Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов

Системы мусороудаления из зданий можно разделить на обо­рудованные и не оборудованные мусоропроводами. В зданиях без мусоропроводов отходы выносятся вдворовые мусоросборники или мусоровозы. Специальные системы мусороудаления преду­сматривают в следующих зданиях: 1) жилых и общественных выше пяти этажей; 2) вгостиницах на 100 мест и более; 3) вдвухэтажных и выше зданиях больниц на 250 коек и более; 4) родильных домах на 130 коек и в учебных заведениях выше трех этажей.

Система мусороудаления включает в себя мусоропровод и мусороприемную камеру. Конструкция мусоропровода состоит из следующих элементов: 1) дефлектор; 2) вентиляционный канал; 3) верхнее помещение; 4) ерш для прочистки канала; 5) ручная ле­бедка; 6) заслонка; 7) канал (ствол) мусоропровода; 8) клапан загрузочный; 9) бункер для приема мусора; 10) нижнее помещение; 11) шибер; 12) контейнер.

Мусоропровод располагают на площадках отапливаемых ле­стничных клеток или в подсобных помещениях. Расстояние от квартир и комнат до ближайшего загрузочного клапана не должно превышать 25 м. Ствол мусоропровода не должен сужать установ­ленные нормами пути эвакуации людей или препятствовать откры­ванию дверей и окон.

Ствол мусоропровода должен быть гладким, без уступов, тре­щин и раковин, поэтому его изготавливают из асбестоцементных безнапорных труб. Все соединения мусоропровода должны быть влагостойкими, дымо- и воздухонепроницаемыми. В нижней части мусоропровода должно быть установлено шиберное устройство, а выход ствола в мусороприемную камеру должен иметь эффектив­ную систему вентиляции, оборудован промывочным и прочистным устройством.

Загрузочный клапан мусоропровода должен иметь размеры, исключающие выброс предметов, габариты которых превышают внутренний диаметр ствола. Ковш загрузочного ствола должен быть съемным, легко открываться и иметь плотный притвор с упру­гими прокладками, исключающим проникновение воздуха и дыма.

Мусороприемная камера должна удовлетворять следующим санитарным нормам: 1) размещаться на отметке 0,00; 2) габариты и установка должны обеспечивать возможность установки и обслу­живания необходимого количества мусоросборников: 3) стены ка­меры должны быть облицованы керамической плиткой; 4) пол бе­тонный (водонепроницаемый) с приямком или трапом, соединен­ными с канализацией; 5) камера должна иметь водопровод с краном и шлангом для промывки мусоросборников и помещения камеры и другие требования.

Для сбора и временного хранения отходов применяют метал­лические контейнеры разной емкости. Так, для обслуживания му­соропроводов используются металлические сборники типа КСК-1 (контейнер сборный металлический) емкостью 0,3 и 0,6 м3. Для сбора мусора используют металлические контейнеры емкостью 0,1; 0,3; 0,55 (для пищевых отходов и смета) и 0,75 м3.

На территории домовладений должны быть выделены специ­альные участки для установки сборников отходов, к которым дол­жен быть удобный подъезд для транспорта. Площадка для размеще­ния контейнеров должна быть открытой, с асфальтовым покрытием. Она должна быть удалена от жилых домов и мест отдыха на рас­стояние не менее 20 м и не более 100 м. На одной площадке не до­пускается устанавливать более 5 контейнеров вместимостью 0,75 м .

Расчетное число сменяемых контейнеров для сбора ТБО опре­деляют следующим образом:

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

где QГ - годовое накопление ТБО, м /год;

k1, k2, k3 - коэффициенты, учитывающие соответственно не­равномерность накопления отходов (k1 =1,5), количество контейне­ров, находящихся в ремонте (k2 =1,05), заполнение контейнеров (k3 =0,9);

t - периодичность удаления отходов, сут.;

V - емкость контейнера, м3;

K4 - коэффициент, который зависит от числа контейнеров на платформе, периодичности вывоза и количества рейсов в сутки (табл. 4.2).


Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Таблица 4.2

Значение коэффициентаk4

Периодичность     Число рейсов в сутки    
вывоза ТБО
Ежедневно Через 1 день Через 2 дня 2,0 1,5 1,33 1,5 1,25 1,77 1,33 1,17 1,11 1,25 1,13 1,08 1,2 1,1 1,07 1,17 1,08 1,06 1,14 1,07 1,04

Число несменяемых контейнеров определяется по формуле

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

В последнее время для сбора и временного хранения ТБО ис­пользуют крупногабаритные сменяемые контейнеры, которые вхо­дят в комплект специальных мусоровозов типа КО-413 на шасси ГАЗ-53, МСЛ-323 (ЗИЛ-130), КУБО-137 (МАЗ-5334), КО-415А (КамАЗ-53213) и др. В состав этих комплексов входит шасси авто­мобиля, контейнеры емкостью 8, 12, 17 и 24 м3, а также приспособ­ления для погрузки и разгрузки контейнеров. Подъем контейнера на раму автомобиля и его опускание на землю происходит с помо­щью гидроцилиндра и канатно-блочной системы.

Для вывоза сменных контейнеров небольшой емкости (0,55-0,75 м ) используют специальные контейнерные мусоровозы типа М-30А на шасси автомобиля ГАЗ-53, которые оборудуются крана­ми для погрузки контейнеров и специальными опрокидывающими­ся платформами для их разгрузки (рис. 4.2).

Для обслуживания несменяемых контейнеров применяются мусоровозы, имеющие специальные приспособления их для меха­низированной загрузки, уплотнения, перевозки и разгрузки ТБО (рис. 4.3). К ним относятся КО-413 на шасси автомобиля ГАЗ-53 и КО-415 (КамАЗ-53213). Эти мусоровозы имеют кузов емкостью 7,5 и 24 м соответственно, подъемный манипулятор и гидравлический механизм уплотнения мусора.

Рис. 4.2. Общий вид контейнерного мусоровоза М-ЗОА:

1- кран; 2 - контейнер; 3 - опрокидыватель; 4 - основание платформы;

5,6,7 - управление; 8 - коробка отбора мощности; 9 - шасси

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Рис. 4.3. Общий вид контейнерного мусоровоза КО-413:

1 - кузов; 2 - манипулятор; 3 - толкающая плита;

4 - механизм опрокидывания кузова; 5 - задний борт

Число мусоровозов, которое нужно для вывоза ТБО, опреде­ляют по формуле

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru



где Qсут - суточная производительность мусоровоза, m3;

kи - коэффициент использования парка машин.

Суточная производительность рассчитывается по формуле

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

МПС собирающими мусоровозами типа 53М, КО-413, МЗО-Аи др.; 2) перегрузка отходов на МГТС из собирающих в транспортные му­соровозы с 2-3-кратным уплотнением и 3) перевозку отходов от МПС до мест их обезвреживания.


где R - число рейсов в сутки; q - количество ТБО, перевозимых за один рейс, м . Число рейсов определяется по формуле


Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

где Т- продолжительность смены, ч;

Тп-з - подготовительно-заключительное время, ч;

То - время нулевых пробегов от гаража до места работы и об­ратно, ч;

Т'погр , Т'разгр - время погрузки и разгрузки, ч;

Tпроб - время пробега от места погрузки до места выгрузки и обратно, ч.

4.4.3. Характеристика двухэтапной схемысбора и удаления твердых бытовых отходов

С ростом городов возрастает не только объем накоплений ТБО, но и увеличивается расстояние их вывоза в места обезврежи­вания. В результате увеличивается количество мусоровозов, их пробег, расход топлива, и, следовательно, растут затраты в систему санитарной очистки городов. Одним из направлений решения этой проблемы является переход на двухэтапный вывоз ТБО с организа­цией специальных мусороперегрузочных станций (МПС) и транс­портных крупногабаритных мусоровозов типа ТМ-199М (рис. 4.4) на шасси тягача КамАЗ-54112 с полуприцепом ОдАЗ-9379 и ОдАЗ-9385 емкостью 38 и 44 м3, ТМ-353 и КО-416 на базе тягача КамАЗ-54112 с полуприцепом ОдАЗ-9385 емкостью 41 и 44 м3, МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205А емкостью 55 м3, МАЗ-6422 с полу­прицепом МАЗ-9398 емкостью 60 м3.

Технология двухэтапного удаления отходов предусматривает выполнение трех основных операций: 1) сбор и вывоз отходов до

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Рис. 4.4. Транспортный мусоровоз ТМ-199М:

1 - пультуправления; 2 - лебедка; 3 - толкающаяплита; 4 - кузов;

5 - верхняя крышка, 6 - задний борт; 7 - запорное устройство

Сама МПС - это инженерное сооружение, оснащенное спе­циальным оборудованием для принятия, загрузки и уплотнения отходов в мусоровозы (рис. 4.5). По объему перегружаемых ТБО станции могут быть разбиты на три группы: малые — до 100 тыс. м3/год, средние - от 100 до 300 тыс. м /год,крупные - свыше 300 тыс. мэ/год.

