Зарегистрированных посетителей: 22213
Адрес редакции: 105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2, пом. 2, комн. 5
Редакция:
Телефон: +7 (499) 267-40-10
E-mail: red@solidwaste.ru
Отдел подписки:
Прямая линия: +7 (499) 267-40-10
E-mail: podpiska@vedomost.ru
Отдел рекламы:
Прямая линия: +7 (499) 267-40-10 +7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru
Вопросы работы портала:
E-mail: support@solidwaste.ru
|
.gif)
 "Анализ альтернативных методов обезвреживания мусора."
|
| В.Г. Систер, А.Н. Мирный. |
Наряду с получившими наибольшее распространение в мировой практике методами механизированного обезвреживания и переработки ТБО - сжиганием, аэробным компостированием и комплексом этих двух методов - во всем мире разрабатывают альтернативные технологии обезвреживания и переработки ТБО, направленные на получение новых материалов и извлечение из отходов ценных утильных фракций.
Активизировались работы по комплексной сортировке ТБО с извлечением ценных вторичных материалов, анаэробному сбраживанию с получением горючего газа и органического удобрения. Разработана и внедрена технология извлечения из ТБО горючих фракций и изготовления топливных брикетов или гранулированного топлива, используется прессование ТБО для изготовления строительных блоков и т.д.
КОМПЛЕКСНАЯ СОРТИРОВКА И ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ
Основная целькомплексной сортировки - максимальное механизированное извлечение из всей массы ТБО утильных компонентов. В каждой конкретной схеме используют свой набор технологического оборудования, позволяющий в большей или меньшей степени отобрать утильные фракции. В табл. 1 представлены различные способы извлечения утильных фракций из бытовых отходов.
Таблица 1 – Различные способы извлечения угольных фракций из бытовых отходов
|
Фракции ТБО
|
Способ извлечения
| |
Черный металл
|
Электромагнитная сепарация
| |
Цветной металл
|
Извлечение с помощью переменного «бегущего» магнитного поля; дробление и пневмовибрационная сепарация
| |
Бумага
|
Пневматическое разделение фракций по скорости витания в потоке воздуха; гидропульпация и осаждение тонковолокнистых фракций
| |
Текстиль
|
«Сухое» извлечение в цилиндрических грохотах с крючками (вильчатые установки); сепарация за счет сохранения прочности (в отличие от бумаги) при смачивании и перетирании
| |
Синтетическая пленка
|
Пневматическое разделение по скорости витания в потоке воздуха; сепарация за счет сохранения прочности при смачивании и перетирании; электростатическая сепарация
| |
Стекло
|
«Мокрая» сепарация в циклонах; пневматическое отделение в восходящем потоке воздуха по скорости витания; сепарация в метателях с отражательной плитой по упругости и баллистическим свойствам
| |
Пластмасса и картон
|
Оптическое отделение бутылок и картонных упаковок
|
Сепарацию ТБО в основном рассматривают как способ улучшения «традиционных» методов их переработки (повышается качество компоста за счет изъятия балластных фракций, снижается засорение колосниковой решетки при сжигании мусора), а не только как метод, позволяющий утилизировать некоторые ценные компоненты ТБО.
Таким образом, эффективность метода переработки отходов, в котором акцентировано внимание на извлечение утильных компонентов, определяется закупочной стоимостью выделенных компонентов с учетом их качества. Примером служат несколько принципиально различных апробированных технологических схем комплексной сепарации ТБО.
Фирмы «Рутир», «Сорайн Чекини»(Италия) разработали технологию механизированного разделения ТБО с учетом линейных размеров, плотности, парусности, магнитных свойств и др. На первой стадии процесса ТБО освобождаются от пластмассовых мешков, в которых в Риме упаковывают отходы. Далее на колосниковом грохоте отходы разделяют на три фракции. Крупная фракция после электромагнитной сепарации направляется на сжигание, мелкая - на компостирование. Наиболее целесообразно, по мнению фирмы, отделение утильных компонентов из средней фракции. Бумага отсасывается при перегрузке материала специальными установками.
Черный металлолом извлекают магнитным сепаратором, текстиль - барабанной вильчатой установкой. Оставшийся после отбора бумаги, текстиля, черного металла материал средней фракции направляется на грохот, где в свою очередь разделяется на три фракции. Мелкая фракция, как и после первого грохочения, направляется в отделение компостирования, средняя и крупная - к машинам для отделения бумаги. Далее материал поступает в машины для отделения органической части, пригодной для производства кормового вещества. Бумага ленточными конвейерами подается на бумагоочистительное сито для окончательной продувки и очистки, а затем на пресс, где упаковывается в кипы, готовые к отправке.
