Сепарация отходов ТБО

 

  Вся электронная библиотека >>>

 ТЕХНОЛОГИИ ОТХОДОВ >>>

   

 

ТЕХНОЛОГИИ ОТХОДОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СЕРВИСЕ


Раздел: Технологии и производство

   

5.2 Сепарация отходов ТБО

  

 

При вовлечении ТБО в промышленную переработку в качестве техногенного сырья, по аналогии с комплексной переработкой многокомпонентных природных сырьевых материалов (руд, горнохимического сырья, угля и пр.), особую роль играют обогатительные процессы как подготовительные операции, позволяющие выделить те или иные ценные компоненты для вторичного использования, удалить опасные компоненты и оптимизировать состав отходов для последующих переделов переработки. Не случайно на последних международных форумах (США, Германия) по обогащению полезныхископаемых вопросам обогащения ТБО уделено серьезное внимание и посвящены заседания специальных секций.

Сепарация ТБО аналогично обогащению других сырьевых материалов (в частности, полезных ископаемых) 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.

В отличие от обогащения полезных ископаемых, всегда связанного с загрязнением окружающей среды, сепарация ТБО как техногенного сырья имеет прямое природоохранное значение, поскольку выход хвостов сепарации всегда меньше количества исходного сырья, а состав отходов для последующих переделов переработки оптимизируется с точки зрения гомогенизации, способности к горению, снижения содержания опасных и балластных компонентов и др., что повышает экологическую безопасность промышленной переработки муниципальных отходов.

Сепарация ТБО, их обогащение является эффективной операцией перед термо- и биообработкой отходов. Так, по опубликованным данным, предварительная сортировка ТБО, удаление металлических компонентов, отработанных электробатареек и аккумуляторов, некоторых видов синтетических материалов уменьшает при сжигании выбросы ртути и мышьяка на 70-75%, свинца - на 40%, при этом эффективность сжигания и ферментации ТБО повышается, а состав продуктов и отходов переработки улучшается.

Принципиально возможны три взаимодополняющих друг друга направления сепарации ТБО:

•          селективный покомпонентный (пофракционный) сбор отходов у населения в местах образования с последующей доводкой продуктов на специальных сортировочных установках (преимущественно методами ручной сортировки; для извлечения металлов часто применяется механизированная сепарация);

•          селективный пофракционный сбор в местах образования так называемых коммерческих отходов (отходы 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).

Селективный сбор у населения отходов потребления (макулатура, текстиль, пластмасса, стеклотара, металлы и пр.) практикуется во многих странах, что предотвращает попадание в ТБО ряда ценных компонентов, перерабатываемых или используемых повторно, а также опасных компонентов. Вместе с тем, учитывая большие и постоянно возрастающие объемы образования ТБО (ежегодный прирост не менее, чем на 3-5%), можно сделать вывод, что проблема ТБО не может быть решена непромышленными методами и сортировка всех ТБО на месте их образования, в бытовых условиях практически невозможна и не имеет смысла. Тем не менее сбор у населения отсортированного, незагрязненного вторичного сырья не противоречит промышленной переработке ТБО и должен рассматриваться как составная часть в решении комплексной проблемы отходов города. Так, проблему попадания в городской мусор некоторых опасных отходов (отработанные люминесцентные лампы, аккумуляторы и др.) можно практически решить только организацией их селективного сбора.

В российских условиях в короткие сроки сложно организовать повсеместно селективный сбор отходов потребления у населения (выход вторсырья на первом этапе следует планировать на уровне 10%). Это объясняется неподготовленностью населения, наличием в домах специфических мусоропроводов, отсутствием соответствующих бытовых условий. Предпочтителен не покомпонентный, а пофракционный сбор вторсырья (все ценные компоненты - в одну емкость). Главным направлением сепарации смешанных ТБО является их механизированная сортировка (покомпонентная и пофракционная) в промышленных условиях заводской практики в технологиях комплексной переработки. В то же время количество и состав образующихся коммерческих отходов, обогащенных макулатурой, предопределяют правомерность и целесообразность организации их селективного сбора и доставки на специальные объекты сортировки с целью извлечения ряда ценных компонентов и минимизации количества отходов, направляемых на захоронение или сжигание. Решение этой задачи представляется актуальной, поскольку в переработку может вовлекаться 25-30% всех ТБО, а стоимость создания объектов их сортировки относительно небольшая. При этом важно не допустить смешивания коммерческих отходов и отходов из жилого фонда. Наиболее эффективна для сепарации коммерческих отходов комбинация ручной и механизированной сортировки, а наибольшую прибыль обеспечивает извлечение макулатуры.

Процессы механизированной сепарации ТБО, использующие естественные или искусственно усиленные различия в физических свойствах разделяемых компонентов, основаны на законах движения этих компонентов в разделительной среде под воздействием сил, возникающих в зоне сепарации.

Процессы, которые могут быть использованы для покомпонентной и пофракционной сортировки ТБО, в основном известны и применяются при обогащении руд или другого минерального сырья: гравитация, флотация, магнитная и электрическая сепарация, аэросепарация и др.

При обогащении ТБО в качестве среды разделения используют воду («мокрые процессы») или преимущественно воздух («сухие процессы»). Наиболее приемлемы «сухие» способы переработки ТБО. Их преимущества - отсутствие воды и загрязненных сточных вод, очистка и удаление которых обычно решаются с трудом и требуют больших затрат; отсутствие резкого неприятного запаха; лучшее состояние бумажного волокна и меньшее его загрязнение; рентабельность транспортировки выделенных фракций отходов на дальние расстояния (при «мокром» способе разделения требуется дополнительная сушка).