Основным элементом станции является модуль: М-1 - верти­кальный, для прямой перегрузки из кузова в кузов; М-2 - верти­кальный, с бункером и секторным затвором; М-3 - вертикальный, с накопительным и дезинфицирующим бункерами; М-4 - горизон­тальный, с накопительным бункером; М-5 - горизонтальный, с на­копительным бункером и магнитной сепарацией. Количество моду­лей зависит от расчетной производительности станции (от 1 до 10).

Таким образом, применяемые способы сбора и вывоза ТБО можно обобщить в следующих схемах:

1) вывоз ТБО кузовными мусоровозами с загрузкой из малых
(квартирных) мусоросборников;

2) вывоз ТБО контейнерными мусоровозами со сменой тары;

3) вывоз ТБО кузовными мусоровозами с механизированным
опорожнением несменяемых контейнеров;

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Рис. 4.5. Общая схема МГТС:

1 - накопительный бункер; 2 - транспортный мусоровоз,

3 - выталкивающая плита; 4 - уплотняющая плита:

5 - собирающий мусоровоз

4) вывоз ТБО с применением съемных кузовов-контейнеров;

5) вывоз ТБО через мусороперегрузочные станции.

Первая и вторая схемы имеют малую производительность и могут применяться только при малоэтажной застройке, т. е. низкой плотности населения, как правило, в городах до 100 тыс. человек. Применение третьей и четвертой схем наиболее целесообразно в средних городах с застройкой от 5 до 16 этажей и небольшим рас­стоянием до мест обезвреживания. Применение съемных кузовов в 1,8—2 раза повышает производительность мусоровозов. При боль­ших расстояниях вывоза мусора (более 20-25 км) необходимо ис­пользовать пятую схему с МПС.

4.5. Обезвреживание твердых бытовыхотходов

4.5.1. Классификация методов обезвреживания твердых бытовых отходов

Выбор методов обезвреживания и переработки ТБО для кон­кретного города определяется необходимостью охраны здоровья населения и защиты окружающей среды. При этом следует учиты-

вать географические, климатические, градостроительные, экологи­ческие и экономические условия осуществления тех или иных ме­тодов обезвреживания ТБО.

Известно более 20 методов обезвреживания ТБО, по каждому из которых имеется от 5 до 10 технологических схем, способов пе­реработки и типов сооружений. Поэтому выбор метода обезврежи­вания ТБО - задача технико-экономического проектирования.

По цели методы обезвреживания делятся на ликвидационные, с помощью которых решают в основном санитарно-гигиенические проблемы, и утилизационные, применяя которые решают и задачи экономии ресурсов за счет вторичного использования материалов, извлеченных из ТБО.

Классификация методов обезвреживания ТБО по технологи­ческому принципу позволяет выделить биологические, термиче­ские, химические, механические и смешанные, комбинированные способы переработки ТБО.

Наибольшее распространение получили следующие методы переработки ТБО:

• ликвидационный биолого-механический, осуществляемый
путем складирования ТБО на полигонах (14-100%);

• ликвидационный термический, при котором отходы сжига-­
ются (до 70%);

• утилизационный биологический, предусматривающий компо­-
стирование отходов (до 18% от всей массы ТБО).

Так, например, в нашей стране при накоплении 50-60 млн т ТБО в год 97% всех ТБО складируется на полигонах, 2% сжигается и 1% компостируется. В США при накоплении 235 млн т ТБО в год 85% складируется, 14% сжигается. В Японии в год накапливается 32 млн т ТБО, из которых 45% складируется, 45% сжигается, 9,8% компостируется.

Выбор метода обезвреживания ТБО в конкретном городе за­висит от местных условий и осуществляется на базе технико-экономического сравнения вариантов с обязательным учетом тре­бований санитарно-гигиенических норм.

4.5.2. Региональныесхемы санитарной очистки городов

В настоящее время наблюдается развитие небольших населен­ных мест, группирующихся вокруг крупных городов. Поэтому це-





лесообразно создание единой системы санитарной очистки всех на­селенных пунктов с использованием дорожной сети региона. При­меняют три схемы размещения сооружений по обезвреживанию и переработке ТБО.