Пищевые отходы разделяют на две части. Одна из них, содержащая ценные органические вещества, подается в цех для приготовления кормовых веществ, другая, содержащая в основном стекло, кости, проходит через магнитные сепараторы и сепаратор балласта и подается в машину для отделения стекла и костей. Лом черного металла, отобранный магнитными сепараторами, направляют для очистки в печь. Очищенный металл поступает на пресс для упаковки. Пищевые отходы после промывки водой при сильном встряхивании направляют на дробилку с режущими ножами. Раздробленный материал поступает в стерилизатор, куда подают пар. Внутри стерилизатора расположен смеситель, перемешивающий материал в процессе стерилизации. Материал находится в стерилизаторе 40-50 мин и нагревается до 100-110 °С. Такая температура является достаточной для инактивации всей патогенной микрофлоры. Стерилизатор работает циклично. Разгрузка производится автоматически переключением лопастей, перемешивающих и перемещающих материалы. Обезвреженный материал поступает во вращающуюся сушильную камеру. В момент поступления в камеру он аэрируется воздухом, нагретым до 80 °С, и переносится вверх, где в течение 20-25 мин подвергается действию воздуха, нагретого до 100 "С и выше. В процессе сушки влажность материала снижается до 10-12 %.
Стерильный и просушенный материал смешивают с кукурузой, витаминами и минеральными веществами. Готовая смесь направляется в установку для превращения в гранулы. Полученный кормовой продукт отвечает гигиеническим требованиям и обладает химическими свойствами, необходимыми для кормления всех животных, хотя ввиду его особенностей рекомендуется для кормления жвачных животных.
Производственная зона изготовления кормового продукта (стерилизация) надежно отделена от зон сортировки и переработки отходов. Перемещение персонала между зонами не допускается.
Органическое вещество с низкой кормовой ценностью частично направляется в биотермические барабаны для получения компоста. В последние годы фирма вместо компоста выдает новую продукцию: белково-органичес-кое удобрение в виде сухих гранул, которые экспериментально использовались в качестве топлива. Новый процесс предусматривает приостановку ферментации, разогрев с высушиванием, дополнительную очистку от балласта.
Широко применяют сортировку при переработке бытовых отходов и в Швеции. На мусороперерабатывающем заводе в Стремстаде ТБО измельчаются, проходят под магнитным сепаратором и сортируются в цилиндрическом грохоте. Мелкую фракцию направляют в смеситель, куда поступает осадок сточных вод, и далее на площадку дозревания, где из нее формируют штабеля.
В результате упрощенной сортировки на заводе получают 2,4 % лома черных металлов, 26,3 % топлива и 71,3 % фракций для компостирования. В последнюю фракцию перед компостированием добавляют 24 % (от массы исходных ТБО) осадка сточных вод.
Построенный шведской фирмой «Флект»сортировочный завод в Вийстерсе (Нидерланды) обеспечивает переработку 20 % всех бытовых отходов страны, являясь составной частью крупнейшего компостирующего завода производительностью 3 млн м3 ТБО в год. Производительность сортировочного завода - 600 тыс. м3 ТБО в год (125 тыс. т/год). Ежегодно завод производит:
9,1 тыс. т легкой бумажной массы;
7,5 тыс, т тяжелой бумажной массы;
3,5 тыс. т черных металлов;
4,5 тыс. т пластмасс;
39 тыс. т органического вещества для компостирования;
47 тыс. т балластных фракций, отправляемых на свалку.
Германская фирма IMPO MaschinenbauGMBHразработала комплекс для сортировки отходов, включающий наряду с системой транспортеров вибратор, подвесной сепаратор черного металлолома, а также сепаратор цветного металла.
Принцип работы сепаратора цветных металлов основан на использовании вихревых токов (токов Фуко), возникающих в проводнике, попадающем в переменное магнитное поле. Эти токи вызывают вторичное магнитное поле, взаимодействующее с первичным магнитным полем. В результате проводник выбрасывается из зоны действия первичного поля. Благодаря вибратору материал на ленте сепаратора разрыхляется. В шкив ленты вмонтирован магнитный барабан, вращающийся со скоростью, существенно превышающей скорость шкива. За счет возникающих вихревых токов цветной металлолом отбрасывается дальше неметаллических фракций. Полная схема комплекса включает и другие виды сортировочного оборудования.
