В. А. Хомич экология городской среды
Технико-технологическими методами переработки отходов
жүктеу/скачать 27,31 Mb.
|
EKOLOGIYa.gordskoj.sredy.dr.
| Технико-технологическими методами переработки отходов являются: сортировка, биотехнологический (в основном компостирование) и термический (в основном сжигание) методы, захоронение на полигонах
[40, 89]. Методы сортировки используются для механизированного извлечения отдельных составляющих ТБО. Они включают магнитную, электродинамическую, аэродинамическую сепарации. Магнитная сепарация применяется для извлечения металлолома из черных металлов. Существуют подвесные, шкивные и барабанные сепараторы. При взаимодействии магнитного поля с ТБО, например при движении отходов по ленте конвейера, металлолом из черных металлов извлекается магнитами, а затем снимается с них. Современные технологии позволяют извлекать из отходов до 90…95% всего черного металла. Метод электродинамической (электромагнитной) сепарации используется для извлечения цветных металлов. Обычно этот вид металлолома состоит из 90% алюминия, остальное содержание представлено латунью и бронзой. Метод электродинамической (электромагнитной) сепарации основан на силовом взаимодействии магнитного поля и вихревых токов, возникающих в электропроводном материале. При этом в кусках из металлолома возникает электродвижущая сила, которая перемещает их в заданном направлении. Под транспортерной лентой устанавливается многофазное индикаторное устройство, создающее бегущее электромагнитное поле. Это поле наводит на куски металлолома электродвижущую силу, вектор которой направлен перпендикулярно оси движущейся ленты с отходами. При прохождении ленты над сепаратором куски металлолома перемещаются к краю ленты и сбрасываются с нее. Из ТБО извлекается до 80% цветных металлов. Аэродинамический способ сепарации основан на переносе отдельных компонентов отходов в потоке воздуха. При этом компоненты отходов в зависимости от их веса и размера могут переноситься при определенных скоростях воздушного потока. Их разделение при осаждении в гидроциклоне или на ленте конвейера основано на различии в плотности и скорости витания при свободном падении. С помощью аэросепарации выделяются макулатура, полимерная пленка и текстиль. Для удаления текстильных компонентов применяются захватывающие элементы – крючья, штыри вилкового типа. Баллистический метод сепарации основан на различной упругости компонентов. Ленту конвейера, на которой лежат отходы, разгоняют и резко меняют направление ее движения. Материал отходов по инерции летит в первоначальном направлении и сталкивается с отражающей вертикальной стенкой, установленной под углом 35...500 к плоскости движения. Ударившись о стенку, материал попадает в контейнер. Дальше всего откатываются упругие компоненты отходов. Баллистический метод используется для извлечения стекла и других включений из отходов. Иногда при извлечении компонентов из отходов (например, стекла) используется метод гидросепарации – флотационный метод. Он заключается в пропускании через жидкость потока воздуха, прилипании воздушных пузырьков к твердым телам (отдельным компонентам отходов), всплывании этих компонентов на поверхность жидкости и удалении плавающих компонентов отходов. Вспомогательными операциями для проведения сортировки отходов служат дробление и просеивание с помощью грохотов (грохочение). Метод переработки ТБО компостированием заключается в протекании биохимической реакции окисления органической составляющей отходов до получения углекислого газа и воды: микроорганизмы (С6Н12О6) n + 6n O2 6n (CO2) + 6n (H2O) + Q целлюлоза кислород углекислый газ вода тепло Продуктом переработки при аэробных условиях является компост. Его используют городские и сельские хозяйства в качестве органического удобрения и биотоплива. Выделяемая при компостировании теплота разогревает компостируемый материал до 60…750С. Это губительно действует на большинство болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Переработка ТБО компостированием может проходить в промышленных и полевых условиях. На заводе процесс компостирования осуществляется в биотермическом барабане. Производительность барабана 20…30 тыс. т в год. Перед компостированием ТБО просеивают с помощью грохотов и отсортировывают электромагнитными и аэродинамическими сепараторами цветные и черные металлы, стекло, текстиль, макулатуру. Перечислим недостатки метода компостирования ТБО. В местах разгрузки ТБО, загрузки и выгрузки барабанов, грохочения и дробления в атмосферный воздух выделяются вредные газы. Они содержат толуол, ксилол, бензол, ацетон, оксид углерода и другие токсичные вещества. Компост, чаще