Обеззараживание городских твердых отбросов

Лекция на тему: Транспортные средства по вывозу мусора. Обеззараживание городских твердых отбросов. Уборка городских територий.

Транспортные средства по вывозу мусора.

Для удаления (вывоза) домового мусора и других твердых отбросов используют специализированные мусоровозные машины, монтируемые на обычных автомобильных шасси и имеющие специальное оборудование.

При системе несменяемых сборников вывоз мусора осуществляется мусоровозами, имеющими закрытые кузова, бункера для приема мусора и специальные устройства по перемещению и уплотнению его внутри кузова. Последние две операции осуществляются с помощью толкающей (уплотняющей) плиты, вращающихся лопастей, транспортеров со скребками, находящимися в кузове. Если такое оборудование отсутствует, то уплотнение мусора осуществляется естественным путем при движении мусоровозов. Уплотнение мусора в кузове находится обычно в пределах значения коэффициента уплотнения 1,2—1,7.

В практике городов применяются несколько типов мусоровозов. Наиболее широко распространен мусоровоз типа 93-М с емкостью кузова 4,4 м3, что при коэффициенте уплотнения в этом мусоровозе 1,5—1,7 позволяет загрузить в кузов около 7 м3 сырого мусора. Емкость приемного бункера этого мусоровоза 0,4 м3 (рис. 200).

Также применяется мусоровоз типа 585-М ЗИЛ-585. Геометрическая емкость кузова этого мусоровоза 8 м3, что позволяет при уплотнении загрузить 11—12 М3 сырого мусора.

Разгрузка мусоровозов в местах обезвреживания мусора осуществляется путем опрокидывания кузова при открытой задней стенке.

Более совершенным типом являются мусоровозы, оборудованные специальными приспособлениями для механизированной загрузки, т. е. подъема, опрокидывания и опускания на землю сборников. Как правило, механизированная загрузка является и беспыльной, для чего служат особые устройства (рис. 201). При такой загрузке сборники должны иметь специальные приспособления для их подъема и опускания.

В зарубежной практике известно очень большое число типов мусоровозов с емкостью от 4 до 40 м3, а также большой емкости — до 150 м3 (США). Большая часть мусоровозов оборудована для беспыльной и механизированной погрузки мусора.

При сменной системе и применении контейнеров для сбора и вывоза домового мусора перевозка их осуществляется специальными контейнерными машинами, монтируемыми на шасси грузовых автомобилей. Машины имеют платформы для установки 6—8 контейнеров и оборудованы подъемными кранами (рис. 202). Погрузка и разгрузка контейнеров полностью механизированы. При погрузке с платформы снимают и устанавливают на место один из порожних контейнеров, а заполненный ставят на платформу. Кран приводят в действие из кабины автомобиля, или он имеет дистанционное управление, позволяющее управлять краном в непосредственной близости от него.

Опорожнение контейнеров производится путем поворота платформы в обе сторойы на некоторый угол, при котором мусор высыпается.

В практике городов применяются контейнерные машины КММ-1 с шестью контейнерами емкостью по 0,6 м3 каждый и машины КМ-3 и М-8 с шестью контейнерами емкостью в первом типе 0,6 м3 и во втором типе— 0,75 м3. Новейшим типом является контейнерная машина М-20 с удлиненной рамой для установки восьми контейнеров емкостью по 0,75 м3 каждый.

Обеззараживание городских твердых отбросов.

Очистка города от твердых отбросов, в основном домового мусора, заключается не только в обеспечении чистоты и санитарного состояния территории города и его жилых районов, но и в обезвреживании отбросов.

В процессе обезвреживания мусора уничтожаются находящиеся в нем болезнетворные микробы, малоустойчивые органические вещества переходят в стойкие негниющие, а сложные органические соединения разлагаются на более простые неорганические (соли, кислота, вода). В результате обезвреживания предотвращается загрязнение почвы, воздуха и водных бассейнов, а мусор в санитарном отношении становится безвредным.

Процесс обезвреживания включает подготовку мусора к его использованию в качестве удобрения в сельском хозяйстве (органической части мусора) и в качестве вторичного сырья и утиля в промышленности.