Первая схема базируется на применении простейших соору­жений - высоконагруженных полигонов складирования ТБО на грунт. Эта схема может быть использована при любой численности обслуживаемого населения при наличии свободного участка с ос­нованием на водоупорных грунтах, с уровнем грунтовых вод ниже 3 м от поверхности, обеспечением грунтом или инертными отхода­ми для изоляции ТБО, размещением на расстоянии до 15 км от цен­тров сбора, 10 км до аэродромов и выполнении других условий. Характерной особенностью схемы является создание единого пе­риферийного полигона. При увеличении расстояния от пунктов сбора ТБО до полигона свыше 30 км эта схема дополняется мусо-роперегрузочными станциями.

Вторая схема основана на применении промышленных методов биотермической переработки ТБО в компост. Основными условия­ми применения данной схемы являются: 1) наличие гарантирован­ных потребителей компоста в радиусе 20 км; 2) размещение завода с подветренной стороны на расстоянии до 15 км от центров сбора ТБО; 3) численность обслуживаемого населения свыше 350 тыс. че­ловек. Наиболее распространенным является вариант схемы, при ко­тором завод механизированной переработки бытовых отходов (ЗМПБО) находится в центре региона при максимальном расстоянии доставки ТБО до 25 км. В схеме предусматривается полигон для обезвреживания некомпостируемых отходов. Возможны варианты схемы с периферийным расположением ЗМПБО вблизи сельскохо­зяйственных потребителей компоста и двухэтапным вывозом ТБО.

Третья схема основана на применении промышленных мето­дов термической переработки, сжигания ТБО. Основными усло­виями строительства мусоросжигательных заводов (МСЗ) следует считать: 1) обеспечение гарантированными потребителями тепло­вой энергии; 2) размещение завода в пределах городской застрой­ки (в промзоне) и радиусом доставки ТБО 7-15 км; 3) численность обслуживаемого населения более 350 тыс. человек. Схема обеспе­чивает полное обезвреживание ТБО и получение дополнительного эффекта за счет реализации тепловой энергии. Схема может быть

дополнена полигоном для обезвреживания несжигаемых отходов. Возможны варианты схемы с двухэтапным вывозом ТБО через МПС.

4.5.3. Полигоны твердых бытовых отходов

Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны, на которых происхо­дит складирование отходов на грунт с соблюдением условий, обес­печивающих защиту от загрязнения атмосферы, почвы прилегаю­щих территорий, поверхностных и грунтовых вод, а также полную санитарно-эпидемиологическую безопасность для населения горо­да. На полигонах происходит длительный процесс разложения ор­ганических отходов в аэробных и анаэробных условиях, который в верхних слоях заканчивается через 15-20 лет, а в нижних слоях -через 50-100 лет.

Основные требования к размещению полигона следующие: 1) удаление от жилой застройки не менее чем на 500 м - санитарно-защитная зона; 2) удаление от аэродромов не менее 10 км; 3) удале­ние от автомобильных дорог не более 500 м; 4) грунт основания -глина или тяжелые суглинки; 5) уровень грунтовых руд не более 2 м; 6) высота складирования не менее 10 м; 7) площадь земельного уча­стка выбирается исходя из условий его эксплуатации не менее 15-20 лет.

Требуемая площадь участков для высоконагруженных поли­гонов S, га, на стадиях предварительных расчетов может быть оп­ределена по формуле

Формула

где Ч - численность населения города за расчетный срок (Т) экс­плуатации полигона, тыс. чел.

В табл. 4.3 приведены размеры требуемой площади полигона в зависимости от высоты (глубины) и численности обслуживаемого населения. Теоретическую вместимость полигона на расчетный срок определяют по формуле





Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

где Н1, Н2 - нормы накопления ТБО по объему на первый и последний годы эксплуатации, м3/ (чел. год);

Ч1, Ч2 - количество обслуживаемого полигоном населения в первый и последний год эксплуатации, чел;

Т - продолжительность эксплуатации полигона, лет;

k1 , k2 - коэффициенты, учитывающие соответственно уплот­нение ТБО в процессе эксплуатации за срок Т и объем наружных изолирующих пластов.

Таблица 4.3 Ориентировочная площадь полигона твердых бытовых отходов, га

Числен- Срок Высота (глубина складирования), м Удель-
ность населения, тыс. чел. эксплуатации, лет ная пло­щадь, м2/чел
5/160 - - - - - 2,0
8,5/180 6,6/170 - - - - 1,3
12,5/200 8,5/180 7,5/175 - - - 0,75
61/325 41/280 31/240 23/225 20/215 - 0,4
121/450 81/360 61/325 45/300 35/270 31/240 0,31

где Ш - ширина участка складирования, м;

Шв - то же верхней площадки, определяемая удвоенным ра­диусом разворота мусоровоза и правилом его размещения не ближе 10 м от откоса.

