3. Основные методы подготовки и переработки в технологической схеме сепарации тбо.

К настоящему времени разработано достаточное количество способов переработки отходов (рис. 3.1).

Сбор и транспортировка ТБО весьма дорогостоящие операции. Стоимость непосредственного сбора и транспортировки ТБО составляет в настоящее время до 80 % общей стоимости утилизации их на полигоне.

Промышленная переработка ТБО позволяет свести к минимуму транспортные и другие расходы. Переработка отходов в целом должна решаться с целью получения максимальной прибыли для компенсации капитальных вложений в промышленную их переработку. Следует также иметь ввиду, что при сортировке ТБО и последующей переработкой их во вторичное сырье значительно сокращается количество отходов, подлежащих сжиганию или вывозу на полигоны для захоронения.

Технологические решения, промышленные методы и оборудование для подготовки и переработки муниципальных отходов позволяют для каждого конкретного города, региона, мегаполиса, с учетом его условий и потребностей подобрать наиболее эффективное в эколого-экономическом аспекте индиви-дуальное комплексное решение проблемы обращения с ТБО. Технологично правильно выбранные методы подготовки и переработки отходов экономически рентабельно и экологически оправдано.

Принципиальные методы переработки отходов производства реализуются с использованием десятков технологий. Промышленную переработку следует рассматривать как конечную операцию в общей схеме управления ТБО.

Для утилизации и обезвреживания промышленных отходов наиболее рас-пространенными являются следующие методы подготовки и переработки отходов:

• измельчение;

• укрупнение;

• классификация и сортировка;

• обогащение;

• термообработка;

• выщелачивание;

• обезвоживание.

3.1 Измельчение отходов.

Измельчение отходов – процесс уменьшения размеров кусков материала разрушением их под действием внешних сил. Измельчение является одной из вспомогательных операций, применяемых при переработке отходов.

Целесообразность включения операций измельчения в технологические схемы переработки ТБО определяется, в основном, требованиями к крупности материала соответствующих переделов переработки – обогатительного, термического, биотермического и других переделов.

Отстаи-вание

Фильт-рация

Центри-фугиро-вание

Рисунок 3.1 – Методы подготовки и переработки твердых отходов

Измельчение принято называть крупным, если обрабатываются куски от-ходов с поперечным размером от 1000 до 200 мм, средним и промежуточным – в пределах от 250 до 50 мм, мелким – в пределах от 50 до 20 мм и тонким (помолом) – в пределах от 20 до 3 мм, а в отдельных случаях от 0,1 до 0,001 мм.

При дроблении и размоле расходуется много механической энергии, поэтому важно правильно выбрать способ измельчения.

Одним из показателей, характеризующих процесс дробления, является степень дробления (измельчения), под которой понимается отношение размеров максимальных кусков до дробления к размеру максимальных кусков после дробления (измельчения):

;

Общая степень измельчения равна произведению степеней измельчения, выполненного в несколько приемов:

.

Для крупного дробления, в основном, применяют дробилки двух типов – щековые и конусные. Щековые дробилки применяются только для дробления бетонных и железобетоных отходов (образующихся, например, при сносе старых зданий). В щековой дробилке измельчение производится путем раздавливания дробильных кусков между вертикальной неподвижной и наклонной движущейся плоскостями (щеками).

Важной характеристикой щековой дробилки является величина угла α между щеками, называемого углом захвата (рис. 3.2). Если этот угол очень велик, то куски материала отходов могут выталкиваться из зева дробилки, если же он слишком мал, то степень измельчения будет незначительной. Для того чтобы кусковой материал отходов не выталкивался из зева дробилки необходимо, чтобы угол захвата α был меньше или в пределе не превышал удвоенного угла трения (2ρ). Угол трения в среднем равен 16º. Практически угол захвата принимают в пределах 16-25º (16 ≤ α ≤ 2ρ).

е S α Рисунок 3.2 – К расчету угла захвата, числа оборотов и производительности щековой дробилки

Целесообразность включения операций измельчения в технологические схемы переработки ТБО определяется, в основном, требованиями к крупности материала соответствующих переделов переработки – обогатительного, термического, биотермического и других переделов, а также необходимостью освобождения отходов от упаковки перед сепарацией ТБО (например, если сбор и доставка ТБО на сортировку осуществляется в полиэтиленовых мешках).

Основной принцип реализации на практике дробления техногенного сырья может быть заимствован из опыта обогащения полезных ископаемых – «не дробить ничего лишнего». Это означает, что дроблению следует подвергать

не все исходные ТБО, а лишь их фракцию, не удовлетворяющую по крупности требованиям последующего предела. В частности, исходя из условий сортировки, легкообогатимой является фракция –250 мм (–300 мм), поэтому дробить следует лишь крупнокусковую фракцию, выход которой относительно небольшой.

Одной из первостепенных операций, изменяющих качество полимерных отходов перед переработкой, является диспергирование (измельчение). Практи-чески все процессы переработки отходов, за исключением сжигания и пиролиза, включают в качестве одной из основных операций измельчение. В большинстве технологий переработки полимерных отходов измельчение совмещено с мойкой.

Из известных методов получения мелкодисперсных полимерных отходов для измельчения отходов термопластов наиболее приемлемым является способ механического измельчения. В Украине наиболее распространен измельчитель типа ИРНП-300-600-5/3, разработанный Харьковским СКТБ «Машприбор-пластик». Измельчитель предназначен для измельчения отходов вторичных термопластов в виде полых изделий, пленочных отходов, кусковых и литьевых термопластов толщиной в монолите не более 10 мм.

Для измельчения кусковых полимерных отходов институтом «УкрНИИпластмаш» разработан роторный измельчитель ИПР – 450 м. Произ-водительность его 350-100 кг/ч, мощность 27,5 кВт. Для измельчения волок-нистых и пленочных полимерных отходов термопластов разработан двух-стадийный роторный измельчитель ИРПД – 300, производительностью 250-300 кг/ч и мощностью 26,6 кВт. Эффективность измельчения крупногабаритных кусковых отходов термопластов достигается за счет их предварительного измельчения.

Западные технологии измельчения объемных полимерных отходов пре-дусматривают предварительное измельчение по принципу ножниц непосредст-венно в камере измельчения установки. При этом мощность, потребляемая механизмом предварительного измельчения, составляет 10 % от мощности, потребляемой основным измельчающим механизмом. Общее потребление электроэнергии значительно снижается в сравнении с энергозатратами аналогичных установок без механизма предварительного измельчения.

Для переработки отходов литьевых, выдувных и экструдируемых изделий произвольной формы применяют дробилки или измельчители с тремя вращающимися ножами на роторе 1 и двумя неподвижными ножами на корпусе 2 измельчителя. Схематично основные узлы и детали роторного измельчителя для отходов термопластов показаны на рис. 3.3.