Основным процессом, используемым для извлечения макулатуры (и одновременно для разделения ТБО на две фракции - легкую и тяжелую), является аэросепарация. Черные металлы как сильномагнитные вещества извлекают магнитной сепарацией. Для выделения из ТБО цветных металлов используют электродинамическую сепарацию, а также флотацию и гравитацию. Полимерную пленку отделяют от макулатуры электросепарацией. Специальные методы обогащения разработаны для извлечения текстильных компонентов, для выделения из магнитного концентрата оловосодержащих компонентов и др.

Число обогатительных операций, их вид и порядок подбора в технологическую линию зависит от морфологического и гранулометрического состава, влажности отходов, определяется задачами сортировки в каждом конкретном случае и закономерностями обогащения сырьевых материалов.

Обобщение опыта промышленной практики сортировки ТБО показывает, что качество выделяемых при механизированной сортировке продуктов, за исключением металлов, ниже, чем при ручной сортировке, вследствие чего макулатура (в составе легкой фракции), стеклобой и др. сбываются с трудом. С этих позиций, а также с учетом реальной ценности материала и условий рынка, в качестве основных полезных компонентов ТБО при использовании механизированной сортировки следует рассматривать в основном черные и цветные металлы, содержание которых в ТБО постоянно возрастает (ежегодно в российские ТБО попадает и безвозвратно теряется до 2 млн. т стали и более 100 тыс. т цветных металлов, в т.ч. до 2 тыс. т олова в составе консервной тары). Металлы необходимо выделять также и по той причине, что они не должны попадать в процессы сжигания и ферментации.

Исходя из этого, в общем случае рациональная схема механизированной сортировки ТБО должна предусматривать:

•          извлечение в самостоятельные продукты черных и цветных металлов;

•          разделение потока отходов на две фракции - горючую и био- разлагаемую (соответственно для термообработки, биообработки или захоронения);

•          удаление опасных и части балластных компонентов.

Рациональная сортировка ТБО, покомпонентная и пофракционная,

оптимизирует сопряженные производства. В этом ее главное назначение; извлечение тех или иных продуктов для вторичного использования - это важная, но частная задача сортировки. Перераспределяя материальные потоки отходов, сортировка практически вдвое сокращает потребность в дорогостоящем термическом и биотермическом оборудовании. В то же время капитальные затраты на сортировку не превышают 10-15% от затрат на термо- и биообработку.

Технология сепарации ТБО включает, как правило, несколько операций, системно связанных между собой.

Технологическая операция - это обработка материала с использованием того или иного метода для изменения качества материала или его разделения на продукты различного качества.

Эффективность технологии во многом зависит от определенной последовательности операций, технологического режима и установки специфических аппаратов в каждой операции.

Графическое изображение последовательности технологических операций называется технологической схемой.

Технологическая схема, отражающая главные особенности технологии, называется принципиальной.

Графическое изображение последовательности установленных технологических и подъемно-транспортных аппаратов для обработки и транспортировки материала в соответствии с технологической схемой называется схемой цепи аппаратов.

Основными технологическими показателями сепарации ТБО являются извлечение компонентов в продукт сепарации, содержание компонента в этом продукте и выход продукта, выражаемые обычно в процентах (реже - в долях единицы).

Извлечение - отношение массы компонента в продукте сепарации к массе компонента в исходном.

Содержание - отношение массы компонента в продукте сепарации к массе продукта сепарации.

Выход - отношение массы продукта сепарации к массе исходного материала.

Технологические показатели служат для оценки процесса сепарации.

Принято обозначать: извлечение компонента Б, содержание компонента в продукте Р, выход продукта у, содержание компонента в хвостах в

Получаемые в результате сепарации ТБО продукты для вторичного использования (утилизации) должны удовлетворять действующим стандартам, которые гарантируют эффективность их вторичной переработки, а выделяемые полупродукты (фракции отходов) должны соответствовать требованиям конкретного производства (термического, биотермического или иного), куда они будут направлены.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  ТЕХНОЛОГИИ ОТХОДОВ - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СЕРВИСЕ

 

Смотрите также:

 

МАТЕРИАЛЫ ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА твердые...

Общая характеристика отходов. В России ежегодно образуется около 30—40 млн т твердых бытовых отходов.

 

Классификация отходов. Отходы производства техногенные...

Совокупность отходов производства (техногенные отходы) и потребления (антропогенные отходы)
МАТЕРИАЛЫ ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА твердые бытовые...

 

ЗАХОРОНЕНИЕ ОТХОДОВ. Полигоны для захоронения отходов

Одним из массовых видов отходов являются твердые бытовые отходы (ТБО). В последние годы в практике строительства полигонов для захоронения твердых бытовых отходов во...

 

Сжигание отходов и мусора. Плазменный способ утилизации...

Эффективность сепарации определяется напряженностью электрического поля.
— предприятие для сжигания мусора (твердых бытовых и пром. отходов) в котлах или в спец...

 

Сепараторы. Физические методы сепарации отходов.

Наряду с рассмотренными процессами сепарации при переработке твердых отходов в ряде случаев используют и другие физические методы...