Существует несколько методов обезвреживания домового мусора. К биотермическим (аэробным) методам относятся биологические методы, основанные на способности мусора при перегнивании самонагреваться до сравнительно высокой температуры, убивающей болезнетворные микробы и способствующей разложению органической части мусора. Процесс минерализации протекает при участии аэробных микроорганизмов, использующих кислород воздуха и органическое вещество мусора, выделяющих значительное количество тепла. Аэробные процессы протекают сравнительно быстро и с наименьшим загрязнением воздуха.

Биологические методы разделяются на обезвреживание мусора в штабелях или в специальных установках. Кроме того, обезвреживание можно производить без предварительной подготовки мусора или же с его предварительной подготовкой. Во всех вариантах обезвреживания полученный материал должен быть освобожден от балластных примесей (стекла, камней и т. п.).

Для использования домового мусора в качестве удобрения не обязательна его полная минерализация. Достаточно, если сложные соединения преобразуются в менее сложные и более устойчивые и, главное, негниющие. Процесс неполной минерализации носит название гумификации, а полученный материал называют гумусом, перегноем или, чаще всего, компостом. С санитарной точки зрения гумус или компост опасности не представляет. В нем много органических веществ, но загнивания не происходит, нет также запахов; в компосте патогенные микробы погибают в процессе обезвреживания, а кроме того, компост не привлекает мух и не представляет собой среду для их размножения.

К биотермическим методам обезвреживания домового мусора относятся:

переработка домового мусора без его предварительной подготовки путем компостирования в штабелях, бескамерным способом с аэрацией и в биотермических камерах, а также в специальных установках;

переработка домового мусора с его предварительной подготовкой и последующим обезвреживанием в штабелях или в специальных установках.

Компостирование мусора в штабелях или так называемое полевое компостирование является наиболее простым и доступным для всех городов методом обезвреживания мусора. Этот метод не требует сложных сооружений и оборудования. Эффективность и сроки обезвреживания зависят от состава и влажности мусора. Органическая часть должна составлять не менее 25%, а влажность находиться в пределах 35—60%.

Мусор на полях компостирования укладывается в штабеля, имеющие форму трапеций. Ширина понизу в поперечном сечении находится в пределах 3—4 м> а поверху — 2—3 м\ высота штабеля 1,5—2 м. В длину штабеля имеют 10—25 м (рис. 203).

Мусор укладывают на основание в 10— 15 см из торфа или другого водопоглощающе-го материала. Сверху и сбоку штабеля засыпают изолирующим слоем из земли или торфа толщиной 15—25 см.

Внутри штабелей благодаря происходящим биохимическим процессам температура достигает 50—70° С и держится в течение нескольких дней, после чего постепенно падает.

Созревание компоста продолжается в течение 5—8 месяцев, но практически принимается 1—1,5 года. Бескамерное обезвреживание мусора с принудительной аэрацией осуществляется в естественных котлованах или на участках, ограниченных с одной или двух сторон откосами. Толщина слоя мусора принимается до 3—4 м. Система аэрации состоит из горизонтальных вентиляционных каналов — воздушных дрен, вентиляционных стояков и засыпки между дренами.

Горизонтальные дрены прокладывают на расстоянии 2—2,5 м одна от другой. Между дренами засыпают крупную фракцию мусора, не гниющего и не уплотняющегося, чем и создается воздушный дренаж, обеспечивающий свободный доступ воздуха к дренам.

Фбеспечение аэробного процесса при активной аэрации сокращает время переработки мусора в компост до 3—4 месяцев, что значительно меньше времени обезвреживания мусора на полях компостирования.

Биотермические камеры представляют собой закрытые помещения, наземные или заглубленные в землю, с загрузочными люками в верхнем перекрытии и разгрузочными отверстиями в одной из стен. Загрузка и разгрузка камер могут быть полностью механизированы. Объем камер от 2 до 20 мъ и более.

По сравнению с компостированием биохимические процессы в камерах протекают при более высоких температурах и более интенсивно. Саморазогревание мусора продолжается в течение первых 2—3 дней. Нарастание температуры до 70—80° С продолжается в течение 5—10 дней, после чего она посте-' пенно падает до уровня температуры наружного воздуха. Весь процесс переработки и обезвреживания мусора происходит в течение 40—60 дней.