Следовательно, минимальная ширина Шв= 9 · 2 + 10 · 2 = 38 м. Для большегрузных мусоровозов минимальная ширина площадки 45 м.

Фактическая вместимость полигона с учетом уплотнения рас­считывается по формуле усеченной пирамиды

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

где S1, S2, S3 - площади полигона на уровне земли, верхней пло­щадки и дна котлована, м2 (рис. 4.6).

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru



* В числителе - площадь полигона, в знаменателе - площадь санитарно-защитной зоны, включая и полигон.

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Основным сооружением полигона является участок склади­рования ТБО. Различают три основных типа участков: плоские, овражные и карьерные. На плоских участках полигонов, прини­мающих более 120 тыс. м ТБО в год, применяют высотную схе­му. Высоту полигона над уровнем земли определяют из условия заложения внешних откосов 1:4 и необходимости иметь верхнюю площадку, обеспечивающую безопасную работу мусоровозов и другой техники:

Рис. 4.6. Схема высотного полигона ТБО:

1 - наружная изоляция; 2 - промежуточная изоляция; 3 - ТБО; 4 — дорога;

5 - водоупорное основание; 6 - верхняя площадка; Н - высота складирования;

h - толщина слоя ТБО; Нк - глубина котлована

Потребность в изолирующем материале определяют по фор­муле

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Оптимальным решением по обеспечению полигона изолирую­щими материалами является отрытие котлована в основании поли­гона глубиной


Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Объем ТБО на полигоне в уплотненном состоянии составит

Конструкция полигона должна исключить миграцию токсич­ных веществ из ТБО в грунтовые воды и открытые водоемы. Для этого основание должно быть влагонепроницаемым, а по контуру полигона должна быть создана водоупорная стенка, смыкающаяся с основанием.

На полигоне выполняются следующие основные работы: при­ем, складирование, уплотнение и изоляция ТБО. Мусоровозы при­нимают у рабочей карты, разбитой на две части, на одной из кото­рых разгружаются мусоровозы, а на другой работают бульдозеры и уплотнители. Складируемые отходы сдвигаются на рабочую карту бульдозерами, разравниваются тонким слоем 0,3-0,5 м и уплотня­ются 2- и 4-кратными проходами бульдозеров или катками-уплотнителями. Операция повторяется до достижения общей высо­ты рабочего слоя, равного 2 м. Каждый законченный рабочий слой изолируется летом ежесуточно, а зимой через три дня слоями грун­та, золы или шлака высотой 0,15-0,25 м на заполненной карте с по­следующим уплотнением. Укладка каждого нового, слоя начинается минимум через год, что необходимо для равномерности уплотне­ния и выхода газов.

По достижению проектной отметки укладка ТБО заканчивает­ся, полигон закрывается. Участок рекультивируется для последую­щего использования. Закрытые полигоны могут быть использованы под лесопосадки, зоны отдыха, луга и пашни через один год после закрытия, открытые склады топлива и строительных материалов -3 года, огороды и фруктовые сады - 15 лет. Использование закры­тых полигонов под капитальное строительство и прокладку под­земных коммуникаций запрещается.

Основным мероприятием при рекультивации участков закры­тых полигонов является создание изолирующего слоя. Часть его (до 50% нижнего слоя) может быть выполнена из золы и шлака ТЭЦ и котельных, работающих на угле и торфе. За закрытыми участками

полигонов организуется наблюдение. Это связано с процессами, которые происходят в толще полигона. В уплотненном слое ТБО идут медленные процессы разложения, минерализации и обезвре­живания ТБО, которые сопровождаются выделением теплоты и биогаза. Процесс анаэробного разложения органических веществ при оптимальном увлажнении (40-60%) длится около 100 лет. За этот период вырабатывается 200-400 м~ биогаза с 1 т ТБО, в том числе за первые 10 лет более 50%. Биогаз, как правило, содержит 40-60% метана, 30-45% углекислого газа, 0,1-0,3% сероводорода и может иметь теплоту сгорания 3500-6000 ккал/м . Поэтому в пери­од рекультивирования возможна организация сбора, очистки и ис­пользования биогаза в качестве топлива. Для этого устраивают сис­тему шахт, скважин и коллекторов, с помощью которых собирают биогаз. Полнота сбора биогаза зависит от газопроницаемости верх­него изолирующего слоя: чем она выше, тем меньше можно со­брать биогаза.

