Процессы, аппараты и оборудование для защиты литосферы от промышленных и бытовых отходов. Учебное пособие

В Российской Федерации система сортировки отходов населением практически не действует. В населенных пунктах в жилых зданиях выше пяти этажей предусмотрено строительство мусоропроводов. Для приема бытовых отходов используют передвижные и стационарные контейнеры емкостью от 0,1 до 0,8 м3. Для контейнеров также оборудуют заасфальтированные или забетонированные площадки на открытом воздухе. Первой стадией переработки бытовых отходов является измельчение. Для этого используют молотковые, ножевые дробилки, ударно-отражательные мельницы, рифленые вальцы. Для фракционирования применяют барабанные и вибрационные сита. Далее проводят сепарацию отходов. Лучше всего разработаны процессы выделения из бытовых отходов металлолома и макулатуры. Сепарацией и последующим использованием других компонентов отходов можно значительно повысить экономическую целесообразность процесса. На сепарацию отходы поступают после предварительного измельчения. При переработке бытовых отходов используют мокрый и сухой методы сепарации.

переработки твердых промышленных отходов (кроме металлоотходов) являются вывоз и захоронение на полигонах, сжигание, складирование и хранение на территории промышленного предприятия до появления новой технологии переработки их в полезные продукты (сырье).

Основные операции первичной обработки металлоотходов ­сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по видам металлов. Разделка лома состоит в удалении неметаллических включений. Механическая обработка включает рубку, резку, пакетирование и брикетирование на прессах. Пакетирование отходов организуется на предприятиях, на которых образуется 50 т и более высечки и обрезков в месяц. Каждая партия должна сопровождаться удостоверением о взрывобезопасности и безвредности. Стружку перерабатывают на пакетирующих прессах, стружкодробилках, брикетировочных прессах. Брикетированию (окускование механическим уплотнением на прессах, под молотком и других механизмах) подвергается сухая и неокисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей с длиной элемента до 40 мм для стальной и 20 мм для чугунной стружки. Прессование вьюнообразной стружки целесообразно проводить в отожженном состоянии, так как при этом отпадает необходимость выполнения таких подготовительных операций, как дробление, обезжиривание, отбор обтирочных материалов и мелких кусков металла.

В последние десятилетия одной из острых проблем больших городов является увеличение количества ТБО. В настоящее время в городах и поселках городского типа России ежегодно образуется около 130 млн. м3 ТБО. Причем их количество неуклонно повышается, отчасти из-за роста населения в городах, но в основном вследствие изменения образа жизни людей, использующих оберточные и упаковочные полимерные материалы и предметы быта. За последние 30 лет состав ТБО резко изменился. ТБО включают разнообразные вещества органического и минерального происхождения: пищевые отходы, использованную бумагу и картон, текстиль, древесину, большой процент полимеров, металл, кости, кожу, резину, стекло, камни и т.д. Основная часть ТБО в России вывозится на полигоны (санкционированные свалки), являющиеся источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, которое происходит в результате миграции с территорий действующих и рекультивируемых полигонов химических веществ, содержащихся в фильтрате ТБО. Мусор к тому

же является благоприятной средой для развития микроорганизмов, вызывающих ряд инфекционных заболеваний. Кроме того, на свалках безвозвратно теряются огромные количества вторичного сырья, ценных веществ, в том числе солей азота, фосфора, калия, кальция, являющихся основными элементами органических и минеральных удобрений. Поэтому выбор технологий утилизации и обезвреживания ТБО является актуальным.

К настоящему времени в мировой практики успешно применяются несколько технологий, из них широкое распространение получили:

При рассмотрении всего комплекса проблем, связанных со сбором, транспортировкой, обезвреживанием и утилизацией ТБО, в первую очередь ставится вопрос о составе и свойствах этого материала. Если для решения вопроса сбора и транспортировки ТБО достаточно информации об их влажности и плотности, то при выборе метода и технологии обезвреживания и последующей утилизации необходима полная информация о морфологическом, фракционном и элементном составе и свойствах ТБО.

- компостирование и другие процессы.

В машиностроении разработка малоотходных технологических процессов связана прежде всего с необходимостью увеличения коэффициента использования металла. Естественно, что это

интерес представляют новые производственные методы, основанные на проведении процессов в замкнутых объемах с экономичным расходом исходных составляющих и без выделения продуктов реакции в окружающую среду. Например, циркуляционный метод диффузионного насыщения металлов и сплавов одним и несколькими элементами с использованием специальных установок (рис. 3.1), в которых рабочее пространство герметично, а разовый поток создается реверсивным вентилятором.

В отличие от прямоточного газового метода, при котором происходит выброс вредных веществ в атмосферу, циркуляционный метод обеспечивает безвредность техпроцесса химико-термической обработки.

Прогрессивный процесс ионного азотирования (рис. 3.2) по равнению с печным обладает большей экономичностью, повышает коэффициент использования электроэнергии, нетоксичен и отвечает требованиям защиты окружающей среды.

На шлифовальных и заточных операциях перспективно применение алмазно-абразивных инструментов и кругов из нового синтетического материала - эльбора, что способствует уменьшению количества абразивного шлама и удлиняет сроки замены смазочно­охлаждающих жидкостей (СОЖ), содержащих вредные вещества (нитриты и др.).

Уменьшению загрязнения воздушного бассейна способствует совершенствование методов окраски машин. При обычном способе окраски распылением пневматическими краскораспылителями потери краски, загрязняющей воздух, составляют 40-60%. Получивший широкое распространение способ окраски в электростатическом поле позволил свести непроизводительные потери лакокрасочных материалов к минимуму, одновременно существенно повысив санитарно-гигиенические показатели процесса. Сущность метода заключается в том, что распыленная краска подается в электростатическое поле высокого напряжения с отрицательным потенциалом на электродных сетках и положительным на изделии. Частицы краски, несущие отрицательный заряд, притягиваются к изделию. Способ окраски в электростатическом поле легко поддается автоматизации.

Основными видами продукции, изготавливаемой с использованием макулатуры как в России, так и за рубежом являются тароупаковочные виды бумаги и картона, санитарно-гигиеническая и газетная бумага, писчепечатные виды бумаги, обойная бумага, ячеистая тара под куриные яйца. Кроме того, макулатуру широко используют при производстве некоторых строительных материалов, в частности, мягких кровельных и изоляционных (пергамин, толь, рубероид) и плиточных облицовочных материалов. Все более широкое развитие получают малые предприятия по производству из макулатуры бугорчатых прокладок для яиц, заменяющих целлюлозу полуфабрикатов, волокнистых плит, эковаты и др. Например, для производства бугорчатых прокладок макулатуру замачивают и распускают в воде на волокна, из полученной суспензии под вакуумом формуют прокладки, которые затем подвергают сушке. Такая технология не требует сложного оборудования, больших производственных площадей и характеризуется сравнительно невысоким расходом энергии. Типовая установка позволяет получать из 350 т макулатуры 5 млн. прокладок в год. Воздействие установки на окружающую среду заключается в образовании сточных вод (до 40 м3 сутки), чистота которых зависит, в свою очередь, от степени загрязненности использованной макулатуры.