всего, содержит тяжелые металлы. Для размещения завода требуются значительные площади. Поэтому размещение его на территории города не всегда возможно. К термическим методам обработки отходов следует отнести сжигание и термическую обработку ТБО без доступа воздуха – пиролиз. Мусоросжигание при температуре около 10000С проводят на мусоросжигательных заводах (МСЗ). К преимуществам метода мусоросжигания следует отнести: сокращение до 10 раз объема отходов, высокотемпературную (Т10000С) стерилизацию продуктов сжигания, возможность использования тепла сжигания для отопительных целей, снижение загрязнения отходами воды и почвы. Недостатками метода мусоросжигания являются: трудность очистки газов выбрасываемых в атмосферу от вредных примесей, высокий (до 30% по массе) выход токсичных отходов золы и шлака, которые затем подлежат утилизации или захоронению на полигонах. В технологических циклах некоторых МСЗ не предусмотрена предварительная сортировка мусора. Мусоросжигание без предварительной сортировки приводит к выбросам в атмосферный воздух твердых и газообразных вредных веществ. Особую опасность представляют диоксины и фураны. Они образуются при сжигании полимерных материалов и пластмасс, технических масел, растворителей и других химикатов. Кроме диоксинов, в выбросах МСЗ содержатся такие вредные вещества как оксиды азота и углерода, хлористый и фтористый водород, оксид серы (IV), углеводороды и тяжелые металлы. Источниками загрязнения дымовых газов, а также золы и шлака МСЗ тяжелыми металлами являются батарейки, аккумуляторы, люминесцентные лампы и другие предметы, присутствующие в мусоре. Используемая на МСЗ России одноступенчатая схема очистки газов не обеспечивает достаточную степень обезвреживания выбросов. На всех МСЗ обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома. Термическую обработку ТБО нагреванием без доступа воздуха проводят до 500…6000С (низкотемпературный пиролиз) и выше 11000С (высокотемпературный пиролиз). Созданы технологии и опытно-промышленные установки различной производительности. К достоинствам этого метода следует отнести использование газообразных продуктов пиролиза – пара и топливного горючего газа как в самом процессе пиролиза, так и вне его. При этом методе выброс газообразных продуктов в атмосферу резко снижается. При пиролизе образуются продукты, которые могут найти применение в хозяйственной деятельности: газообразное топливо, твердый углеродистый остаток и смола. В качестве побочного продукта образуется подсмольная вода. Так, углеродистый остаток – пирокарбон, содержащий до 30…40% углерода, используется как заменитель низкосортных графитов, заполнитель асфальтобетонных смесей, низкосортное топливо, сорбент; смола – как топливо, компонент асфальтобетонных смесей, сырье для производства химических соединений. Подсмольная вода как антисептическое средство используется, в частности, для пропитки шпал. Существуют три типа установки по пиролизу: горизонтальные (барабанного типа), вертикальные (шахтного типа) и смешанные. К недостаткам существующих установок относятся малая производительность, несовершенная система очистки газообразных продуктов. В пиролизных установках перерабатывается некомпостируемая часть ТБО (резина, кожа, текстиль). Поэтому внедрение пиролизных установок способствует созданию малоотходных технологий переработки ТБО. Метод захоронения ТБО на полигонах. Наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны, называемые на Западе санитарными свалками. Современные полигоны ТБО – это комплексные природоохранные сооружения, предназначенные для обезвреживания и захоронения отходов. Полигоны должны обеспечивать защиту от загрязнения отходами атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствовать распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов. Полигоны строят по проектам в соответствии со СНиП. Схема конструктивных элементов полигона представлена на рис. 4.15. Дно полигона оборудуется противофильтрационным экраном. Он состоит из глины и других водонепроницаемых слоев (битумогрунт, латекс) и предотвращает попадание фильтрата в грунтовые воды. Фильтрат – жидкость, содержащаяся в отходах, она стекает вниз, на дно полигона, и может просачиваться через его борта. Фильтрат – минерализованная жидкость, содержащая вредные вещества. Собирается фильтрат с помощью дренажных труб и отводится в резервуар для обезвреживания. Ежедневно в конце рабочего дня отходы покрываются специальным материалом и слоями грунта, а затем уплотняются катками. После заполнения секции полигона отходы покрываются верхним перекрытием. жүктеу/скачать 27,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|