Период выдержки закрытого участка полигона после его ис­пользования должен быть не менее одного года. Решение по отводу рекультивированного участка под пашню, огороды и сады подлежат согласованию с санитарно-эпидемиологической службой. При этом содержание вредных веществ в пробах почвы сравнивается с ПДК и средним их содержанием в естественной незагрязненной почве.

4.5.4. Мусороперерабатывающие заводы

Промышленная переработка и обезвреживание ТБО осущест­вляются на мусороперерабатываюших заводах. Эти заводы работа­ют по технологии аэробного биотермического компостирования, при котором ТБО вступают в естественный круговорот веществ в природе, в результате чего отходы обезвреживаются и превраща­ются в компост - ценное органическое удобрение или биотопливо для теплиц. Кроме того, при этой технологии из ТБО извлекаются черные и цветные металлы, стекло для вторичного использования в промышленности.

Современные МПЗ при всем разнообразии технологических и конструктивных схем имеют оборудование, обеспечивающее: 1) прием и предварительную подготовку ТБО; 2) биотермическое аэробное компостирование; 3) окончательную обработку и скла-





дарование компоста;4) сжигание некомпостируемых отходов. В зависимости от выбранного оборудования и числа технологиче­ских линий МПЗ проектируются на переработку от 300 тыс. до I млн м3 ТБО в год (рис. 4.7).

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Рис. 4.7. Схема мусороперерабатывающего завода:

1 - приемные и резервные бункера; 2 - грейферный кран; 3 - пластинчатые

питатели; 4 - электромагнитные сепараторы; 5 - транспортеры; 6 - пресса

для металлолома; 7 - биотермические барабаны; 8 - грохота; 9 - транспортеры

ТБО; 10-детекторы цветных металлов; 11 -штабеля компоста

Для биологического аэробного компостирования применяют один из следующих видов оборудования: 1) горизонтальный вра­щающийся барабан; 2) многоэтажные башенные установки с ак­тивным и пассивным перемешиванием материалов; 3) вертикаль­ные биотермические башни со шнековой загрузкой; 4) камеры со сплошными или сетчатыми стенами с перемешиванием или без пе­ремешивания материалов.

Технология предварительной подготовки включает в себя взвешивание и разгрузку прибывающих мусоровозов, равномерную

подачу ТБО. Над бункерамиустанавливают грейферный кран, обеспечивающий перегрузку ТБО из резервного бункера в прием­ные. В перспективе МПЗ могут оснащаться первичным грохотом для предварительного отсева крупногабаритных предметов (более 300 мм).

Биотермический процесс аэробного компостирования осущест­вляется в горизонтальных вращающихся барабанах диаметром 4-5 м, длиной 30, 60 или 75 м. Требующаяся для биотермического процесса микрофлора находится в органических остатках. Активи­зация их жизнедеятельности обеспечивается за счет: 1) увеличения удельной поверхности при измельчении ТБО; 2) аэрации компости­руемой массы за счет подачи воздуха в объеме 0,2-0,8 и. на 1 кг ТБО; 3) перемешивания материалов (не менее 2000 оборотов за двухсуточный период обезвреживания); 4) поддержания влажности ТБО не ниже 45 и не выше 60%; 5) теплоизоляции, для сохранения выделяющегося тепла биохимических реакций на уровне 50-60°С.

Непременным условием обезвреживания ТБО является выдержка компостируемого материала при температуре не менее 50°С в течение 12 часов. Эта температура губительно воздействует на большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельмин­тов иличинки мух. Важным обеззараживающем фактором являются антибиотические вещества, продуцируемые микробами-антагонистами и обладающие бактерицидными свойствами.

На отечественных заводах принят двухсуточный цикл пере­работки ТБО, который обеспечивает полное их обеззараживание. В процессе обеззараживания плотность компостируемого мате­риала увеличивается со 160-200 кг/м3 до 700 кг/м3 в конце цикла обработки.

Очистка компоста от балласта некомпостируемых фракций производится в сепараторах (грохотах), разделяющих материал на два потока. В качестве кода сепарации используют геометрические размеры фракций смеси. Так, выходящий из биобарабана материал имеет такой фракционный состав: менее 20 мм (60-70%), 20-60 мм (14-18%), 60-300 мм (15-20%), свыше 300 мм (1-2%). На отечест­венных МПЗ применяют разные сепараторы и грохота, но наи­большей сопротивляемостью к засорению обладают барабанные грохота, в которых компост перемещается по внутренней поверх-

ности, пока не попадет в ячейку. Оптимальной считается скорость вращения барабана 10-12 об/мин. При этом время пребывания ма­териала в барабане составляет 30-35 с.

