными мусоровозами).
Выбор и оптимизация способа подготовки техногенного сырья к переработке базируется на использовании обогатительных процессов как наиболее универсальных подготовительных операций в схемах комплексной переработки ТБО и во многом определяется требованиями конкретной технологии (обогатительные технологии решают задачу извлечения ценных и удаления опасных компонентов и выделения фракций отходов, наиболее пригодных для переработки тем или иным методом).
Третья ступень управления, связанная с оптимизацией работы перерабатывающего комплекса предусматривает достижение максимального эколого-экономического эффекта при заданной производительности. Основными параметрами процесса на этой ступени являются режимные технологические параметры (скорость, температура, продолжительность процесса).