Как найти плотность отхода

Для повышения эффективности учета количества мусора используют разные методы расчета его количества. Ключевым параметром является плотность ТКО (устаревшее обозначение твердых коммунальных отходов – ТБО). Зная его значение, можно определить, сколько мусора сможет вывезти транспортное средство. Кроме того, плотность отходов дает возможность рассчитать вместимость свалки/полигона. Однако для определения данного параметра необходимо учитывать ряд свойств отработанных изделий, материалов и веществ. При их изменении будут меняться также способы обращения с мусорными накоплениями.

Плотность ТКО: определение и применение

Плотность ТБО (ТКО – новое обозначение) определяется количеством мусора на участке определенной площади. Эта величина может измеряться в килограммах и литрах. Для твердых отходов используется один вариант – кг. Причем вычисления производят с учетом заданного объема – 1 м³.

Особенностью расчета плотности отходов является необходимость учета их концентрации.

Это обусловлено тем, что мусор заполняет контейнер неравномерно. Пока ТКО не попали на свалку, где подвергаются прессованию, их физические параметры могут отличаться на разных этапах обращения: сбора, погрузки, вывоза, временного складирования. Расчет выполняется предварительно – при составлении схемы обращения. Это позволяет определить частоту вывоза отходов с обслуживаемого объекта, а вместе с тем – траекторию движения мусоровоза.

Факторы, влияющие на значение плотности ТКО

Расчетная плотность мусора почти всегда отличается от действительной. Это обусловлено разницей между составами отходов. Кроме того, данный показатель постоянно меняется, т. к. на него оказывают воздействие факторы:

• способ сбора отработанных изделий, материалов;
• принципы питания на территории разных регионов;
• климатические условия;
• уровень жизни населения.

Сложно определить среднее значение плотности отходов, т. к. в состав может входить металл, макулатура, текстиль, органический мусор и др. Как результат, диапазон значений параметра сильно расширился: от 35 до 8000 кг/м³.

Состав мусора

Когда отходы собирают в один контейнер, они уплотняются сильнее, чем при накоплении мусора в отдельных емкостях. По этой причине желательно сортировать их. При уплотнении масса объемных материалов небольшая, что позволяет более эффективно использовать объекты для хранения отработанных изделий, веществ.

Время года

Летом плотность ТКО намного выше. На мусор не оказывают воздействие негативные внешние факторы. Зимой картина меняется: ТБО, содержащие жидкие вещества, вязкие компоненты (например, органические отходы), замерзают. Это способствует увеличению массы отработанных материалов, изделий. Кроме того, нужно принимать во внимание и содержание влажных отходов – органических. Ближе к лету их содержание в составе ТКО увеличивается. Это приводит к изменению физических свойств.

Население региона

Количество людей на ограниченной территории тоже влияет на параметры отходов при накоплении на свалках. Объем отработанных материалов может быть разным. Интенсивность их сбора также зависит от уровня жизни на некоторой территории. Более обеспеченные люди часто образуют больше отходов. Соответственно, плотность ТБО может быть разной не только в соседних городах, но также в районах и дворах, которые граничат друг с другом.

Формула и порядок расчета плотности ТКО

Для определения параметров отходов нужно учесть способ их вывоза. Если нет возможности узнать массу, необходимо взвесить транспортное средство: без груза, а также после полной загрузки бака. Объем мусора определить проще, зная параметры участка, на котором он находится. Благодаря таким параметрам появляется возможность точно рассчитать плотность ТБО:

P = m/V,

где m –масса отходов,

V – объем.

Есть также возможность узнать массу груза, транспортируемого мусоровозом. Но параметры будут ориентировочные, т. к. при расчетах используется примерная величина плотности. Нужно учитывать некоторую погрешность, но определить ее значение максимально точно тоже не всегда можно.

