 |
Фракционно-морфологический состав ТКО Санкт-Петербурга
|
|
|
|
(данные 2005-2006 гг.)
| № п/п | Наименование компонентов | Фракции, мм | Итого | |
| более 150 мм | менее 150 мм | |||
| Бумага и картон | 18% | |||
| Пищевые и растительные отходы | 25% | |||
| Стекло | 1,3 | 8,7 | 10% | |
| Камень и керамика | 0,2 | 1,4 | 1,6% | |
| Металл цветной | 0,27 | 0,13 | 0,4% | |
| Металл черный | 1,9 | 2,1 | 4% | |
| Полимеры | 5,6 | 4,4 | 10% | |
| Элементы питания и радиодетали | 0,25 | 0,05 | 0,3% | |
| Кожа, резина | 1,3 | 0,7 | 2% | |
| Текстиль | 3,7 | 1,3 | 5% | |
| Дерево | 1,6 | 0,4 | 2% | |
| Крупногабаритные отходы[1] | 0,3 | - | 0,3% | |
| Прочее | 4,6 | 6,4 | 11% | |
| Отсев (менее 16 мм) | - | 10% | ||
| Итого | 100% |
Технологии и оборудование для переработки ТКО
С точки зрения любой переработки отходы – это сырье, которому необходимо придать свойства, делающие переработку удобной. К ним следует применять стандартные операции, отработанные в обогащении минерального сырья. Это сочетание дезинтеграции (дробления) и сепарации (разделения по различным свойствам – крупности, плотности, форме, магнитным свойствам и т.п.).
Дезинтеграция – стадия, во многом определяющая экономику процесса, поскольку энергетические затраты на разрушение материала при механической переработке отходов стоят на первом месте.
Для дезинтеграции одних отходов используют стандартные машины, созданные для обогащения минерального сырья, для других – специализированные. Разрушение любых камнеподобных материалов (например, строительные отходы) осуществляется раскалыванием, раздавливанием и разбиванием. При разрушении ТКО и подобных им по свойствам отходов на I месте стоят разрезание и разрывание в роторно-ножевых дробилках – «шредерах». Иногда для ТКО применяются раскалывание и разбивание.
|
|
|
Сепарация может иметь своей целью извлечение ряда ценных компонентов, удаление балластных и опасных компонентов, выделения фракций, оптимальных для переработки тем или иным методом. Для различных способов переработки сепарация отходов преследует разные цели, и соответственно, осуществляется разными методами. Например, с помощью ручной сортировки можно извлекать значительный процент ценных компонентов, представленных крупными фракциями. При сжигании используется механизированная сортировка, которая преследует цель повышения теплотворной способности, и удаления нежелательных к сжиганию компонентов: металлов, аккумуляторов, некоторых синтетических материалов. По опубликованным данным, сортировка перед сжиганием позволяет снизить выбросы ртути и мышьяка на 70-75%, свинца – на 40 %.
Используются основные методы разделения ТКО, которые должны быть организованы, как взаимодополняющие:
1. Селективный покомпонентный сбор твердых бытовых отходов у населения;
2. Селективный покомпонентный сбор коммунальных отходов от организаций – так называемых «коммерческих»;
3. Сортировка ТКО в заводских условиях: ручная; механизированная.
Среди основных способов сортировки, каждый из которых реализуется в специализированных машинах – сепараторах, грохотах и т.д.
следует назвать:
- Грохочение (разделение происходит по крупности, по форме);
- Пневматическая сепарация (разделение по плотности и форме (парусности));
- Гравитационная сепарация (разделение по плотности и упругости);
- Комбинация пневматической и гравитационной сепарации;
- Радиометрия (рентгеновские, оптические, ИК-сепараторы);
- Электромагнитная сепарация (по собственным магнитным свойствам материала);
- Электродинамическая сепарация (по электропроводности);
- Электростатическая сепарация (по электропроводности).
На сегодняшний день разработано множество направлений и способов переработки твердых коммунальных отходов, которые можно классифицировать по нескольким признакам.
|
|
|
1. По типу основного процесса переработки:
- Механическая переработка;
- Термическая переработка;
- Механобиологическая переработка;
- Прочие (например, физико-химические: автоклавирование, производство бетонных изделий из инертной части ТКО и т.п.);
- Комплексная переработка.
2. По приоритетной задаче:
- Направленные на уничтожение или обезвреживание отходов;
- Направленные на утилизацию сырьевого потенциала отходов;
- Направленные на утилизацию энергетического потенциала.
