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:

где Q_Г - 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).

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

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

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

где Q_сут - суточная производительность мусоровоза, m³;

k_и - коэффициент использования парка машин.

Суточная производительность рассчитывается по формуле

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

где Т- продолжительность смены, ч;

Т_п-з - подготовительно-заключительное время, ч;

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

Т'_погр , Т'_разгр - время погрузки и разгрузки, ч;

T_проб - 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

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. м^э/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;

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

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;

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

Следовательно, минимальная ширина Ш_в= 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

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

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

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; Н_к - глубина котлована

Потребность в изолирующем материале определяют по фор­муле

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

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).

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 С^г= 51,3%, Н^г = 6,6%, N^r = 0,2%, S^r = 0,2%, (У = 41,7%.
Теплота сгорания рабочей массы ТБО может быть определена по
формуле Д. И. Менделеева

Q_н^р = 81C^P + 300H^p - 26(O^p - S^p) - 6(9H^P + W^p).

Здесь С^р, Н^р, О^р, S^P,W^P - 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).

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 концентрации отдель­ных элементов не превышающей ПДК.

Шлак составляет около 25% от общего количества сжигаемых ТБО. Он охлаждается в шлаковой ванне или путем распыла воды и подается конвейером на склад или золошлакоотвал.

МСЗ работают круглосуточно, без выходных дней. Получае­мое тепло в виде пара или горячей воды используют в системе теп­лоснабжения.

В последнее время получил распространение новый метод термической переработки отходов - пиролиз, обеспечивающий вы­сокоэффективное обезвреживание отходов и их использование в качестве топлива и сырья для химической промышленности. При пиролизе протекают следующие процессы: сушка, сухая перегонка, или пиролиз, газификация и горение коксового остатка. Процесс сушки сопровождается выделением из отходов паров воды. Пиро­лиз - это процесс химического разложения отходов при температу­ре от 450 до 1000°С в бескислородной или бедной кислородом сре­де. При этом образуются жидкие фракции в виде смолы и масел, пар и газ с выделением твердого остатка - кокса. Выделяющиеся газы и смолы можно рассматривать как газообразное и жидкое топ­ливо. В некоторых пиролизных установках газ сжигается непосред­ственно в установке для получения теплоты. Твердые углеродистые продукты пиролиза могут быть использованы в качестве твердого топлива или газифицированы, в результате чего углерод под воз­действием окислителя превращается в газообразное топливо. Ос­тавшийся после этого твердый остаток содержит лишь минераль­ную часть ТБО.

Основным узлом пиролизнойустановки является реактор с особой шахтной печыо с встроенной швельшахтой и специальной системой эвакуации газов, позволяющей избежать смешивание пи-ролизуемого газа с дымовыми газами (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Схема установки высокотемпературного пиролиза ТБО:

1 - приемная воронка; 2 - затвор; 3 - конденсатор жидких продуктов;

4 - заслонки; 5 - вентилятор; 6 - газоанализатор; 7 - дымосос; 8 - система газоочистки; 9 - под шахты; 10 - воздухоподогреватель; 11 - водяная ванна; 12 - швельшахта

Отходы загружаются в приемную воронку (1) реактора с тре­мя затворами (2) шиберного типа. Под воздействием собственного веса отходы опускаются по швельшахте в нижнюю часть реактора, куда подается подогретый в воздухоподогревателе (10) до 800°С воздух. Углеродистый остаток, образующийся при пиролизе отхо­дов, сгорает при температуре 1600°С, что обеспечивает плавление минеральных остатков ТБО. Расплавленный шлак выводится из ус­тановки в шлаковую ванну (11).

Дымовые газы, образующиеся при горении ТБО, омывают швельшахту инаправляются в воздухоподогреватель (5), а затем, пройдя газоочистку (8) дымососом (7), выбрасываются в атмосферу.

Пиролиз отходов происходит в швельшахте при недостатке кислорода, а полученные при этом продукты отводятся в конденса­тор (3). В конденсаторе из пирогаза выделяются смола и влага. Часть получаемого газа отбирается для горелок, расположенных в

воздухоподогревателе и в нижней части реактора. Другая часть га­за, полученного при пиролизе Т'БО, может быть использована в ка­честве топлива в котлах для получения пара или горячей воды.

Таким образом, пиролиз обеспечивает не только обезврежива­ние ТБО, но иполучение других продуктов, которые могут быть использованы в виде топлива или сырья для химической промыш­ленности. Важным преимуществом данного обезвреживания отхо­дов является минимальная по сравнению с другими методами пло­щадь на единицу мощности (производительности).

Вопросы к главе 4

1. Что входит в понятие «санитарное благоустройство городов»?

2. Какие задачи решает система благоустройства городов?

3. Каков состав и свойства твердых бытовых отходов?

4. Как определить объем накопления ТБО?

5. Что входит в планово-регулярную систему сбора и удаления ТБО?

6. В чем заключаются преимущества и недостатки различных способов

сбора и удаления ТБО?

7. Каковы правила взаимодействия между спецавтохозяйством и домо­-
владельцами?

8. Какие технические средства для сбора и удаления ТБО Вы знаете?

9. Как размещаются площадки для установки квартальных мусоро­-
сборников?

10. Как определить необходимое количество мусоросборников?

11. Какие типы мусоровозов Вы знаете?

12. Как рассчитать количество машин для вывоза ТБО?

13. Какие существуют методы обезвреживания ТБО?

14. В чем суть региональной схемы очистки городов?

15. Что Вы знаете о полигонах ТБО?

16. Как определить емкость полигона ТБО?

17. Для чего необходимы мусоросжигающие заводы?

18. Что Вы знаете о технологии мусороперерабатывающих заводов?

19. Что и как утилизируется при переработке ТБО?

20. Как осуществляется пиролиз ТБО?

Глава 5 УБОРКА ГОРОДСКИХ УЛИЦ И ПЛОЩАДЕЙ

Организация уборки улиц

Содержание городских территорий в состоянии, отвечающем санитарным нормам и требованиям безопасности движения по го­родским улицам, является одной из основных задач санитарного благоустройства и охраны окружающей среды. Характер выпол­няемых работ по уборке городских территорий различен в зависи­мости от сезона года. Летние работы должны обеспечить удаление загрязнений, пыли и грязи, а также уменьшение запыленности воз­духа и улучшение микроклимата. Работы в зимнее время направле­ны, как правило, на удаление снега и наледей, т. е. обеспечение чистоты дорожных покрытий и безопасности движения по ним.

Для организации работ по уборке территорий города необходи­мо создать специализированные автохозяйства или участки в каждом административном районе города. В этих организациях определяют объемы работ и число машин, необходимых для их выполнения, рас­считывают потребность в технологических материалах, заключают договоры на уборку территорий, разрабатывают технологические ре­жимы уборки с учетом местных условий и располагаемой техники, проводят уборку территорий и вывоз мусора. Организация уборки требует проведения подготовительных мероприятий, включая свое­временный ремонт усовершенствованных покрытий улиц, уход за зе­леными насаждениями и другие работы. Исполнительные органы власти утверждают титульные списки улиц, нуждающихся в уборке; закрепляют отдельные территории города за соответствующими ор­ганизациями; места размещения пескобаз, снежных свалок, пункты выгрузки смета и заправки водой поливочных машин; количество и места размещения дежурных уборочных машин.