Примерная плотность компонентов ТКО. Таблица: показатели уплотненности ТКО, которые встречаются в любом регионе

За последние десятки лет появилась возможность узнать ориентировочные, но максимально близкие к действительным значения плотности бытового мусора, относящегося к разным категориям. Такой результат был получен благодаря измерениям габаритов отходов, массы. При этом учитывалась некоторая погрешность. Как результат, стала известна плотность ТКО наиболее распространенных видов, которые образуются повсеместно в разных городах. Такие отходы собраны в таблицу:

Использование усредненного показателя плотности 250 кг/м³ для несортированного мусора

Часто можно получить примерное представление о том, сколько весит тот или иной вид мусора. Однако не всегда можно собрать очищенные отходы.

Если речь о смешанных материалах, утративших свойства, то разделить их, чтобы вычислить плотность, не представляется возможным. Тогда используют среднее значение данного параметра – 250 кг/м³.

Это распространенный показатель, т. к. большая часть отработанных материалов не сортируется.

Перевод кубометров мусора в единицы веса бытового мусора для расчета плотности

Формула простая, она широко известна (приведена выше). Зная 2 из 3 величин, можно определить неизвестную. Точно также узнают значение плотности отходов. Выбор величины делается с учетом схемы расчетов. Можно в любой момент получить нужную характеристику ТБО. При возникновении такой необходимости результат расчетов преобразуют из килограмм в тонны. Также иногда нужно узнать, какова масса, содержащаяся в кубе мусора.

Сколько килограмм весит 1 куб (1 м³) ТКО

Точно определить вес отработанных материалов, которые занимают 1 м³ пространства, сложно по приведенным выше причинам – на процесс образования мусора влияет множество факторов. Можно ориентироваться по среднему значению плотности – 250 кг/м³. Из приведенной выше формулы следует:

m = 1 * 250 = 250 кг,

где 1 – заданный объем (м³),

250 – среднее значение плотности отходов, которые не прошли сортировку, собраны в один контейнер (кг/м³).

Однако плотность ТБО для разных отходов отличается. Если нужно узнать, сколько весит картон объемом 1 м³, значение массы будет уже другим. Учитывая это, обычно берут более широкий диапазон значений для среднего показателя – 150-650 кг. Их получили на основании свойств наиболее распространенного мусора.

Сколько тонн в 1 кубе (1м³) бытового мусора

Чтобы перевести в тонны полученную массу, достаточно выполнить одно действие – разделить значение m (кг) на 1000. Для примера можно взять число, определенное на основании среднего показателя плотности отходов – 250 кг. Перевод ТКО из м³ в тонны позволит получить намного меньшее значение – 0,25 т.

Схему запомнить легко: изначально для расчета использовались кубы, затем из них получили массу в килограммах, на следующем этапе были получены тонны.

Как 1000 м³ ТКО перевести в тонны

Зная, сколько килограмм в 1 кубическом метре отработанных материалов, можно определить массу любого количества мусора (его объема). Например, если взять за основу все тот же показатель (усредненное значение) – 250 кг/м³, выполнить приведенные выше действия, можно получить 250 т. Именно столько содержит 1000 м³ отходов. Такой результат можно получить двумя способами:

• умножить полученное ранее значение массы ТКО, которое было переведено из 1 м³ в тонны – 0,25 т, останется только умножить его на 1000, чтобы узнать массу отходов указанного количества;
• умножить объем (1000 м³) на среднюю плотность мусора (250 кг/м³), полученный результат необходимо разделить на 1000, чтобы перевести килограммы в тонны.

Онлайн-калькулятор для расчета плотности ТКО

ПРИМЕР ОНЛАЙН РАСЧЕТА

Мусор от офисных и бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный).
7 33 100 01 72 4 = 20 *0,87 м³ =17,4 м³ в год
(где 20 -КОЛИЧЕСТВО СОТРУДНИКОВ и 0,87 М³ — УСТАНОВЛЕННЫЙ НОРМАТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДА В СРЕДНЕМ ЗА ГОД)
или с учетом средней плотности
(коэффициент перевода составляет 5,765 м³ на 1 тонну согласно Распоряжению)
17,4/5,765=3,018 тонн
для пересчета на квартал или месяц
надо соответственно брать либо ¼, либо 1/12 от норматива

Степень уплотнения мусора при перевозке

Когда материалы, утратившие первичные свойства, накапливаются в контейнерах и на участках временного хранения, они при этом меняют объем, а часто и структуру. Такой результат является следствием воздействия силы тяжести: верхние слои давят на нижние. Когда сверху сбрасывают еще отходы, уплотнение происходит более интенсивно. Как результат, вследствие естественного процесса уменьшается объем материалов.

