27985-1 (Твердые бытовые отходы (ТБО), их складирование, сепарация и сортировка по группам), страница 2

Биобарабан представляет из себя стальной пустотелый цилиндр. В работе (2) указываются размеры: длина 60 и диаметр - 4 м. Толщина стенки 20 мм. Впереди есть загрузочное устройство в виде неподвижной камеры. На торце барабана находится разгрузочный люк, который открывается с помощью электропривода. Внутри барабана вмонтирована система аэрации (специальная подача воздуха) и одновременно осуществляется удаление выделяющихся газов с помощью специальной системы отсоса. Внутри барабана кроме того производится орошение биомассы обеспечивающее требуемую влажность продукта. Вращение биобарабанов осуществляется от электрического привода.

Разумеется такая биотехнологическая схема переработки ТБО

очень далека от оптимальной биотехнологической схемы. Более того, такая масса является слишком грязной по следующим причинам:

1. В такой массе могут присутствовать цветные металлы: медь, цинк и т.п., т.к. производится отделение только черного металла с помощью электромагнитных сепараторов.

2. В такой массе могут присутствовать камни, стекло, пластические массы из синтетических полимерных материалов и, что самое неприятное, очень большое количество отработанных химических источников тока (ОХИТ), которые могут быть источниками образования хлора, а следовательно и источниками образования галоидированных ДО и ДПВ, т.е. самых опасных супертоксикантов в мире.

Кроме того, такая масса не является полноценным готовым компостом - биомассой, т.к. в такой массе не прошла до конца ферментация (см. последующие главы), и более того, применение такой массы представляет определенную микробиологическую опасность (см. также последующие главы), т.к. в такой массе может быть активная патогенная микрофлора и паразитическая гельминтофауна. И кроме всего прочего в такой массе могут содержаться тяжелые металлы, что также недопустимо.

В общем, такая технологическая схема переработки ТБО, приведенная на рис.5 далека от совершенства и от оптимальной схемы. Более того, как мы уже упоминали, такая грязная масса, засоренная камнями, пластмассами и с возможным присутствием тяжелых металлов не может с учетом современных требований без проведения дополнительной тщательной очистки, в первую очередь от тяжелых металлов, быть использована для получения истинно экологически чистой биомассы в качестве природного органического удобрения. И, кроме того, необходимо проведение всего цикла ферментации, чтобы такая биомасса была безопасной с микробиологической точки зрения (подробно биотехнология рассматривается в последующих главах).

Существуют самые разнообразные схемы разделения (сепарации) ТБО по фракциям. По мнению Л. Штарке (3), мокрый способ сепарации целесообразен тогда, когда компоненты ТБО представлены уже в так сказать обогащенном виде. А именно в процессе подготовки ТБО к переработке производится очистка и тонкое разделение (предварительная сепарация) ТБО (4). Процесс, созданный фирмой Bureau of Mines позволяет получать бумажную фракцию, содержащую почти 100% основного компонента (5) (6) (7). Однако, в большинстве рассмотренных нами технологических схем разделение ТБО на первой стадии осуществляется сухим способом. Для этого используется воздушные сепараторы (например, типа "Зиг-заг", приведенный на рис.4) и различные классификаторы. Фирма Kraus-Maffei (ФРГ) использует чаще всего сухие способы сепарации ТБО. Для разделения бумажной и пластмассовой фракции используется гидроразделитель, работа которого основана на различной гидрофильности разделяемых фракций ТБО. В этом агрегате составные фракции подвергаются дальнейшему измельчению. Бумажная фракция с помощью водного потока подвергается турбулентному движению (т.е. движению с завихрением) и выделяется отдельно. Пластические массы вместе с отходами текстильных изделий образуют легко удаляемый верхний слой. Такой способ, как считают специалисты, рассчитан на отделение и возврат бумажных отходов. Одновременно он служит и для отделения и последующей переработки пластмасс. Технология фирмы Kraus-Maffei несомненно является более прогрессивной по сравнению с технологией указанной М.И. Мягковым и др. (2), где производится только на наш взгляд предварительная грубая сепарация от тяжелых черных металлов с помощью электромагнитных сепараторов и дробление. Определенный технологический интерес может представлять технологическая схема комбинированной сепарации ТБО, разработанной в г. Аахене (ФРГ). Здесь по схеме после магнитной сепарации черных металлов, просеивания крупные фракции ТБО измельчают и подвергают более глубокой сепарации. Легкая фракция (бумага и пластмасса) разделяется мокрым способом.

