АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ МЕХАНИЗМА СБОРА, СОРТИРОВКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ К ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ МЕХАНИЗМА СБОРА, СОРТИРОВКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ К ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Тастемир Нурлан Усенович

докторант PhD по транспорту, транспортной технике и технологии, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева,

Казахстан, г. Астана

Булатов Нуржан Кажмуратович

канд. техн. наук, доц., Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева,

Казахстан, г. Астана

ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF THE ORGANIZATION OF THE MECHANISM OF COLLECTION, SORTING AND TRANSPORTATION TO THE PROCESSING OF SOLID HOUSEHOLD WASTE

Nurlan Tastemir

doctoral candidate in Transport, Transport engineering and Technology, L. N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

Nurzhan Bulatov

candidate of technical sciences, associate Professor, L. N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

АННОТАЦИЯ

Цель – определение современного состояния организации механизма сбора, сортировки и транспортировки к переработке твердых бытовых отходов.

Методы: освещаются методы, подходы и разработки по обращению с твердо-бытовыми отходами, приведенные в мировом опыте за последние годы.

Результат: учтены приемущества и недостатки в решении проблемы по сбору, сортировки, переработки и транспортировки твердых бытовых отходов.

Выводы: выявлены направления по совершенствованию и определению новизны предлагаемого исследования.

ABSTRACT

Background: The purpose is to determine the current state of the organization of the mechanism of collection, sorting and transportation to the processing of solid household waste.

Methods: the methods, approaches and developments on solid waste management given in the world experience in recent years are highlighted.

Result: the advantages and disadvantages of solving the problem of collecting, sorting, processing and transporting solid household waste are taken into account.

Conclusion: the directions for improvement and determination of the novelty of the proposed research are identified.

Ключевые слова: твердые бытовые отходы, сбор и сортировка, комплексное стройство, построение логистики, транспортировка отходов.

Keywords: solid household waste, collection and sorting, complex device, logistics construction, waste transportation.

Проблема обращения с ТБО очень многогранна. Она включает проблемы размещения ТБО (эффективная сортировка, перевод во вторичное сырье, захоронение, открытый демпинг, переработка, утилизация), использование ТБО как источников тепла и электроэнергии и др. Поэтому очень важным является проведение анализа по современным подходам, механизмам, направлениям и научным подходам решения проблемы накопления ТБО в мировом масштабе. В этом плане важность имеет подписание Казахстаном Парижской конвенции по выбросам для смягчения последствий изменения климата.

Наиболее передовые исследования проведены в странах ЕС, например в [10] указано, что ключевым элементом правительственных усилий, любой страны по увеличению объемов переработки и утилизации отходов, является разработка правительственных программ. Анализ материальных потоков в Швейцарской системе управления отходами, а также программные процессы обращения с отходами представлен в работе [1].

В работах [2, 3] указано о технологии внедрения в городе Чештошови (Польша) процесса термической обработки отходов, предлагающая вводить значительные изменения в организацию логистических процессов обращения с отходами по всему городу, уменьшая влияние на окружающую среду и улучшить тепло и энергообеспечения города.

Вопрос получения альтернативных источников энергии рассматривается в работе [4], которая ведется также руководителем проекта и командой ученых задействованных в проекте предлагаемого по данной заявке.

Определены некоторые из основных проблем и перспектив внедрения обратной логистики ТБО в Бразилии приведенные в исследованиях [5, 6].

Применение инструмента поддержки принятия решений для понимания причинно-следственных взаимодействий различных переменных в системе управления ТБО в Бангкоке, Тайланд предложены в работе [7].

Предложенная в исследовании [8] модель, рекомендует учитывать данные о жизненном цикле продукции в вопросе управления и обращения с отходами. Предложено использование технологий отслеживания и обмена данными для обсуждения вопросов управления ТБО. В работе [9] рассмотрены различные современные конструкции, методологии и математические модели для решения проблемы обратной логистики, связаные со сложностью возврата продукции, управления запасами и принятием решений.

Определению способов повышения заинтересованности населения к проблеме образования ТБО, а также донесения до общественности информации об экологических и социальных программах, посвящена работа [10]. Разработка и внедрение системы, которая помогает пользователю правильно сортировать и утилизировать ТБО приведена в работе [11], а в работе [12] авторами проведена оценка влияния демографических изменений на динамику образования ТБО.

В исследовании [13] представлен обзор многокритериальных подходов к принятию решений в управлении обращения с ТБО.