Несомненно интересное решение проблемы сортировки и переработки отходов разработало объединение SYS-ТЕС - Gesellschaftfur Systemtechnologie mbH из Кельна.Представленная этим объединением так называемая «Технология будущего» включает значительный набор технологического оборудования для различных операций, включающих последовательно сухую механическую обработку бытовых отходов, гидрообработку отделенного на первой стадии процесса крупного отсева и отсепари-рованной бумаги, а также специальную обработку (облагораживание) извлеченных утильных фракций.
Цель технологии - максимальное извлечение утильных фракций бытового мусора, что повышает экономическую эффективность всего комплекса, сокращает площади полигонов ТБО, снижает газовые выбросы мусоровозов.
Учитывая, что основная масса ТБО собирается жителями Германии в пластмассовые пакеты, весь поступающий на завод мусор первоначально проходит через валковую фрезерную установку для разрывания полимерных пакетов. Далее он направляется в барабанный грохот для предварительного разделения на крупные и мелкие фракции.
Крупные фракции далее проходят через пневмосепа-ратор, где по парусности (скорости витания в потоке воз-1 духа) отделяются легкие бумажные фракции.
Магнитным сепаратором из тяжелых фракций извлекается лом черных металлов. Оставшийся материал проходит оптический сепаратор, где происходит отделение пластиковых бутылок и картонных упаковок (от пищевых продуктов). Оставшийся крупный отсев и отделившиеся бумажные фракции раздельно направляются в два гидро-пульпатора, где превращаются в пульпу и подвергаются дальнейшей обработке, включающей:
повторное измельчение;
сепарацию алюминия вихревыми токами в переменном магнитном поле на специальном сепараторе цветных металлов;
превращение бумаги в бумажное волокно;
обезвоживание полученных материалов в центрифугах;
агломерация (получение окатышей) в барабанной установке;
гранулирование в шнековой установке.
ГИДРОСЕПАРАЦИЯ ОТХОДОВ
Особенностью указанного способа является использование для сортировки и переработки ТБО оборудования, выпускаемого для бумажной промышленности. Система гидросепарации ТБО была разработана фирмой «Блэк Клаусон» (США).Пластинчатым питателем отходы подавали из приемного бункера в заполненный водой смесительный резервуар «гидропульпатор», где они интенсивно перемешивались мешалками и частично измельчались.
Пульпа (шлам) шла в сепаратор, где от нее отделялись крупный металлолом и балласт, а далее - в циклон, в котором отделялись стекло, песок и мелкие фракции металла. В следующем циклоне отделялись текстиль, бумага и другие волокнистые фракции. Затем их обезвоживали и укладывали в кипы. После этих операций из пульпы отделялся осадок, пригодный для компостирования. Очищенную воду возвращали в гидропульпатор. Полный цикл переработки длился 90 мин.
При такой технологии не было необходимости в последующей очистке компоста от балластных фракций. На опытном заводе фирмы из ТБО извлекалось 13 % бумажной массы, 4 % стекла, 9 % черных и 0,3 % цветных металлов.
Учитывая трудности сбыта бумажной массы, фирма впоследствии предпочла использовать волокнистые фракции после обезвоживания для производства гранулированного топлива.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТОПЛИВА
Теплота сгорания специально отобранных и высушенных легкосгораемых компонентов бытовых отходов в 2 раза выше теплоты сгорания исходных ТБО. Полученное из мусора топливо в отличие от исходных ТБО может длительное время храниться и транспортироваться, имеет более однородный фракционный состав, меньшую влажность и зольность, содержит меньше металлических включений, обладает высокой теплотворной способностью, так как в его состав входят такие фракции, как бумага и картон. В связи с этим ряд зарубежных фирм ведет широкомасштабные эксперименты по механическому извлечению из ТБО легкосгораемых компонентов для использования после соответствующей подготовки в качестве энергетического топлива.
Как правило, при изготовлении топлива не ограничиваются измельчением ТБО и магнитной сепарацией, а применяют пневматические сепараторы, грохоты и другое оборудование, причем получение топлива сочетается с извлечением утильных компонентов или органических веществ для компостирования.
В Англии на трех сортировочных заводах используется технология, разработанная исследовательской лабораторией «Уоррен Спринг»,в соответствии с которой бытовые отходы подвергают грубому измельчению (размер I частиц - до 200 мм), а затем направляют в грохот для разделения на две фракции. Крупную фракцию используют для получения бумажной массы и топлива, из мелкой выделяют черный металл и стекло. Схема завода включает барабанный пневматический сепаратор, отделяющий бумагу от более тяжелых фракций.