Однако намного быстрее и проще уплотнить отходы, используя пресс. При этом ТКО подвергается воздействию давления до 60 МПа, за счет чего его объем уменьшается в 5-8 раз.

Вместе с тем снижается и масса. Эти изменения происходят достаточно быстро, что приводит к потере жидкости. Даже, когда кажется, будто отходы твердые, они могут содержать некоторое количество влаги. Под воздействием давления жидкость выделяется, что позволяет получить брикеты из сухих материалов. Их вес и объем намного меньше, чем на начальном этапе. В таком виде намного удобнее хранить отработанные материалы.

Изменения, которые наблюдаются в структуре ТКО при хранении и прессовании, вызваны уплотнением. Различные значения этого параметра позволяют определить, насколько уменьшились физические параметры материалов, утративших свойства:

• хранение насыпью: 0,06-0,12 т/м³;
• в контейнере (уплотнение под собственным весом): 0,18-0,22 т/м³;
• измельченные отходы: 0,35-0,53 т/м³;
• бак мусоровоза с прессом: 0,3-0,42 т/м³;
• брикеты после прессования отходов: 0,47-0,7 т/м³.

Почему показатель важен для работы РО

Изучение плотности по справочникам, а также расчет этого параметра позволяет определить массу мусора, учитывая его объем. Эти свойства являются ключевыми при загрузке мусоровоза: можно узнать, сколько отходов поместилось, каким стал объем после прессования.

Такие меры дают возможность определить вместимость транспортного средства, а также объекта для временного хранения отработанных материалов.

Мнение эколога

Комментарий юриста

Чтобы рассчитать место для хранения или транспорт для перевозки твердых бытовых отходов (ТБО), нужно определить их объем или массу. Сделать это проще, если знать плотность отходов ТБО. В таком случае простая формула из школьного курса физики V=m×ρ позволяет получить искомую величину. Проблема в том, что чаще всего мусор неоднороден, его сортировка в местах сбора не проводится. Тогда нужно учитывать усредненное значение. Подробнее, ниже.

Для чего нужно рассчитывать плотность отходов?

Под плотностью ТБО понимается масса отходов, которые содержаться в
единице объема. Единица измерения кг/м³. Высчитать точное значение
по указанной выше формуле, где V-объем,
m-масса, а ρ –
плотность, можно в том случае, если вещество однородное.

Поскольку во многих случаях мусор неоднородный, эта формула
применима с определенными условностями. Принято считать на основании
неоднократных замеров, что средняя плотность бытовых отходов колеблется от 60
до 120 кг/м³. Под воздействием сезонных и других факторов она может
повышаться до 180-250 кг/м³.

Именно такая величина справедлива, когда мусор набрасывается в контейнер. Однако мусоровозы при высыпании с контейнера прессуют отходы, тем самым повышая плотность до 500-700 кг/м³. Такая технология позволяет сэкономить на перевозке, добиться повышения объемов перевозки мусора в единицу времени, удешевить ее.

Плотность ТКО для перевода в тонны

Грузоподъемность мусоровозов рассчитывается в тоннах. Нужно привести
значение собранного мусора в тонны:

1. Установить
   объем отходов, для этого объемы контейнеров или пакетов, имеющих стандартные
   значения;
2. Определить
   плотность мусора, исходя из его состава;
3. С
   помощью указанной формулы определить вес;
4. Полученное
   значение в килограммах перевести в тонны, поделив его на 1000.

Расчеты для примера. Стандартный контейнер выпускается на 1100 л. В
1 м³ 1000 л, а значит объем данного контейнера 1,1 м³. Во
дворе многоквартирного дома установлено 3 таких контейнера.

Выше указывалось, что без уплотнения средняя плотность ТБО
составляет не более 120 кг/м³. Значит, в указанных трех контейнерах
масса отходов не превысит 120×1,1×3=396 кг.

