Сегодня во всем мире темпы образования мусора растут из года в год, а переработка мусора ничтожно мала по сравнению с накоплением. Как следствие в Свердловской области постоянно растут объемы мусора, вывозимые на полигоны. Существующая схема размещения отходов на полигоне с последующей послойной утрамбовкой спецтехникой не справляется с генерируемыми объемами. А создание новых полигонов, отвечающих всем современным требованиям и способных пройти лицензионные мероприятия, требует значительных средств и специфического местоположения. Если Екатеринбург еще и может позволить себе создание современного полигона, то как быть с городами населением 25-50 тысяч, которых в Свердловской области большинство? Бюджеты малых городов не в состоянии обеспечить функционирование собственного сертифицированного, с лицензией, оснащенного надлежащим оборудованием полигона бытовых отходов( к примеру, стоимость только одного самоходного компактора, в зависимости от грузоподъемности и мощности, может достигать 12-152 млн. руб.). Кроме того у небольших городов существует еще одна не менее серьёзная проблема – Транспортные плечи (удаленность полигона от населенных пунктов) оказывается весьма велики, и необходимость транспортировки несортированного и неуплотненного мусора на дальние расстояния вступает в противоречие с экономической целесообразностью подобных перевозок. В результате повсеместно возникают несанкционированные свалки, мусор загрязняет поля и леса, отравляет воду и воздух. Прискорбно так же, что слишком часто эти нелегальные свалки горят, подожжённые либо детьми, либо бродягами, иногда в результате лесных пожаров. Всё это катастрофически влияет на окружающую среду и условия жизни населения этих регионов. Если в корне не изменить существующую схему обращения с отходами, то Свердловская область рискует в будущем обзавестись множеством несанкционированных свалок. Поэтому мы предлагаем для обсуждения проект «Свердловская область без свалок». Для осуществления данного проекта необходимо разработать и внедрить ряд инновационных технологии по переработке твердых коммунальных отходов (ТКО). На сегодняшний день самая очевидная технология это термическая обработка (в основном сжигание). Но сжигание ТКО имеет ряд недостатков: большие капитальные затраты на строительство самого мусоросжигательного завода, уничтожение ценных компонентов, риск загрязнения атмосферы мелкодисперсной пылью и оксидами азота. Так же сжигание неотсортированного мусора считается чрезвычайно опасным, т.к. в отходах могут оказаться аккумуляторы, батарейки, лампы и т.п. Таким образом, при использовании технологии термической обработки ТКО необходима предварительная сортировка, следовательно, сортировка ТКО является первоначальным, главным звеном в любой технологической цепи утилизации мусора. На наш взгляд сжигание ТКО оправдано только после тщательной сортировки, переработки и максимального извлечения полезных компонентов. Но если рассматривать сортировку мусора как отдельную стадию с извлечением полимеров, картона, без последующей переработки отсортированного мусора, то она будет нерентабельна. Примеры тому, закрывшиеся мусоросортировочные заводы в Красноярске и Новосибирске. По словам директора завода в Новосибирске, сортировка может быть рентабельна при тарифах минимум 120 руб за куб м. А что предполагается делать с мусором после сортировки? Вновь вывозить на полигон? Исходя из исследований проведенных специалистами ООО «Урал-Сот плюс», доля фракций в общем объеме мусора пригодных для продажи без последующей обработки составляет 10-15%. Т.е. даже при наличии сортировки придется где-то размещать 85-90% оставшихся отходов. Поэтому мы предлагаем использовать сортировочные комплексы с обязательной последующей переработкой отходов. С нашей точки зрения для уменьшения затрат на строительство мусоросортировочного комплекса, обустройство площадки и выстраивания логистики с перевозчиками ТКО, необходимо использовать передвижные сортировочные комплексы, создавая в кооперации с несколькими соседними городами чётко действующую интегрированную систему сбора, сортировки, переработки и утилизации ТБО. Эта система должна предполагать наличие одного большого полигона ТБО и сети небольших перегрузочных станций. Такая схема позволит перевозить неуплотненный и несортированный мусор из жилого сектора с необходимой степенью регулярности и на относительно небольшие расстояния до перегрузочной станции. На этой станции будет производиться сепарирование отходов, дробление крупного мусора, сортировка и прессование фракций для дальнейшей их транспортировки с целью утилизации или переработки. После такой обработки перевозка оставшихся отходов не территорию единого регионального полигона становится гораздо более рентабельной. Кроме того появляется возможность обслуживать сеть перегрузочных станций используя график движения транспорта, не привязанный к времени сбора отходов в жилом секторе или применять для этого отдельно выделенные транспортные средства (к примеру, повышенной грузоподъемности). Важнейшим элементом сформулированной выше системы, таким образом, должна стать перегрузочная станция. Она должна предоставлять собой некую территорию, расположенную на удобном расстоянии между жилым сектором и полигоном ТБО, оснащенную небольшим комплексом специализированного оборудования – сепаратором, дробилкой, сортировочной линией и компактором (прессом). После перегрузочных площадок отходы поступают на переработку.
