Комплексная переработка ТБО

Технологии переработки твердых бытовых отходов

Твердые бытовые отходы (ТБО) – являются крупнотоннажными отходами, представляющими собой смесь различных по физическому состоянию, крупности и свойствам органических и неорганических компонентов сложного морфологического состава: бумага, стекло, керамика, металл, пластмасса, древесина, строительный и домовой мусор, пищевые отходы.

Примерное содержание ТБО: бумага, картон – 12-38%; пищевые и растительные отходы – 20-45%; чёрные металлы – 3-5%; цветные металлы – 0,5-0,8%; текстиль – 4-7%; стекло – 4-8%; пластмассы – 2-6,5%; кожа, резина – 0,3-3,5%; древесина – 0,9-3%; керамика, камни – 0,8-3%.

Складирование ТБО на полигонах является наиболее простым и дешёвым способом обращения с ними, но его реализация требует ежегодно 0,5-0,6 га новых земельных площадей на каждые 100 тысяч жителей. Поэтому чрезвычайно актуальна проблема переработки ТБО.

Сложность состава ТБО обуславливает отсутствие универсального метода решение их проблемы, в полной мере удовлетворяющего современным требованиям защиты окружающей среды. Для утилизации и обезвреживания отходов наиболее распространенными являются следующие методы подготовки и переработки отходов: измельчение; укрупнение; классификация и сортировка; обогащение; термообработка; выщелачивание; обезвоживание.

Современным экологическим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют технологии комплексной переработки ТБО, ориентированные на раздельный сбор мусора, а при совместном сборе – на выделение из общей массы имеющих потребительскую ценность компонентов (металлов, макулатуры, пластмасс, стекла, текстиля и т.д.) и улучшение за счет этого и других сепарационных операций качества остающихся масс ТБО как топлива и сырья для ферментации.

Продукты, выделяемые при механизированной сортировке всей образующейся массы ТБО характеризуются, за исключением металлов, невысоким качеством, вследствие чего они сбываются с трудом.

Наиболее рационально вовлекать отходы в хозяйственный оборот на основе их селективного покомпонентного сбора в местах образования, не допуская попадания ценных компонентов в общую массу ТБО. В этом случае в переработку может вовлекаться незагрязненное вторичное сырье. Селективно собранные в контейнеры отходы практически не содержат примеси других компонентов и требуют обогащения

Комплексная переработка отходов включает в себя ряд разнообразных методов. На первом этапе необходимо провести разделение отходов на фракции. Одна из многочисленных схем переработки отходов приведена на рис.11. Сепарация ТБО, аналогично обогащению других сырьевых материалов, представляет собой совокупность процессов первичной обработки сырья с целью извлечения ряда ценных компонентов, удаления опасных и балластных компонентов, выделения фракций отходов, оптимальных по составу для переработки тем или иным методом.

Селективный сбор

опасных бытовых

Твердые бытовые отходов

отходы (городской

мусор) Селективный сбор

ценных компонентов

Механизированная

сборка

Черный Лом олово- Лом Балластная Фракция Горючая

металлолом содержащий алюминия фракция обогащенная фракция

органикой

Во вторичную В отвал Ферментация Терми-

переработку (в бассейне ческая

выдержки переработка

или

туннельная)

Сепарация Производство

и утилизация

Инертные Стабилизированная энергии

материалы органическая

фракция Тепловая Электро-

энергия энергия

В производство В производство Шлак Дымовые

этанола стройматериалов газы

с/х использование Газоочистка Отходящие

газы

Переработка Летучая

зола

Строительные

материалы Переработка

в строительные

материалов

Рис. 11 Схема переработки ТБО.

Принципиально возможны три взаимодополняющих друг друга направления сепарации ТБО:

– селективный покомпонентный сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продуктов на специальных сортировочных установках (преимущественно методами ручной сортировки);

– селективный пофракционный сбор в местах образования так называемых коммерческих отходов (отходов рынков, магазинов, учреждений, школ и др.), с последующим извлечением из них ценных компонентов комбинированными методами ручной и механизированной сортировки (на специальных объектах);

– сортировка в заводских условиях комплексной переработки ТБО (преимущественно механизированная, поскольку ручная сортировка отходов жилого фонда на ленте тихоходного конвейера малоэффективна; в ряде случаев технологическая схема может включать элементы ручной сортировки крупнокусковой фракции ТБО).

Технически наиболее сложной является операция грохочения твердых материалов – процесс разделения ТБО на классы по крупности.