Технология извлечения черных металлов из ТБО, транспорти­руемых технологическими контейнерами до загрузки в биобарабан, а также из компоста и отсева предусматривает установку подвес­ных, ленточных саморазгружающихся электромагнитных сепарато­ров. Высота подвески и сила питающего тока устанавливаются так, чтобы напряженность магнитного поля в толще сепарируемого ма­териала была 56 кА/м, что достаточно для извлечения не только пустых, но и частично заполненных консервных банок. Черный ме­таллолом, извлеченный из ТБО, в основном состоит из консервных банок и хорошо пакетируется. Всего извлекается до 90% содержа­щегося в ТБО черного металлолома.

Для извлечения цветных металлов под лентой транспортера располагают многофазную обмотку индукторной системы, соз­дающей бегущее магнитной поле, которое наводит в цветных ме­таллах электродвижущую силу, которой присуще собственное маг­нитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей вызывает пе­ремещение цветных металлов поперек ленты и сбрасывание их в специальные накопительные бункеры. Сепараторы цветных метал­лов устанавливают только после сепараторов черных металлов.

Сепарация стекла производится либо на баллистических, либо на пневматических сепараторах. В баллистических сепараторах в качестве кода сепарации используют упругость разделяемых фрак­ций. При этом сепарируемую массу разгоняют транспортером или специальным метателем до определенной скорости и направляют на отражательную плиту, установленную под углом 30-35° к пото­ку. Менее упругие фракции отскакивают от плиты на меньшие рас­стояния, чем твердые (камень, стекло, керамика), которые собира­ются в накопительном бункере. В пневматических сепараторах в качестве кода сепарации используют парусность, или скорость ви­тания в потоке воздуха, разделяемых фракций. В вертикальных се-парационных шахтах происходит отделение компоста от более тя­желых фракций (камней, стекла и керамики), которые поступают в накопительные бункеры. В горизонтальных сепараторах произво­дят отделение полиэтиленовой пленки от компоста.

По технологическим требованиям на компост, используемый в сельскохозяйственном производстве, стекло должно быть измель­чено до фракций менее 3 мм. Для этого используют молотковые мельницы, в которых происходит дробление компоста.

Потребление компоста носит сезонный характер, поэтому не­обходимо предусмотреть склад вместимостью, равной трех-четырех-месячной производительности МПЗ. Компост рекомендуется скла­дировать на открытых площадках с твердым бетонным покрытием. Компост, который будет использоваться как органическое удобре­ние, складируется штабелями шириной до 3 м и высотой до 2 м без уплотнения. Компост, предназначенный для использования в каче­стве биотоплива, складируется штабелями высотой до 5 м с по­слойным уплотнением. Материал не увлажняют и не перелопачи­вают. Заложение откосов штабелей 1:1, или под углом 45°. Длина штабеля 30 м. Разрыв между ними для проезда 3-5 м.

4.5.5. Мусоросжигательные заводы

В состав ТБО входят дерево, бумага, картон, резина, кожа и другие компоненты, которые обладают определенной энергетиче­ской ценностью. Элементарный состав ТБО включает в себя, как правило, горючие компоненты в виде углерода, водорода и серы, кислород и азот, а также балласт в виде воды и золы, представ­ленной минеральными частицами ТБО. Поэтому возникла идея термического обезвреживания ТБО, во-первых, путем сжигания неподготовленных или обогащенных отходов в мусоросжига­тельных установках, в топках котлов или печей, во-вторых, за счет пиролиза отходов в специальных реакторах в бескислород­ной или бедной кислородом среде. При сжигании и пиролизе ТБО достигается: 1) полное обезвреживание отходов в кратчайшие сроки; 2) экономия топливно-энергетических ресурсов за счет ис­пользования энергетического потенциала отходов; 3) уменьшение площадей, занимаемых установками и сооружениями обезврежи­вания отходов; 4) сокращение расстояния вывоза отходов и дру­гие преимущества. Применение этих методов обеззараживания ТБО целесообразно при следующих условиях: 1) необходимости быстрого обезвреживания отходов; 2) отсутствии свободных

площадей иод полигоны игарантированных потребителей компо­ста и биотоплива; 3) повышенных санитарных требованиях к обезвреживанию отходов и др.