В г. Сория (Испания)построена экспериментальная установка, работающая по методу «Фероспак» для изготовления топливных брикетов из смеси ТБО с промышленными отходами растительного происхождения. Предварительно прокомпостированные отходы смешивают в соотношении 1:5 со «свежими» ТБО и загружают на сутки в биотермическую камеру. Затем материал поступает на грохот, магнитную сепарацию и дробилку для грубого (предварительного) измельчения, после чего направляется в биотермическую башню, дробилку для тонкого дробления (до фракции 1-5 мм) и во вторую биотермическую башню. За счет частичной ферментации механическая прочность компоста снижается, что способствует меньшему износу молотков дробилок и меньшей затрате энергии на дробление.
Из биотермических башен материал направляется в сушилку, куда подаются газы с первичной температурой 300-350 °С (температура материала поднимается до 120-150 °С). Подсушенный до влажности 3-8 % компост подается в брикетировочный пресс, выпускающий брикеты диаметром 80 мм. Плотность брикетов - 1,2 т/м3. Теплота сгорания брикетов (не менее 4 000 ккал/кг) обеспечивается добавлением к ТБО значительного количества древесных опилок и других подобных материалов.
ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
В последние годы активизировались работы по метановому сбраживанию ТБО. Фирмы «Валорга» и «Софрегас» (Франция)апробировали в производственных условиях технологию переработки отходов в анаэробных условиях с получением горючего газа и органического
удобрения. Первый опытный завод, работающий по этой технологии, построен и эксплуатируется под Греноблем.
Специфика данной технологии такова: ТБО разгружают в приемный бункер, откуда грейферным краном их подают на питатель, а затем в дробилку с вертикальным валом. Измельченные отходы из дробилки перегружаются на ленточный конвейер, проходящий под сепаратором черного металлолома. Очищенный от черного металла материал направляется в метантенк (500 м3), где находится 10-16 сут при температуре 25 "С. При этом происходит сбраживание органической массы. Из каждой тонны ТБО получают 120- 140 м3 газа, который поступает в газгольдер.
Часть полученного газа откачивают компрессором и через уравнительную камеру направляют под давлением под слой перерабатываемого материала, что необходимо для перемешивания массы. Твердая фракция из метан-тенка направляется в шнековый пресс для частичного обезвоживания и далее в рыхлитель. Затем материал попадает в цилиндрический грохот, где разделяется на массу, используемую как органическое удобрение и крупный отсев.
Из 1 т ТБО получают 170 кг (140 м3) биогаза, содержащего 65 % метана, 410 кг органического удобрения влажностью 30 %, 50 кг металлолома и балластных фракций (которые извлекают магнитным сепаратором и отбрасывают дробилкой), 250 кг крупного отсева с цилиндрического грохота. 120 кг составляют газовые потери и фильтрат. Для собственных нужд завода расходуется 5 % получаемого биогаза. Биогаз можно использовать в исходном состоянии с получением 23 400 кДж/м3 тепла или после очистки от диоксида углерода и сероводорода с получением 35 600 кДж/м3 тепла.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ БЛОКОВ
Прессование ТБО при высоких давлениях - один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов. Уплотненные ТБО выделяют меньше фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность пожаров, эффективнее используется площадь полигонов.
Уплотнители для прессования ТБО на полигонах выпускает фирма «Американ Хойстэд Деррик».Производительность уплотнителя составляет 450 т в смену, масса брикетов - 1,2-1,4 т, размер - 0,9 х 0,9 х 1,2 м. Брикет прессуется в течение 1,5 мин с максимальным давлением 19 МПа.
Японская фирма «Тезука-Косан»разработала и внедряет на базе собственного оборудования изготовление строительных блоков для затопления отходов в море. ТБО прессуют несколькими плунжерами различного сечения, поочередно внедряемыми в материал.
Давление в зоне контакта с малыми плунжерами достигает 36 МПа при общем давлении 5-6 МПа. Степень сжатия при этом методе достигает 1:10 несмотря на высокую влажность поступающих ТБО (до 56-65 %). Размер получаемого блока составляет 1,1 х 1,1 X 1,2 м, плотность -1,2-1,7 т/м3. Производительность установки -100 т в смену. В процессе прессования выдавливается фильтрат, составляющий 2-5 % массы прессуемых материалов. Готовые блоки заключают в проволочную сетку или листовой металл и применяют в качестве крупных строительных элементов. Если планируется использование блоков для строительства дамб в море, то блоки покрывают горячим асфальтом или пластмассовой пленкой.
Проведенные фирмой испытания показали за два года лишь небольшую поверхностную коррозию блоков, покрытых листовым металлом. Аэробного или анаэробного процессов, сопровождающихся повышением температуры или выделением неприятных запахов, не обнаружено.