В чем возникает
сложность?

Допустимая масса загружаемых отходов в мусоровоз КАМАЗ составляет
8,5 т. Это означает, что он может за один рейс собрать контейнеры в
8,5/0,396=21,46 или не более, чем в 21 дворе таких многоквартирных домов. На
основании этих расчетов, когда используется плотность ТБО для перевода в тонны,
определяются мощности оператора по обращению с отходами, составляется график
вывоза.

Однако приведенные расчеты больше схожи на простую задачу для
школьников. В реальности операторы и коммунальные хозяйства, перерабатывающие
производства вынуждены постоянно корректировать данные.

Причина в том, что на плотность влияет структура отходов, сезонность, субъект, который обслуживается региональным оператором ТКО, вид его деятельности, местонахождение населенного пункта, устоявшиеся традиции населения, развитость инфраструктуры.

Обычная структура отходов многоквартирного дома следующая:

1. Пищевые отходы – 30%;
2. Бумага и картон -30%;
3. Пластик и текстиль – по 4%;
4. Другие отходы – около 25%.

Некоторые отбросы в виде стекла, металлических, деревянных изделий занимают небольшую долю в общей структуре, существенно не влияют на показатели. Именно поэтому оператор может отказаться забирать поставленную возле контейнера неработающую стиральную машину или сломанный диван.

Их забор в мусороприемник затруднителен из-за габаритов. Но кроме этого, такие бытовые отходы существенно нарушают первоначальные расчеты. Для их вывоза и утилизации владелец обязан заключить дополнительный договор с оператором.

Как влияет сезонность на плотность ТБО?

Время года меняет структуру отходов. Например, остатки пищи
уменьшаются весной до 20-25%, а осенью они увеличиваются до 45-50% и более.
Объясняется это тем, что после уборки урожая на кухнях в домохозяйствах
повышается количество фруктов, овощей. Для южных регионов страны увеличение
доли пищевых отходов происходит раньше.

Оператору приходится учитывать, что плотность таких отбросов
составляет 370 кг/м³ – одна из наибольших среди составляющих мусора.
Для сравнения ниже данные, какая плотность бытового мусора:

1. Бумага
   и картон –100-110 кг/м³;
2. Пластик
   и полиэтилен – 100 кг/м³;
3. Текстиль
   – 180 кг/м³;
4. Стекло
   – 1360 кг/м³, но его доля в ТБО не превышает 1%;
5. Другие
   отходы – 200 кг/м³.

Сезонность, а также региональность влияет и на уличный, коммунальный
мусор. Например, в холодное время года в центральной части страны его
количества снижается в 2,2 раза – с 11% до 5%. Южнее изменения происходят более
заметно – с 20% до 1%. То есть, в 20 раз.

Для справки! Плотность мусора от офисных и бытовых помещений существенно ниже, доля пищевых отходов в них незначительная, в 5-10 раз ниже, чем у домохозяйств.

Вместе с объемом меняется и плотность ТБО. Если ее средний
показатель в теплое время года достигает 180-220 кг/м³, зимой он
увеличивается до 250 кг/м³.

Такие колебания плотности отходов – от 120-180 до 220-250 кг/м³ – вносят существенные коррективы в деятельность коммунальных служб и региональных операторов. Если их не учитывать, результат – вовремя не вывезенные, переполненные контейнеры, появление и увеличение стихийных свалок.

Поэтому перед тем, как определить плотность мусора от бытовых
помещений и других субъектов, учитываются все факторы, включая вероятную
структуру ТБО на конкретном объекте. Далее, высчитывается их масса через
плотность каждого вида мусора, полученные данные суммируются.

И наоборот, имея данные по весу и объему, оператор уточняет
изменения плотности ТБО на конкретном объекте. Используется приведенные выше
формула, только объем делится на массу (V/m).
Результат – он получает изменение структуры отходов, принимает во внимание
факторы, которые на это повлияли. Полученные данные используются в расчетах для
дальнейшего планирования.