1 - разрыхляющая установка; 2,3 - мелкие сита; 4 - магнитный отделитель; 5 - резательно-валковый измельчитель; 6 - воздушный сепаратор; 7 - циклон; 8 - вентилятор с нижним дутьем; 9 - пыле-отделитель; 10 - поточный классификатор; 11 - фильтр для обезвоживания; 12 - концентратор; 13 - накопитель; 14 - насос; 15 - приспособление для выгрузки и обезвоживания; 16 - магнитный отделитель; 17,18 - установка для разделения по плотности; 19 - рифленые вальцы; 20,21 - оптико-механический прибор для сортировки.

I - бытовой мусор; II - зола, песок, органические соединения; III, IX, XIII - органические продукты; IV, XIV - железо; V - свежий воздух, VI - отработанный воздух; VII - мелкая пыль, VIII - циркули-рующий воздух; X - бумага, легкие пластмассы, текстиль; XI - промывная вода; XII - свежая вода; XV - цветные металлы; XVI - керамика; XVII - бесцветное стекло; XVIII - зеленое стекло; XIX - ко-ричневое стекло; XX - органическая составляющая, тяжелые пластмассы.

Целлюлозно-бумажная фракция набухает в воде. Переработка тяжелой фракции производится в классификаторе или в разделителе. Этот способ сепарации экономически выгоден при годовом объеме переработки ТБО 250 000 т. Ценным в данной схеме, как считает Л. Штарке), является то, что измельчение ТБО производится после отделения металлической фракции. Но с данным суждением можно не согласиться, так как такая последовательность операций характерна и для ранее упомянутых технологических схем в том числе и для схемы, приведенной на рис. 5.

Самой интересной и перспективной на наш взгляд представляет собой схема сепарации ТБО, представленная как схема сепарации RRR, приведенная на рис. 7 (10) (11) и применяемая по данным немецких специалистов в Стокгольме. По существу, такая же схема разделения ТБО, основанная на сухом способе отделения, разработана в США, в институте Франклина. По этой схеме ТБО дробятся в молотковой мельнице. Далее ТБО разделяются воздушными и магнитными сепараторами и классификаторами. Отдельные промежуточные фракции подвергаются дополнительному измельчению. Разделение пластических масс и бумаги производится в высоковольтном разделителе (12). В процессе сепарации ТБО играют важную роль форма отходов, загрязненность их поверхности маслами, жирами и поверхностно-активными веществами. Степень сепарации может быть достигнута весьма высокая, более 96%. Это очень важно, т.к. примеси во вторичном сырье оказывают существенное влияние на последующие технологические свойства материала при его переработке. Согласно этой схемы пластмассовая фракция спрессовывается в рулон. В

Стокгольме такая технологическая схема по данным работы (3) успешно функционирует при производительности установки 120 000 т ТБО в год. В чем заключается ценность, перспективность и оптимальность схемы сепарации ТБО, приведенной на рис. 7? Ну, во-первых, данная схема позволяет глубоко разделять ТБО на практически однородные фракции. Более того, по данной схеме достигается разделение ТБО практически до отдельных компонентов. Это позволяет полностью перерабатывать ТБО с максимальным выходом ценных сырьевых продуктов и создавать таким образом из бесплатного сырья благодатную основу для организации и работы различных предприятий по производству ценных товарных продуктов. В наше время перспективность данной технологической схемы переработки ТБО заключается прежде всего в том, что она позволяет получать раздельно олово, алюминий, цветные металлы. Это особенно важно, когда во всем чувствуется дефицит цветных металлов. И, наконец, во-вторых, оптимальность данного технологического процесса заключается в том, что этот процесс позволяет достигнуть степени сепарации, приближающейся к 0,97 (т.е. почти к единице).

Сравнивая приведенные технологические схемы (см. рис. 5, 6, 7) между собой следует отметить, что схема, приведенная на рис. 5 и работающая с некоторыми добавлениями и усовершенствованиями, до сих пор в Санкт-Петербурге (1), на наш взгляд, в значительной степени, устарела и не отвечает современным экологическим требованиям.