Как правило, при переработке отходов решается комплексная задача. Соответственно, на выходе процесса получаем набор продуктов, как:
- Обезвреженные отходы для захоронения;
- Вторичное сырье;
- Биологически активный ферментированный материал (компост, грунты);
- Строительные и композиционные материалы;
- Тепло и электроэнергия;
- Вторичное топливо (твердое, жидкое, газообразное).
В общем случае, для смешанных ТКО наиболее эффективным решением с точки зрения рационального использования энергоресурсов, и с точки зрения минимизации захораниваемых отходов, безусловно, является комплексное предприятие, сочетающее отбор «деловой» фракции, компостирование органической части и термическое обезвреживание «неутилизируемой» части.
Рассмотрим основные направления переработки ТКО подробнее.
Механическая переработка (механическая и ручная сортировка с выделением «деловой» и неутилизируемой части, прессование «хвостов» сортировки с захоронением их на полигоне) – часто является подготовительным или вспомогательным этапом.
Механобиологическая переработка – обезвреживание ТКО, основанное на процессе биохимического разложения органической части отходов микроорганизмами, присутствующими в ТКО. Процесс разложения может быть как аэробным, так и анаэробным.
Механобиологическая переработка осуществляется с различными целями:
- с производством товарного компоста (или других продуктов);
- с захоронением обезвреженного материала на полигоне.
Аэробная ферментация
Аэробная ферментация, или аэробное компостирование – это процесс разложения органической части отходов сапрофитными аэробными микроорганизмами, присутствующими в ТКО в достаточных количествах.
|
|
|
В процессе жизнедеятельности бактерий выделяется тепловая энергия, способствующая нагреву компостируемой массы до 50ºС. При достижении этой температуры начинается активное размножение термофильных культур – наступает вторая стадия. Процессы разложения органического вещества резко ускоряются, температура материала поднимается до 60ºС, при этом происходит уничтожение патогенных мезофильных бактерий. В зависимости от внешних условий и исходного сырья, первая фаза протекает от одного до нескольких дней, а вторая – до двух-пяти месяцев. Завершается вторая фаза на площадке дозревания компоста.
С химической точки зрения в процессе компостирования ТКО происходит окисление основных элементов органического вещества с помощью кислорода, входящего в состав ТБО или подаваемого принудительно. Происходит не только распад органических веществ, но и их синтез – образование гуминовых соединений, улучшающих микробиологические свойства компоста.
По физико-химическим свойствам и теплотворной способности компост из ТКО равноценен навозу. В нем содержатся все элементы, необходимые для роста и развития растений, полезная микрофлора и вещества, повышающие плодородие почвы.
Основные технологии компостирования:
- в биобарабанах,
- в тоннелях,
- в бассейне выдержки,
- в буртах в закрытых помещениях или на открытом воздухе.
Все технологии предусматривают дозревание 6-18 недель, обычно в буртах.
На российских заводах механобиологической переработки отходов аэробное компостирование осуществляется в биобарабанах (как правило, 48 часов) при температуре 50-60оС и влажности 45-60%. Вышедший из биобарабанов компост направляется на очистку, затем на дозревание.
Анаэробная ферментация
Анаэробная ферментация (разложение в результате жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов, происходящее без доступа кислорода) на сегодняшний день реализована в странах ЕС (Германии, Швеции). Например, SvenskBiogas (Швеция, г.Линчопинг) осуществляет переработку органических отходов с получением биогаза с 1996 года.
|
|
|
Анаэробной ферментацией с получением биогаза перерабатывают отходы с высоким содержанием органики: осадок очистки сточных вод, пищевые, садовые и прочие биологически разлагаемые отходы от организаций. Из 1 тонны отходов получается в среднем 40 м3 биогаза. Обогащенный биогаз является топливом высокого качества (содержание метана 95-98%). Для современного автомобиля с газовым двигателем одной заправки хватает на 300 км пути.
Технологический процесс включает в себя:
1. Смешение отходов.
2. Обработка паром (1 час при 70оС).
3. Анаэробное сбраживание в реакторе с перемешиванием (30 дней при 38оС в присутствии 70-80% воды). Подвода тепла извне нет.
4. Отделение газовой фазы – биотоплива, содержащего 55% метана.
5. Обогащение биогаза до 95% содержания метана.
6. Компостирование оставшейся массы с получением удобрения.
Таблица 5
|
|
|