В биотермических камерах возможна интенсификация процесса путем регулирования воздушного, водного и теплового режима, что позволяет сократить срок обезвреживания мусора до 12—20 дней.

Количество и объем биотермических камер зависит от объема поступающего мусора и продолжительности его переработки. Площадь участка для биотермических камер с учетом проездов, площадок, служебных помещений и т. п. принимается из расчета 0,5—1 га на 10 тыс. мъ перерабатываемого мусора в год. Санитарно-защитная зона между участком камер и жилыми районами принимается 300 м.

На участке располагают систему камер, часть которых находится под загрузкой, другая часть закрыта (в них происходит процесс переработки мусора), а в остальных камерах происходит разгрузка компоста. Менее двух камер система содержать не может, так как при загрузке одной камеры в другой должен происходить процесс переработки.

Биотермические камеры обладают следующими достоинствами: сравнительно малым сроком обезвреживания мусора, прохождением процесса переработки в санитарных условиях (без загрязнения почвы, воздуха и территории), небольшим участком размещения камер.

Обезвреживание домового мусора значительно ускоряется при дроблении, искусственной аэрации и перемешивании его в процессе переработки. Эти операции могут быть одновременно осуществлены при использовании специальных установок в виде вращающихся барабанов. Такая установка полностью механизирована, а аэрационный, влажностный и температурный режимы регулируются, так же как регулируется и число оборотов барабана.

Метод механического компостирования в барабанах применяется в ряде зарубежных стран — в Дании, Голландии, Швеции, Швейцарии и др. Заслуживает внимания метод фирмы «Дано» (Дания), в котором мусор загружается в приемный бункер, по конвейеру поступает во вращающийся барабан, называемый биостабилизатором. Из мусора извлекают часть утиля вручную и металл с помощью магнитного сепаратора.

Компостируемая масса перемещается по длине барабана. Мусор разогревается до температуры 60— 65° С. Скорость вращения барабана 6,6 оборота в час, а при загрузке и выгрузке массы скорость достигает 42 оборота в час. Срок переработки мусора в компост ограничивается 5—6 днями.

Установки подобного типа бывают производительностью от 5 до 300 т в сутки. Барабаны имеют длину от 20 м и более при диаметре 3—3,5 м.

Исследования этого метода обезвреживания и переработки домового мусора проводились Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова с использованием экспериментальной установки. При этом были определены основные условия переработки мусора и подтвердилась целесообразность практического применения этого метода.

В зарубежной практике находят применение методы компостирования мусора с его предварительной обработкой в виде просеивания, измельчения, а также отсева вторичного сырья, металла и некоторых иных фракций. Дробление мусора осуществляют в дробилках различного типа. Часто в подготовленный мусор добавляют сброженный осадок сточных вод (канализационный осадок).

После подготовки мусор укладывают в штабеля и выдерживают в течение определенного времени (3—6 месяцев, в зависимости от его обработки).

Известны также методы компостирования домового мусора в камерах после предварительной подготовки: просеивания, дробления и отбора некоторых фракций вторичного сырья.

Заслуживает внимания обезвреживание и переработка мусора после его предварительной подготовки в так называемых ферментаторах, представляющих собой многоэтажную башню, в которой мусор по наклонным полкам перемещается вниз по этажам. При перемещении мусора происходит его перемешивание, свободное или принудительное, с помощью специальных плужков. Исследование физико-механических процессов аэробного компостирования мусора в многоэтажных ферментатоpax осуществлялось в последние годы Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. В настоящее время сооружаются экспериментально-производственные установки с ферментаторами отечественной конструкции.

Известен метод капиллярной сушки, представляющий собой использование для обезвреживания не только микроорганизмов, но и плесневых грибков, принимающих участие в разложении, стабилизирующих конечный продукт и оказывающих антибиотическое действие. Для развития плесневых грибков используют капиллярную систему обезвреживаемой массы мусора. Мусор дробят в рашпиль-ной дробилке, смешивают с обезвоженным на вакуум-фильтре осадком сточных канализационных вод. Затем массу прессуют под давлением до 30 ат в брикеты, которые укладывают в сушильные камеры. Весь процесс занимает примерно 12—20 мин. После 4 недель сушки брикеты могут быть направлены в сельское хозяйство в качестве удобрений.