4.3. Перспективность переработки фракции ТБО

Итак, после разделения ТБО на фракции, каждая из фракций поступает на последующую технологическую стадию - стадию переработки в конечный продукт. На основании данных, приведенных директором департамента природопользования администрации Владимирской области г. С. Алексеевым, в работе (13)¹ , из поступающих в год ТБО из Владимира 540 000 м³ можно получить, по нашим расчетам, следующие количества ценных товарных продуктов.

50 000-60 000 т биологической массы² - компоста в качестве экологически чистого природного органического удобрения для всех видов почв.
10 000-12 000 т - стеклоизделий.
10 000-11 000 т - железа и железных изделий.
~ 7 000 т - пластических масс и изделий из них способом экструзии или литья.

И это еще далеко не полный перечень ценных товарных продуктов, которые можно получить из ТБО, поступающих за год в один из средних городов РФ Владимир. Если применить глубокое фракционное разделение ТБО (применив для разделения технологическую схему процесса RRR, изображенную на рис. 7), то можно получить кроме вышеназванных компонентов и цветные металлы, причем раздельно, такие ценные металлы, как олово (Sn), алюминий (Al) и суммарную фракцию цветных металлов, которую нетрудно разделить на виды: свинец (Pb), медь (Cu) и т.д.. Мы считаем, что после предполагаемого пуска Центра технического захоронения в любом благоразумном варианте или какого-либо другого полигона по переработке ТБО с глубоким разделением по фракциям, предприимчивым молодым предпринимателям нужно, все взвесив, все рассчитав, очень основательно, начинать свое дело. Главное дешевое сырье и широкий ассортимент получаемых ценных продуктов от экологически чистого, дефицитного для среднего класса органического природного удобрения биомассы-компоста до широкого ассортимента товаров из металла, пластических масс, стекла и т.п.. Одна только биомасса-компост, составляющий по весу 60-70% от общего количества ТБО, поступающих за год (включая все целлюлозно-бумажные отходы) при цене биомассы в 2 раза дешевле животного навоза, т.е. по цене 100 000 рублей за одну тонну (по ценам 1996 - начало 1997 г.г.) может дать за один год прибыль в несколько миллиардов рублей. От продажи такой продукции можно получить до 6 миллиардов рублей за вычетом расходов на приобретение оборудования (один бульдозер для перемешивания и перемещения биомассы, одна или две дробилки), на оплату обслуживающего персонала и на приобретение биодобавок для разложения биомассы (с целью ускорения разложения). Подробно технология получения такого природного органического удобрения изложена в последующих главах.

Литература к Главе 4

1. В. Ульянов, О существующих методах обезвреживания твердых бытовых отходов // Экологический бюллетень "Чистая земля", Владимир, Спец. выпуск, №1, 1997, с.22-27.

2. М.И. Мягков, Г.И. Алексеев, В.А. Ольшанецкий, Твердые бытовые отходы, Л-д, Стройиздат, 1978, с.51, 69.

3. Л. Штарке, Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс, Пер. с немец., к.х.н. В.В. Михайлова, Л-д, Химия, (Лен. отд.), 1987, с.30-33.

4. Schenkol W. // Chem. - Ing. - Techn. 1977, jg.49, №12, s. 966-969.

5. Baum B., Parker C.H. // SPEJ., 1973, v.29, №5, р.41-45.

6. Mod. Plast. Int., 1975, v.5, №10, p.64-66.

7. Sinn H // Chem.- Ing.- Techn., 1974, Jg.46, № 5, s.576-579.

8. Chem.- Ing.- Techn., 1975, Jg.47, №13, s.A384.

9. Hoberg H., Schulz E. // Aufbereitungstechnic, 1977, jg.18, №1, s.1-5.

10. Wasser, Luft und Betrilb., 1979, jg.23, №10, s.46-47.

11. Mod. Plast. Int., 1977, v.7, №11, p.11-13.

12. Firnhaber R.B. // VDI-Nachr., 1974, jg.28, №5, s.1-2.

13. С. Алексеев, Что такое ЦТЗ? // Экологический бюллетень "Чистая земля", Спец. выпуск, №1, 1997, с.1-5.

Сноски

1. Данные получены и обработаны Институтом Рудологии (Франция) в 1995 году

2. 50 000-60 000 т в год можно получить готовой биомассы при глубокой сепарации ТБО. Выход сырья для получения биомассы из общего годового поступления ТБО в количестве ~135 000 т составляет ~90 000 т. В процессе переработки способом экологической биотехнологии из такого количества образуется 50 000 - 60 000 т биомассы.