Оборот твердых коммунальных отходов состоит из нескольких этапов: сбор, вывоз, размещение, утилизация. Для эффективного использования ресурсов, задействованных в обработке мусора, применяется показатель плотности ТКО. Неоднородный состав отходов – причина использования обобщенного значения в работе, применимого к неотсортированной массе. Для расчета используются данные по поступающим объемам мусора, выраженные в кубических метрах, которые переводятся в тонны для практического применения.

Определение и назначение плотности отходов

При помощи плотности ТКО выражается количество отходов, занимающее определенный объем при накоплении.

Значение используется при разработке нормативов по обработке мусора, расчетов с задействованными сторонами. Например, это необходимо для определения грузоподъемности транспорта, задействованного при вывозе, которая зависит от веса мусора. На вместимость транспорта влияет объем в кубических метрах, который занимают отходы. Регламент, описывающий порядок расчета объема и массы ТКО, – федеральный закон № 89-ФЗ (статья 24.10).

Условия, от которых зависит значение

Рассчитываемый показатель плотности отходов – непостоянная величина. Значение зависит от нескольких факторов:

• состав мусора;
• время года;
• население региона.

Для неоднородного состава отходов характерно отличающееся значение плотности сырья, приходящегося на один кубический метр. Например, собранная макулатура имеет иной показатель, чем пластиковая или стеклянная тара.

Среднее значение плотности, использующееся при расчетах показателей для неотсортированного мусора, – 240 килограммов на кубический метр.

Время года влияет на особенности работы с ТКО. Для осеннего периода характерен рост объемов пищевого (органического) мусора, который двукратно снижается к весеннему сезону. Это напрямую связанно с сельскохозяйственными особенностями, когда на конец лета-начало осени приходится сбор урожая, способствующего росту потребления натуральных продуктов.

От населения региона зависит количество ТКО, вывозимых с уличной территории. Для урбанизированных районов такие показатели выше, причем они тоже связаны с сезонностью: рост в летний период, двукратное сокращение – в зимний. Объясняется повышение показателя уличных отходов возрастающей в течение лета активностью населения на открытом воздухе.

Трамбовка мусора бульдозером на полигоне

Повлиять на плотность обрабатываемого мусора возможно с помощью прессования. Отходы помещаются под пресс при вывозе, во время складирования на полигоне.

Использование прессования зависит от установленного оборудования и позволяет увеличить вместимость мусоровоза в 3-10 раз, достигнув показателя в 460-700 кг/м3.

На полигонах применяются бульдозеры, стационарные прессы, ролл-катки.

Показатели для различных видов отходов

В состав твердых бытовых отходов, поступающих на обработку, могут входить десятки составляющих элементов. Каждый вид имеет собственное значение плотности, используемое при расчете общего показателя:

СырьеПлотность (кг/м3)

Указанные показатели получены опытным путем и внесены в справочники, которые используются при проведении расчетов.

Перевод в тонны

При расчете плотности используется формула: p = m / V, где

• p – плотность (кг/м3);
• m – масса (кг);
• V – объем (м3).

В зависимости от имеющихся данных формула изменяется для подсчета требуемого показателя. Например, при известном объеме сырья и его составе можно вычислить массу в кг или тоннах. Вес отходов будет равен умножению объема на плотность, значение которой берется из справочника.

При неоднородном составе используется усредненный показатель от 200 до 250 кг/м3, обычно – 240.

Пример расчета:

ПоказательЗначениеЕдиница измерения

Получившееся число переводится в тонны: получается 3 тонны поступившей на полигон старой одежды.

Вычисление объема отходов при известном значении массы

При неизвестном объеме ТКО значение считается с помощью деления массы на плотность. Первый показатель определяется путем взвешивания, второй – по справочнику или с использованием среднего. При вычислении масса переводится в килограммы.

Пример расчета:

ПоказательЗначениеЕдиница измерения

Получившееся значение показывает, что при перевозке может использоваться один мусоровоз при незначительном прессовании груза.

Средняя вместимость машины составляет 20 м3.

Последний пример показывает, как может использоваться плотность при формировании эффективной схемы обращения мусора. За счет вычислений объема отходов определяется количество необходимых машин или требуемых для транспортировки дополнительных операций по сортировке, прессованию.