Заслуживает внимания метод совместного компостирования твердых отбросов (домового мусора) с осадком сточных вод. В области применения этого метода ведутся исследования в СССР и за рубежом.

Кроме биотермических (биологических) методов обезвреживания домового мусора известны так называемые ликвидационные методы, к которым относятся: усовершенствованные свалки и мусоросжигание.

Усовершенствованные свалки (в отличие от методов компостирования мусора) служат санитарным целям, и мусор как удобрение в этом случае не используют. На усовершенствованные свалки вывозят все виды твердых отбросов, не содержащих ядовитые и радиоактивные вещества.

Свалки являются наименее совершенным методом обезвреживания мусора и наиболее примитивным. Однако если нет необходимости в каком-либо использовании мусора без обезвреживания или после обезвреживания, его можно ликвидировать простейшим путем на свалках с естественным обезвреживанием. Кроме того, устройство свалки не вызывает каких-либо сложных строительных и организационных работ, а также капитальных затрат.

Не допускается по санитарным соображениям использование неорганизованных и примитивных свалок. Обезвреживание мусора и иных отбросов должно быть организованным и контролируемым делом, осуществляемым на специально выделяемых территориях с соблюдением санитарных условий (так устраивают усовершенствованные свалки).

Существенной особенностью усовершенствованных свалок является покрытие слоев засыпаемого мусора изолирующими слоями и& негниющего материала.

В толще мусора его разложение носит анаэробный характер, при котором происходит процесс разложения за счет кислорода в органической части мусора. Процесс протекает длительное время (до 3—4 лет), причем в мусоре температура поднимается до 30—36° С.

Свалки могут быть организованы на ровных территориях, а также в оврагах с целью инженерной подготовки территорий для использования в будущем. Однако длительная осадка и большие сроки полного обезвреживания мусора позволяют использовать территории свалок только через 10—15 лет после их закрытия. Засыпка мусора на усовершенствованной свалке производится с учетом вертикальной планировки территории в соответствии с ее возможным использованием в перспективе.

Все работы по загрузке свалки, разгрузке транспорта, засыпке изолирующих слоев на свалках механизируются, для чего крупные свалки оборудуют эстакадами с бункерами, узкоколейными путями с движением вагонеток и т. п. Для разравнивания, уплотнения и планировки мусора, засыпки изолирующих слоев и других работ применяются экскаваторы, бульдозеры, канавокопатели, катки и другие машины.

Загрузка свалки мусором производится различными способами, в зависимости от местных топографических условий: последовательной засыпки слоями (20—30 см), засыпки под откос слоями большой толщины (2 л* и более), одновременной засыпки по террасам (в оврагах) и т. п.

Изолирующие слои засыпают поверху каждого слоя мусора и по откосам (боковым сторонам). Толщина изолирующего слоя принимается 25—30 см. Материалом слоя могут служить: земля из траншей на самой свалке, доставленный негниющий мусор, уличный смёт и т. д.

Организация работ на усовершенствованных свалках определяется их площадью, объемом поступающего мусора, рельефом поверхности свалки, наличием механических средств и другими местными условиями.

Усовершенствованные свалки разрешается устраивать при санитарно-защитной зоне не менее 500 м между свалкой и жилыми районами города.

Мусоросжигание широко распространено в городах зарубежных стран (Англия, Бельгия, США, Финляндия, Япония и др.). Это мероприятие оправдывается значительными размерами накапливающегося мусора, большими расходами при дальней его перевозке, затруднениями в выделении участков земли для обезвреживания мусора.

В практике санитарной очистки городов мусоросжигание не применяется. Однако нельзя отрицать возможности применения этого метода в перспективе. В настоящее время целесообразно мусоросжигание санитарно-вредных и опасных отбросов, например отбросов больниц, лабораторий и т. п.

В целях наиболее экономичного решения вопроса образующиеся при сжигании мусора горючие газы и тепло можно использовать (что, собственно, и имеет место в зарубежной практике) для выработки электроэнергии и теплоэнергии, расходуемой на нужды мусоросжигательной станции, а также прилегающих предприятий, а иногда и жилых районов. Золу и шлак используют затем в дорожном строительстве.