Энергетическая ценность ТБО определяется их элементарным
составом, который по горючей массе, т. е. без влаги и золы, вклю­
чает в себя Сг= 51,3%, Нг = 6,6%, Nr = 0,2%, Sr = 0,2%, (У = 41,7%.
Теплота сгорания рабочей массы ТБО может быть определена по
формуле Д. И. Менделеева

Qнр = 81CP + 300Hp - 26(Op - Sp) - 6(9HP + Wp).

Здесь Ср, Нр, Ор, SP,WP - элементарный состав рабочей массы ТБО, %.

Коэффициенты в этой формуле равны тепловому эффекту, ко­торый сопровождает те или иные физико-химические превращения. Элементарный состав и, следовательно, теплота сгорания ТБО не постоянны в течение года. Поэтому для поддержания процесса сжи­гания ТБО необходимо предусмотреть подачу энергетического топ­лива - природного газа или мазута. Кроме того, мусоросжигатель­ные заводы с утилизацией теплоты необходимо размещать вблизи от гарантированныхпотребителей теплоты. Технологические схемы МСЗ (рис. 4.8), оборудованные котлами, включают в себя следую­щие узлы:

• приемное отделение,предназначенное для разгрузки и вре­-
менного хранения ТБО и оборудованное приемным бункером (10),
мостовым краном с грейферным ковшом (7);

• мусоросжигательный агрегат (9) с бункером (11), устройст­-
вом топливоподачи, слоевой топкой с обратнопереталкивающей,
опрокидывающей или наклонно-переталкивающей колосниковой
решеткой (8);

• котлом утилизации (2) с радиационными и конвективными
поверхностями нагрева;

• тягодутьевое устройство с вентилятором первичного и вто-­
ричного воздуха, дымососом и дымовой трубой (4);

• газоочистное устройство с золоуловителем (3);

• шлакозолоудаляющее устройство с механизмом шлакоуда-
ления (7), транспортером (5), магнитным сепаратором и складом
шлака (6).

Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов - student2.ru

Рис. 4.8. Технологическая схема МСЗ

Приезжающие на МСЗ мусоровозы взвешивают на весах и разгружаются в приемный бункер. Из этого бункера ТБО подаются краном в бункер топки мусоросжигающего устройства, откуда от­ходы подаются на стол питателя, который равномерно загружает отходы на колосниковую решетку. Топка оборудуется обратнопе­реталкивающей, опрокидывающей, вилковой или наклонно-пере­талкивающей колосниковой решеткой. Решетка имеет специальный привод, обеспечивающий обратнопоступательное движение колос­ников, что обеспечивает подачу 15-30% горящей массы отходов навстречу движущемуся слою, создавая дополнительные очаги за­жигания. Создаваемый шурующий эффект хорошо перемешивает отходы, что способствует равномерному их выгоранию. Скорость перемещения решетки регулируется в зависимости от теплотехни­ческой характеристики ТБО. Отдельные колосники имеют специ­альные отверстия, через которые подается воздух с температурой 110-170°С, необходимый для горения ТБО.

Топка мусоросжигающего агрегата блокируется с котлом-ути­лизатором. Уходящие из топки продукты горения поступают в вер­тикальные газоходы котла, где они пять-шесть раз меняют направ­ление движения, что способствует сепарации золы и повышению эффективности теплопередачи от дымовых газов к поверхностям нагрева котла. Для утилизации тепла отходящих продуктов горения за котлом устанавливается воздухоподогреватель, в котором подог­ревается воздух, идущий на подсушку и горение отходов, а также

экономайзер для подогрева питательной воды, поступающей в ко­тел. Коэффициент полезного действия котлов утилизаторов МСЗ составляет 60-70%. В среднем из 1 т отходов можно получить 1,5 т пара при давлении 1,0-1,3 МПа и температуре 160-180°С.

Топочные газы на выходе из топки содержат 1,5-3 t/cm3 лету­чей золы, что приводит в абразивному износу поверхностей нагрева и загрязнению окружающей среды. Снижения абразивного износа добиваются установкой специальных котлов с разряженным шагом труб. Для очистки дымовых газов от золы они проходят через элек­трофильтры, которые улавливают до 94—97% летучей золы. Дымо­вые трубы высотой 50 м обеспечивают рассеивание продуктов сго­рания в окружающей среде с соблюдением концентр

Наши рекомендации