Грохочение отличается широким распространением и уникальностью, оно может быть применено ко всем без исключения твердым материалам.

При переработке твердых отходов наиболее часто применяются грохоты двух типов – барабанные и вибрационные; реже применяются колосниковые грохоты.

Барабанный грохот – наиболее распространенный аппарат, используемый в технологиях сепарации ТБО. Весьма часто применяют барабанные грохоты для промывки глинистых руд, для сортировки песка, гравия и щебня, а также при обогащении асбестовых, графитовых и некоторых других руд.

Барабанные грохоты имеют просеивающую поверхность цилиндрической, реже – многогранной формы.

Устанавливается барабанный грохот на опорные катки под небольшим углом к горизонту (обычно 5–7º).

Для выделения металлических включений применяют магнитные способы обогащения, основанные на разделении материалов по магнитным свойствам. Магнитная сепарация – процесс разделения твердых материалов в магнитном поле, основанный на использовании различий в их магнитных свойствах.

Магнитную сепарацию широко применяют при обогащении отходов производства и потребления, при обогащении руд (железных, марганцевых, титановых, медно-никелевых, вольфрамовых, редкометалльных), для удаления железистых примесей из кварцевых песков, для регенерации ферромагнитных утяжелителей в установках для разделения материалов в тяжелых суспензиях. Для выделения из ТБО магнитных составляющих наиболее подходят подвесные электромагнитные сепараторы-железоотделители. Для извлечения из ТБО цветных металлов чаще всего используется электродинамическая сепарация в бегущем или вращающемся магнитном поле. Практика показывает, что для обеспечения полноты извлечения цветных металлов электродинамическая сепарация должна проводиться в несколько стадий, причем сепараторы должны устанавливаться на различных конвейерах, ленты которых имеют разную скорость. При перегрузке слой потока будет уточняться, а компоненты цветных металлов займут иное более благоприятное положение на ленте другого конвейера, что увеличивает вероятность их до извлечения в контрольной операции.

Кроме того для обогащения ТБО применяют аэросепарацию для разделения отходов на легкую и тяжелую фракции (это необходимо, прежде всего, по условиям технологии извлечения металлов), а также для выделения горючих компонентов для последующей термической переработки, хотя, в принципе, возможна не только энергетическая утилизация легких компонентов. Кроме того, аэросепарацию применяют для очистки от примесей компоста, полученного из ТБО.

При аэросепарации ТБО в легкую фракцию переходят макулатура, полимерная пленка, некоторые текстильные компоненты (в основном, синтетические), уличный смет и др. Рекомендуемая крупность аэросепарации ТБО – 250 мм.

Наиболее распространенным в отечественной практике промышленной переработки фракций ТБО в настоящее время являются процессы компостирования и сжигания.

Основные недостатки прямого (без предварительной подготовки) компостирования смешанные ТБО сводятся к необходимости депонирования больших масс их составляющих, не способных к ферментации, на полигонах, а также низкое качество целевого продукта – компоста характеризующегося повышенным содержанием тяжелых металлов и плохим товарным видом, что обуславливает трудности его сбыта низкая теплотворная способность смешения ТБО препятствует их использованию в виде качественного топлива. Преодоление этих недостатков возможно при использовании специальной подготовки ТБО и выделению фракции обогащенной органикой. Именно эту фракцию эффективно подвергать ферментации.

1.9.1 Метод компостирования ТБО

Одним из предпочитаемых способов переработки ТБО является компостирование органических отходов. При компостировании могут применяться различные методы:

· компостирование в буртах без принудительной аэрации;

· компостирование в буртах с принудительной аэрацией;

· компостирование в установках с контролируемыми условиями (вращающиеся бочки, горизонтальные или вертикальные силосные башни и т.д.);

· смешанные системы.

Стоимость компостирования связана с применениями специальной техники и может быть значительной.

В табл. 6 приведены основные виды отходов, которые могут перерабатываться данным способом.

Таблица 6

Основные виды отходов ТБО и их отношение к компостированию

Особенности ТБО по отношению к компостированию	Вид отходов
Предпочтительные	Растительные остатки, пищевые отходы, бумажные отходы, санитарно-гигиенические мате-риалы
Обычные	Отходы животного происхож-дения, древесные отходы, отработанный ил
Непоощряемые	Отходы пригодные к переработке во вторичное сырьё, инертные к компостированию
Непригодные	Металлы, опасные отходы, меди-цинские отходы

Компостирование – биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом. Лабораторная работа № 10 посвящена переработке отходов методом компостирования.

Дата добавления: 2014-11-07