Методы сбора и переработки твердых технологических отходов (на примере специальности студента)

На первом плане, конечно, стоит организация системы сбора ТБО, от которой зависят методы их переработки.

Состав твёрдых бытовых отходов зависит от многих факторов: уровня развития страны и региона, культурного уровня населения и его обычаев, времени года и других причин. Более трети ТБО составляют упаковочные материалы, количество которых непрерывно увеличивается.

Вначале превалировали суммарный способ и общая переработка путём вывоза на санитарные свалки (полигоны), копмостирования и сжигания. Затем в различных странах стали проводиться работы по механической сепарации ТБО и раздельному сбору твёрдых бытовых отходов путём их сортировки населением на несколько видов: пищевые отходы, чёрные и цветные металлы, стекло, пластмасса, бумага, картон и т. д.Для этих целей используется контейнеры, ящики или мешки различного цвета.

Собранные в отдельные ёмкости компоненты отходов подлежат раздельной транспортировке на перерабатывающие предприятия.Применяется и комплексная переработка ТБО с механическим извлечением ценных компонентов, по которой предусмотрено извлечение чёрных металлов, макулатуры, органической части, пластмассы и стекла.Извлекаемое 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, обёрточной бумаги и т. д. После облагораживания она может заменять часть древесной массы при изготовлении газетной и журнальной бумаги, а также прессованной бумаги.

Компостирование твёрдых бытовых отходов.Основной целью компостирования является обеззараживание ТБО и переработка в удобрение – компост – за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста – высокое содержание тяжёлых цветных металлов в нём. Технологической схемой предусматривается разгрузка мусоровозов в приёмные бункеры, из которых пластинчатыми питателями или грейферными кранами отходы подаются на ленточные конвейеры, а затем – во вращающиеся биотермические барабаны.Вбиобарабанах при постоянной подаче воздуха происходит стимуляция жизнедеятельности микроорганизмов, результатом которой являлся активный биотермический процесс. В ходе этого процесса температура отходов повышалась до 60 °С, что способствовало гибели болезнетворных бактерий. Просеянный компост проходит магнитную сепарацию и направляется в дробилки для измельчения минеральных составляющих, а затем транспортируется на склад готовой продукции. Выделенный металл прессуется. Отсеянная некомпостируемая часть ТБО – кожа, резина, дерево, пластмасса, текстиль и другие – направляются на установку пиролиза.

Сжигание с использованием тепла и без использования тепла. Метод сжигания (или в общем виде термические методы обезвреживания ТБО) имеет как несомненные достоинства (можно использовать теплоту сгорания ТБО для получения электроэнергии и отопления зданий, надёжное обезвреживание отходов), так и существенные недостатки. Необходима хорошая система очистки топочных газов, так как при сжигании ТБО в атмосферу выделяются хлористый и фтористый водород, сернистый газ, оксиды азота, а также металлы и их соединения (Zn, Cd, Pb, Hg и т. д. в основном в виде аэрозолей) и, что особенно важно, в процессе горения отходов образуются диоксины, дифенилы, присутствие которых в отходящих газах значительно осложняет их очистку из-за малой концентрации этих высокотоксичных соединений.Разновидностью процесса сжигания является пиролиз – термическое разложение ТБО без доступа воздуха. Применение пиролиза позволяет уменьшить воздействие ТБО на окружающую среду и получать такие полезные продукты, как горючий газ, масло, смолы и твёрдый остаток (пирокарбон).Широко рекламируется процесс высокотемпературной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве. Основным агрегатом технологической схемы является барботажная печь, конструкция которой разработана в содружестве со специалистами института Стальпроекта (Москва).

Современные методы термической переработки твёрдых бытовых отходов.

Эти методы или уже получили промышленное распространение или прошли крупномасштабную апробацию. Суть используемых процессов:

- процесс КР – сжигание ТБО в печи с колосниковыми решетками (КР) или котлоагрегате

на колосниковых решётках разных конструкций;

- процесс КС – сжигание отходов в кипящем слое (КС) инертного материала (обычно

песок определённой крупности);

- процесс «Пироксэл» – электрометаллургический, включающий сушку, пиролиз

(сжигание) отходов, обработку минерального остатка сжигания в шлаковом расплаве, а также

пылегазоочистку дымовых газов;

- процесс в агрегате типа печи Ванюкова (ПВ) – плавка в барботируемом расплаве;

- процесс, разработанный в Институте химической физики РАН – сжигание –

газификация отходов в плотном слое кускового материала безего принудительного

перемешивания и перемещения;

- процесс «Thermoselect» – комбинированный, включающий стадии уплотнения отходов,

пиролиз и высокотемпературную газификацию (с получением синтез-газа, инертных и

некоторых минеральных продуктов и металлов);

- процесс «Siemens» – пиролиз – сжигание пирогаза и отсепарированного углеродистого

остатка с использованием необогащённого кислородом дутья.

К недостаткам процесса относятся:

- необходимость сортировки и дробления отходов до определённых размеров; добавка и

последующая сепарация теплоносителя заданного гранулометрического состава;

- потребность в разработке дорогостоящей системы очистки дымовых газов – синтез-газа,

представляющего собой смесь моноокиси углерода и водорода.