Для создания и внедрения технологии переработки ТКО и повышения рентабельности необходимо знать, будет ли продукт переработки востребован на рынке. Сегодня мы предлагаем технологические решения для изготовления строительных блоков, полимерно-песчаной продукции, смеси для дорожного ремонта, почвогрунта и т.д.
- 1. Процесс сортировки.
В качестве примера передвижного сортировочного комплекса можно рассмотреть "Урал-Сот 2"
Сортировочный комплекс ТКО включает в себя:
- Площадка для приемки ТКО.
- Конвейер ленточный с цепным приводом.
- Сепаратор барабанного типа.
- Сортировочная линия (мобильное утепленное здание на полуприцепе).
- Конвейер для удаления органики от сепаратора.
ТКО автотранспортом доставляют на приемную площадку для разгрузки мусора. Территория приемной площадки выложена дорожными плитами. Подающий конвейер состоит из нижней загрузочной секции и наклонной разгрузочной секции с приводным узлом.
Нижняя загрузочная секция укладывается в железобетонную канаву, пространство между секцией конвейера и дорожными плитами закрывается металлическими листами.
Трактор, оборудованный ножом, двигает ТКО на подающую часть конвейера. Двое рабочих предварительно отбрасывают в сторону крупные негабаритные и строительные материалы, регулируют объем подачи ТКО на конвейер. Конвейер подает ТКО в сепаратор.
Сепаратор барабанного типа предназначен для удаления мелких фракций, частичного запаха, частичного прорыва полиэтиленовых мешков, где находятся бытовые отходы, подачи ТКО на сортировочную линию. Мелкая фракция, поступившая из сепаратора, подается на наклонный ленточный конвейер. Внутри сепаратора вмонтирован шнек, который передвигает ТКО. После сепарации ТКО поступают на сортировочную линию.
Сортировочная линия ТКО предназначена для ручной сортировки ТКО на положительные фракции.
Сортировочная линия – это утепленный «вагон» на полуприцепной платформе. Отсортированные положительные фракции вручную направляются через люки в накопительные емкости. В зависимости от морфологического состава и полезности отбираемых фракций сортировку могут производить до 14 человек. Одну фракцию могут отбирать одновременно несколько человек.
Первыми отбираются фракции, которых больше по объему в составе ТКО.
По мере заполнения накопительных емкостей положительными фракциями, их транспортируют на пресса или сразу на склад готовой продукции.
В результате сортировки отбираются семь фракций:
- картон
- стекло
- ПЭТ бутылка
- алюминиевая банка
- металлический лом
- полиэтилен
- пластиковая тара
- крупногабаритный мусор
Незагрязненные полимеры и картон идут на прессование с последующей реализацией. Для переработки загрязненных полимеров предлагается производство полимерно-песчаных изделий. Например, производство черепицы.
- 2. Изготовление полимерно песчаных изделий из некондиционного вторсырья.
- 3. Производство строительных блоков из крупногабаритного мусора
Крупногабаритный мусор (КГМ) перед последующей переработкой, обязательно должен пройти стадию дробления. Дробление производится в специальных машинах - дробилках - методами раздавливания, раскалывания, истирания, удара, разрывания или их сочетанием; кроме того, в некоторых дробилках на куски материала воздействуют изгибающие силы
Выбор способа дробления зависит от физических свойств дробимого материала и крупности исходного материала. Для очень твердых материалов наиболее рационально дробление ударом или раздавливанием, для вязких - раздавливанием или ударом в соединении с истиранием. Хрупкие материалы дробят способом раскалывания, волокнистые материалы типа текстиля разрыванием. Что касается влияния размера исходных кусков, то для крупного дробления чаще всего применяют раздавливание и раскалывание, тонкое измельчение осуществляется главным образом ударом и истиранием. Рассмотрим технологию изготовления строительных блоков (арболита) на основе щепы, получаемую после дробления КГМ.