ГИДРОЛИЗ И СБРАЖИВАНИЕ ОТХОДОВ
Основные фракции ТБО - бумага и пищевые отходы, содержащие значительное количество целлюлозы. Эксперименты по получению промышленного этилового спирта (этанола) из целлюлозы, содержащейся в ТБО, проводились в США и Великобритании. Этанол получают следующим образом: первоначально целлюлоза подвергается гидролизу, в процессе которого она реагирует с водой в присутствии соляной кислоты в качестве катализатора.
Для ускорения процесса и увеличения выхода этанола реакция проводится при высокой температуре. В результате получают сахара. Раствор сахаров сбраживается с получением раствора этилового спирта.
Далее следует быстрое охлаждение водой, нейтрализация с помощью карбоната кальция и фильтрация. После этого производится сбраживание примерно в течение 20 ч при температуре 30-38 °С. Полученный водный раствор этилового спирта очищается и перегоняется с получением 95%-ного спирта.
При гидролизе происходят две реакции: целлюлоза восстанавливается в сахар, который под действием горячей разбавленной кислоты распадается, причем скорость восстановления и распада зависит от концентрации кислоты, температуры и времени. Энергия реакции не зависит от концентрации кислоты и составляет 42 900 кал/ моль при восстановлении целлюлозы в сахар и 32 800 кал/ моль при распаде сахара.
Увеличение концентрации кислоты или температуры (или обоих факторов одновременно) ведет к повышению эффективности восстановления сахара, причем в диапазоне 170-190 "С повышение температуры на 10 °С приводит к увеличению скорости реакции восстановления сахара на 186 % и скорости распада сахара на 125 %. Расчеты позволяют выбрать концентрацию кислоты и температуру, соответствующие оптимальному выходу сахара.
Ниже приведены результаты расчета выхода 95 %-ного этанола при поступлении 250 т ТБО в сутки.
|
Показатели
|
| |
Бумажные отходы, % т/сут
|
40100
| |
Количество целлюлозы, т/сут
|
75
| |
Максимальное (теоретическое) количество сахара, т/сут
|
83,5
| |
Чистый выход Сахаров, т/сут
|
46
| |
Чистый выход этанола, т/сут
|
22,4
| |
Максимальный выход 95 %-ного этанола, т/сут
|
23,5
| |
Отходы производства этанола (шлам), т/сут
|
201,9
|
Эксперименты по производству промышленного этанола представляют несомненный интерес. Но, как и для всякой другой технологии, важнейшими показателями являются экономические. Создание завода по производству этанола не позволяет пока отказаться от свалок, так как шлам завода, перерабатывающего 250 т/сут ТБО, составляет 200 т/сут.
Анализ рассмотренных технологий обезвреживания ТБО показывает, что большинство из них в той или иной мере сочетаются с компостированием легкоразлагаемых фракций и сжиганием высококалорийных, очищенных от балласта и пластмассы фракций.
Значительное распространение получают технологии, в которых ТБО очищают от балласта, подсушивают и превращают в топливные гранулы. Следует заметить, что этот метод применим только там, где есть потребители такого топлива (например, цементные заводы), которые могут обеспечить его сжигание при температурах выше 1200 °С.
Извлечение из ТБО утильных и балластных фракций, особенно механизированное с использованием соответствующего оборудования, позволит существенно повысить экономическую эффективность мусороперерабатываю-щего предприятия.
Многообразие новых методов переработки и утилизации отходов свидетельствует об актуальности этой проблемы. Использование новых отечественных и зарубежных материалов для изоляции полигонов ТБО позволит снизить трудоемкость работ как при строительстве, так и при эксплуатации и рекультивации полигонов.
Однако следует отметить, что и традиционные методы обезвреживания и захоронения ТБО на полигонах, компостирование и сжигание, комплекс сортировки, компостирования и термического обезвреживания, постоянно совершенствуясь, остаются надежными, эффективными методами утилизации твердых бытовых отходов.
Источник: methanetomarkets.ru |
|
|
Вторсырьё
Заготовка и переработка вторичного сырья
ООО"PROПТР"
ООО «ПроПТР» на сегодняшний день является наиболее успешной и динамично развивающейся компанией в России по производству полимерного сырья для лёгкой и тяжёлой промышленности. За сравнительно небольшо...
ООО "Компания МВ"
Компания осуществляет комплектацию и поставку оборудования для паровых и водогрейных котельных, средней мощности (до 15 МВт), работающих на древесныХ отходах и биомассе.
ВСЕ ПРЕДПРИЯТИЯ 
|