Необходимо, чтобы предназначенный для сжигания мусор имел влажность не выше 60% (более целесообразно ограничивать ее 40— 45%), зольность — в пределах 45—60%; горючая часть мусора должна составлять не менее 20%; теплотворная способность мусора — не менее 800 ккал/кг, но наиболее эффективным является мусор с теплотворностью 1000— 2000 ккал/кг.

Сжигание мусора допустимо только в специальных печах при температуре не менее 600—1000° С, а в печах новейших конструкций— до 1300—1600° С. Мусоросжигательные печи отличаются от обычных печей устройствами для подсушивания обычно влажного мусора. Печи оборудуются дымо- и газоочистными установками.

Производительность мусоросжигательной печи зависит от ее конструкции и емкости камеры сжигания. В зарубежной практике применяются печи различной производительности, достигающей 1200 т/сутки.

Современные мусоросжигательные печи вместе с дополнительными устройствами представляют собой мусоросжигательные станции с централизованным управлением, полностью механизированные, с несколькими печами.

Большое экономическое значение имеют мусороперерабатывающие заводы, предназначенные для подготовки к использованию всех составных частей домового мусора, включая его органическую часть.

Технологическая схема завода включает: предварительную подготовку мусора, отбор вторичного сырья (утиля), биологическую переработку мусора, сжигание неутилизируемых частей мусора.

В технологическом процессе мусороперера-батывающего завода предусматриваются: всемерная механизация всех производственных процессов, вплоть до внутризаводского транспортирования мусора, поточная организация всего производства, санитарные условия переработки мусора.

Мусор сортируют по фракциям: черный металл отбирают магнитными сепараторами; мелкие минеральные части отделяют на специальных грохотах и сортировочных барабанах; тряпье, стекло, кожу, резину и тому подобные фракции отбирают на конвейере вручную.

Отобранный материал дезинфицируют, моют, сушат, упаковывают и передают на производство. Оставшуюся органическую часть мусора перерабатывают в удобрения или вместе с неутилизируемыми фракциями сжигают в специальных печах.

Мусороперерабатывающие заводы представляют собой комбинаты по обезвреживанию и переработке домового мусора и иных твердых отбросов. Комбинаты размещаются на расстоянии не менее 500 м от жилых районов города.

Мусороперерабатывающие заводы широко распространены в зарубежных странах. Работа заводов осуществляется по самым различным технологическим схемам.

Правильный выбор метода и способа обезвреживания мусора имеет существенное значение. Как правило, этот выбор сопровождается технико-экономическими обоснованиями.

Основными факторами выбора являются: состав, свойства и объемы накопления мусора; местные условия — почвы, температуры, снежный покров и т. д.; санитарные требования, предъявляемые к санитарной очистке города; возможность использования домового мусора в качестве удобрений и вторичного сырья.

Основными критериями оценки способов и методов обезвреживания, переработки и использования домового мусора являются: эффективность решения задачи санитарного состояния города; народнохозяйственное значение переработки и использования мусора; технико-экономические показатели. К последним относятся: первоначальные капиталовложения, эксплуатационные расходы, эффективность и окупаемость предприятия по обезвреживанию и переработке мусора, затраты электроэнергии, труда и степень механизации производства.

К основным методам обезвреживания и переработки домового мусора относятся усовершенствованные свалки (до перехода к более совершенным методам) и мусороперерабатывающие заводы. Свалки являются простейшим и наиболее распространенным методом обезвреживания мусора. Первоначальные капитальные затраты сравнительно незначительны. Эксплуатационные расходы также невелики.

В сумме они составляют примерно 0,25 руб. на 1 м3 поступающего на свалку мусора.

Мусороперерабатывающие заводы, механизированные и имеющие совершенное оборудование, по санитарным и технико-экономиче-ским показателям эффективны и экономически выгодны, так как они окупаются в 5—6 лет.

Мусоросжигательные станции эффективны в санитарном и техническом отношении, но сложны по оборудованию и требуют значительных капитальных затрат. Вопросы экономики и самоокупаемости мусоросжигательных станций еще неясны.