[14] показано, как интеграция интернет технологий (ИТ) с сетями доступа к данным и географическими информационными системами (ГИС), комбинаторная оптимизация и электронная инженерия могут способствовать улучшению систем управления ТБО в городах. Решение базируется на обеспечении интеллекта для мусорных контейнеров, используя прототип IoT, встроенный с датчиками, которые могут читать, собирать и передавать данные об объеме мусора через сеть Интернет. Похожая система предложена в работе [15], а именно создание «интеллектуального контейнера для мусора». В исследовании [16] предложено использование датчика, который позволит усовершенствовать мониторинг и сбор отходов в контейнерах для ТБО.

В работах [14-16] технологий, оптимизированы процессы сбора отходов, уменьшить вероятность и избежать переполнения мусорных контейнеров, и в целом усовершенствовать работу логистической системы обращения с ТБО.

В [17] констатируют, что интеграция экологических принципов в стратегическом планировании логистики, координации экологического управления на стратегическом, коммерческом, функциональном и организационном уровнях, и четкая иерархия принятия решений в логистических процессах, позволит реализовать стратегию экологической логистики при разработке региональных программ обращения с ТБО. Работа [18] также посвящена экологическому аспекту логистических систем обращения с ТБО, где подчеркнута важность экологической информации и экологических знаний.

Исследования [19] посвящены изучению взаимодействия между системой образования ТБО и системой, которая занимается вопросом возвратно-логистических процессов в вопросе утилизации ТБО. Анализ выявил значительные взаимодействия между ситуативными и личностными факторами, в частности демографическими факторами, влияющими на образование ТБО, то есть фактор населения.

Работа [20] посвящена разработке концептуальной системы поддержки принятия решений (DSS). DSS предлагает детализацию, как самого процесса сбора ТБО, так и последующих процессов, необходимых для существования системы обращения с ТБО.

Во всех приведенных исследованиях подняты и решаются важные проблемы по сбору, сортировки, переработки и транспортировки ТБО, но не в одном проекте нет комплексного решения по максимальной переработки и применяемости всех видов ТБО в качестве вторичного сырья на производственных предприятиях и источника энергии, с редкими и особенными случаями безопасной утилизации.

В связи с чем, научной новизной предлагаемого исследования являются:

- в технологическом плане:

- разработка нового комплексного устройства, позволяющая построение модели транспортной логистики твердо-бытовых отходов в городской среде с соответствующими алгоритмами по перевозки и переработки отходов для получения сырья различных производств и энергетики;

- разработка нового вида тары для сбора ТБО, учитывающий динамику при транспортировки, возможности интегрирования с интеллектуальным контейнером и интернет технологиями для прослеживания и введения точных учетных данных, обеспечивающие полный цикл транспортной логистики, обращения с ТБО и возможности фиксирования и учета по квартирно граждан, для максимального упрощения участия граждан в автоматизации выносе произведенных отходов и упрощения задачи по разделению отходов в момент образования частицы отхода и правильном выборе вида отхода с помощью разрабатываемой приемной установкой. Оснащенность тары приема и сбора ТБО индивидуальным штрихкодом или галаграммой повысит ответственность граждан с возможностью их идентификации по неправильному разделению отходов. [21, 22].

Данная публикация выполнена по результатам исследования грантового финансирования 2022-2024 гг., финансируемого Комитетом по науке Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (ИРН № AP14871293).

Список литературы:

1. Haupt, M., Vadenbo, C., & Hellweg, S. (2017). Do we have the right performance indicators for the circular economy?  Insight into the Swiss Waste Management System. Indust. Ecol., 21(3), 615–627. doi: 10.1111/jiec.12506.
2. Bajdor P. & Grabara J. K. (2013). Logistics waste management in Czestochowa city. Advanced Logistic Systems, 7(1), 125–131.
3. Albores P., Petridis K., & Dey P. K. (2016). Analyzing efficiency of Waste to Energy Systems: Using Data Envelopment Analysis in Municipal Solid Waste Management. Procedia Environmental Sciences, 35, 265–278. doi: 10.1016/j.proenv.2016.07.007.
4. Kunelbayev M. M., Kadyrov M. A., Ponomarev A. A., Bulatov N. K., & Mukhamadeyeva R. M. (2017). Resources of obtaining biogas in the Republic of Kazakhstan. Ecology, Environment and Conservation, 23(4), 2090–2095.
5. Jacques Demajorovic, Eryka, Eugenia Fernandes, Augusto, Maria, & Tereza, Saraiva de Souza. (2016). Reverse Logistics of E-waste in developing countries: challenges and prospects for the Brazilian model. Ambiente & Sociedade Ambient, 19(2), 35-41. doi: 10.1590/1809-4422ASOC141545V1922016.
6. Oliveira Neto, G. C., Ruiz, M. S., Correia, A. J. C., & Mendes, H. M. R. (2018). Environmental advantages of the reverse logistics: a case study in the batteries collection in Brazil. Production, 2. doi: 10.1590/0103-6513.20170098.
7. Sukholthaman, P., & Sharp, A. (2016). A System dynamics model to evaluate effects of source separation of municipal solid waste management: a case of Bangkok, Thailand. Waste Manage, 52, 50–61. doi: 10.1016/j.wasman.2016.03.026.
8. Esmaeiliana, B., Wangb B., Lewisc K., Duartee F., Rattif C., & Behdad, S. (2018). The future of waste management in smart and sustainable cities: A review and concept paper. Waste Management, 81(1), 117–175.doi: 10.1016/j.wasman.2018.09.047.
9. Banguera L., Sepulveda J.M., Fuertes G., Carrasco R. & Vargas M. (2017). Reverse and inverse logistic models for solid waste management. South African Journal of Industrial Engineering, 28(4), 120–132.doi: 10.7166/28-4-1701.
10. Zacho, K. O., & Mosgaard, M. A. (2016). Understanding the role of waste prevention in local waste management: a literature review. Waste Manage, 34(10), 980–994. doi: 10.1177/0734242X16652958.
11. Glouche, Y., Sinha, A., & Couderc, P. (2016). A Smart Waste Management with Self-Describing Complex Objects. International Journal on Advances in Intelligent Systems, 8(1&2), 1–16. http://www.iariajournals.org/intelligent systems. accessed 05.07.2019.
12. Rybova, K., & Slavik, J. (2016). Smart cities and ageing population-implications for waste management in the Czech Republic. Smart Cities Symposium Prague (SCSP), 1–6. doi: 10.1109/SCSP.2016.7501025.
13. Goulart Coelho, Lineker M., Lange, Lisete C., Coelho, & Hosmanny, M. G. (2017). Multi-criteria decision making to support waste management: a critical review of current practices and methods. Waste Manage, 35(1), 3–28. doi: 10.1177/0734242X16664024.
14. Gutierrez, J. M., Jensen, M., Henius, M., & Riaz, T., (2015). Smart waste collection system based on location intelligence. Procedia Comput. Sci., 61, 120–127.doi: 10.1016/j.procs.2015.09.170
15. Lata, Kusum, Singh, & Shri, S. K., (2016). IoT based smart waste management system using wireless sensor network and embedded linux board. Int. J. Curr. Trends Eng., 2(7), 210–214.
16. Lundin, A. C., Ozkil, A. G., & Schuldt-Jensen, J. (2017). Smart cities: A case study in waste monitoring and management. In Proceedings of the 50 th Hawaii International Conference on System Sciences, 1392-1401. doi: 10.24251/HICSS.2017.167.
17. Kartava E., Kartavuy A., & Hrutba V. (2014). Methods of environmental logistics in regional programmes waste management.  Intercollegiate collection «Scientific Notes», 45, 240–244.
18. Kotsіuba I.G. (2017). Ecological logistic of accumulation of hard domestic wastes of city Zhytomyr. The National Transport University Bulletin: A Scientific and Technical Journal, 37(1), 176–182.
19. Jalil,E. E., Grant, D., Nicholson, J., & Deutz, P. (2016). Reverse logistics in household recycling and waste systems: a symbiosis perspective. Supply Chain Management, 21(2), 245–258. doi: 10.1108/SCM-02-2015-0056.
20. Bearzotti, L., Maturana, J., &Vega, M. I. (2017). Smart Logistics of organic waste collection in cities. Proceedings of the Hamburg International Conference of Logistics (HICL), 24, 253–266.
21. Патент на изобретение РК №34150 от 19.01.2020 г. «Мусоропровод многоэтажных высотных общественных и жилых зданий».
22. Bulatov N.K. & co-authors. Development of the model (algorithm) of the efficient transportation logistics with the purpose of collection and transportation of the solid municipal waste to the places of their recycling. // Environment, Development and Sustainability. - Published online: 06 march 2020. (Article in Press), DOI: 10.1007/s10668-020-00661-w.