8.6 Переработка бытовых отходов

Трудности при переработке ТБО состоят в сортировке. Все отходы сбрасываются в один контейнер. Поэтому отходы нужно сортировать либо дома, либо уже после сбора на полигоне.

Рис. Контейнеры для раздельного сбора ТБО

В развитых странах производится раздельный (селективный) сбор ТБО с их сортировкой населением на пищевые отходы, чёрные и цветные металлы, стекло, пластмасса, бумага, картон, тряпьё и т. д. и сбором в контейнеры, ящики или мешки различного цвета. Для организации раздельного сбора ТБО среди населения необходимо проводить большую разъяснительную и воспитательную работу. В Германии, например, для организации раздельного сбора ТБО потребовалось 20 лет.

Рис. Ручная сортировка ТБО

Рис. 8.6. Аппаратурно-технологическая схема мусороперегрузочной станции с прессованием в брикеты.

Другой вариант - сортировка отходов на специальных установках.

Методы сортировки основаны на использовании различий плотности, магнитной восприимчивости, электрических свойств, прочности, смачиваемости, аэродинамических характеристик отходов. Для разделения ТБО используются процессы, применяемые при обогащении руд и минерального сырья: гравитация, флотация, магнитная и электрическая сепарация и другие.

Дробление производится в дробилках методом раздавливания, раскалывания истирания, удара или их сочетания.

По принципу действия дробилки делятся на молотковые, ножевые (дисковые), растирающие (рашпили) и др.

Грохочение - разделение по крупности на просеивающей поверхности специальных аппаратов – грохотов (барабанных, валковых, дисковых, колосниковых, вибрационных и др.).

Наиболее распространены грохоты барабанного типа - полые цилиндры с перфорированными стенками. Во вращающийся барабан поступают ТБО и, в процессе движения барабана мелкая фракция проваливается в отверстия на конвейер.

Извлечение металлолома. Для извлечения из ТБО черного лома используют магнитные сепараторы разных типов. Так, подвесные сепараторы устанавливают над лентой конвейера, транспортирующей ТБО, перпендикулярно к его продольной оси с разгрузкой в сторону от конвейера, см. рис. 8.7.

Рис. 8.7. Схема извлечения черных металлов из ТБО методом магнитной сепарации

Извлечение цветных металлов (электродинамическая сепарация). При движении электропроводного металла в переменном поле в нем индуцируется электродвижущая сила, выталкивающая из отходов.

Для извлечения легкой фракции состоящей из макулатуры, полимерной пленкой, текстиля (в основном синтетического) сильно загрязненных пылью мелкими частицами отходов используют аэросепарацию (обогащение в воздушной среде).

При первичной аэросепарации совместно с макулатурой извлекается полимерная пленка, содержание которой достигает 7-8 %. Отделение пленки от макулатуры производят двумя способами:

1. Механическим отделением за счет зацепления ее специальными крючками; аэросепарации и электросепарации.

2. Разволокнением макулатуры в водной среде с последующим отделением пленки грохочением; термодемпфированием полимерной пленки, с последующей аэросепарацией или грохочением.

В методе зацепления в конвейерную ленту вмонтированы крючки загнутые в сторону противоположную движению ленты. При движении конвеера пленка зацепляется за крючки и повисает на них, а при резком перевороте ленты она спадает в накопительный бункер.

Электрическая сепарация - сортировка в электрическом поле за счет различий электрических свойств разделяемых компонентов. Выделяется три стадии:

- зарядка материала;

- движение электризованного материала в электрическом поле:

- формирование готового очищенного продукта.

Отделение текстиля наиболее сложно. Все применяемые устройства делятся на три группы:

- типа барабанных грохотов;

- с захватывающими элементами;

- валкового типа.

Грохот ВНИИКоммунмаша состоит из трех секций - загрузочной, средней и разгрузочной. Загрузочная часть коническая, средняя и разгрузочная - цилиндрические. На внутренних поверхностях загрузочной и средней секций закреплены специальные штыри. При вращении барабана текстиль захватывается штырями, поднимается, падает, снова захватывается штырями, снова поднимается и снова падает, постепенно перемещаясь в сторону наклона грохота, к разгрузочной части, где выводится из грохота, не мешая просеиванию.

При сепарации с захватывающими элементами, поток движущихся ТБО, как бы прочесывается крючками или штырями, извлекая текстиль из общего потока. Аппарат может быть выполнен в виде барабана с наружными иглами (ВНИИКоммунмаш) или ленточного конвейера с зубьями или крючьями (НИИПТИ механизации животноводства). ТБО падают сверху на вертикальный конвейер с крючьями. Волокнистые элементы зацепляются за них и выводятся из потока.

Отделение пищевой части ТБО. Пищевые отходы составляют 25 – 40 % в ТБО. Они могут использоваться для приготовления корма для скота или компоста для удобрения почвы. Для извлечения пищевых отходов используется гравитационная сепарация в водной среде.

Органическая часть, включающая пищевые отходы, пластики, дерево и др., плавает на поверхности за счет восходящих потоков воды, обеспечивающихся циркуляционным насосом. Тяжелые компоненты (стекло, камни, керамика и др.) тонут и удаляются в специальную емкость.

Извлеченное магнитной сепарацией железо подвергается термической обработке для удаления примесей и прессуется в брикеты.

Макулатура «мокрым способом» переводится в бумажную массу, которая затем применяется при изготовлении серого и крашеного картона или оберточной бумаги и т.п. После облагораживания она может заменять часть древесной массы при изготовлении газетной и журнальной бумаги также прессованной бумаги (например, бумажной тары для хранения яиц и фруктов).

Корм для скота, приготовленный из крупной фракции органической части отходов, сушат до содержания влаги 8 % после получения однородной массы и очистки гранулируют. В связи имевшимися случаями отравления скота в настоящее время корм не выпускается.

Из многочисленных видов пластмасс извлекают только полимерную пленку, остальные пластмассовые изделия (штампованные полиэтиленовые материалы высокой плотности, хлорвиниловые и другие материалы) сжигают. Пленка поставляется заводам в виде кип, из которых производится гранулированный материал, пригодный для штамповки.

Около 45 % исходного количества ТБО, поступающих на переработку, сжигают. Тепло используют для производства пара, применяемого в технологическом процессе. Заводы работают на оборотной воде.

Имеется много новейших технологий по переработке мусора, например, каталитическое расщепление с получением углеводородов, которые могут использоваться в качестве топлива.