Арболит - легкий бетон крупнопористой структуры, получаемой подбором состава смеси из органического целлюлозного заполнителя (растительного происхождения), минерального вяжущего, воды и химических добавок. Арболит сочетает в себе положительные свойства дерева и бетона: не горит, относительно биостоек, морозостоек, нетоксичен хорошо регулирует термовлажностный режим в помещении, обрабатывается механизированным инструментом имеет волокнисто-вязкую структуру, транспортабелен т.е. он обладает оптимальными свойствами для малоэтажного домостроения. Арболит на древесной щепе применяют для строительства жилых, производственных и сельскохозяйственных зданий. Для производства арболитовых блоков потребуется организовать мини-завод, оснащенный таким оборудованием: уловитель щепы, емкость для смеси, установка подъема формы, ударно-встряхивающий стол, разъемные формы, сушильная камера. Производство арболитовых блоков состоит из нескольких этапов: Щепа загружается в смесительную станцию, включается привод и добавляется сернокислый алюминий (или хлористый кальций). В смесительной камере древесная щепа расщепляется до нужных размеров, а сернокислый алюминий нейтрализует в ней сахар. Потом в смесительную станцию заливается необходимое количество воды и добавляется цемент с химическими добавками и смесь тщательно перемешивается. Готовая смесь доставляется к месту уплотнения, загружается в пресс-формы и уплотняется методом вибрирования. Готовые изделия извлекаются из форм и выдерживаются для просушки 2-4 дня, после чего складируются. Окончательную плотность арболитовые блоки приобретают через месяц. Если для просушки используется сушильная камера, то блоки можно использовать для строительства сразу после их извлечения из сушильной камеры.
- 4. Сжигание отходов
Мусор не подлежащий переработке попадает на стадию сжигания. Основной недостаток сжигания отходов – негативное воздействие продуктов горения на окружающую среду и выброс в атмосферу ядовитых веществ. Разумеется, неконтролируемое сжигание отходов само по себе способно нанести экологии существенный ущерб, однако речь идет именно о контролируемом сжигании в устройствах, оснащенных системами дополнительной очистки выхлопа. Эти устройства – специальные печи для сжигания отходов с системами очистки получаемого выхлопа – называются инсинераторами (от англ. «incinerate» – «сжигать»). Сжигание отходов в инсинераторах может производиться при температуре 1200 °C и выше, что позволяет добиться максимально полного сгорания и дает возможность сжигать даже зараженные отходы без риска распространения инфекции. Нужно понимать, что состав выбросов в окружающую среду напрямую зависит от типа сжигаемых отходов и подхода к очистке получаемого дыма. Использование камер дожигания достаточно большого объема, рассчитанных для максимального времени нахождения в них дыма, позволяет минимизировать количество выбросов и свести их к допустимым нормам. Камера рассчитывается таким образом, чтобы попадающий в нее дым проходил по наиболее протяженной траектории и подвергался максимально длительному воздействию высокой температуры и факела пламени горелки. Подвергшийся такой обработке выхлоп содержит минимальное количество выбросов. Известная проблема диоксинов, образующихся в выхлопе при сжигании пластмасс, решается разогревом получаемого дыма в камере дожигания до температуры свыше 900°C и времени задержки дыма свыше 2 сек.
Инсинераторы оптимально подходят для уничтожения следующих видов отходов:
- медицинские отходы: просроченные лекарства, хирургические отходы, резиновые перчатки, резиновые трубки, бандажи, перевязочные средства, ткани и т.д.
- отходы животноводства, птицеводства, скотобоен (в т.ч. крови и костей), рыбозаводов и др.;
- трупы животных целиком, а также их части;
- твердые бытовые (ТБО) и промышленные отходы (за исключением плотно закупоренных банок из-под лакокрасочных изделий, аэрозольных баллончиков и других взрывоопасных предметов и веществ);
- неиспользуемые отходы деревопереработки;
Модели инсинераторов отличаются между собой объемом камеры сжигания, количеством горелок и расположением основных элементов конструкции (с учетом особенностей применения на конкретных предприятиях). Принципиальная схема конструкции и температурные режимы для всех моделей одинаковы: отходы помещаются в камеру сжигания, оснащенную одной или несколькими горелками, полученный дым пропускается через камеру дожигания, оснащенную дополнительной горелкой. Ко всем моделям инсинераторов можно, при необходимости, подключать дополнительные фильтры, теплообменное оборудование и другие агрегаты. Результатом работы инсинератора является пепельно-зольный остаток объемом 5-10% от количества загруженных отходов.
Степанов В.А.