+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype

Технология предварительной подготовки ТБО

Прибывающие на завод мусоровозы после взвешивания направляют в приемное от­деление, в котором:

  • обеспечивают быструю их разгрузку;
  • равномер­ную, непрерывную подачу ТБО при периодической разгрузке мусо­ровозов;
  • быструю ликвидацию огня при возгорании привозимого ма­териала;
  • периодическое полное опорожнение приемных емкостей, их промывку и дезинфекцию;
  • предотвращение проникания пыли, запа­ха, а также мух и грызунов за пределы приемного отделения.

Этим требованиям отвечают получившие распространение закрытые при­емные отделения, внутрь которых въезжает мусоровоз для раз­грузки на специально оборудованных (приемных) постах. Устрой­ство приемных постов зависит от типа применяемого мусоровоза. Например, для мусоровозов самосвального типа разгрузочные посты представляют собой рамку, ограждающую бункер, к которой мусо­ровоз подходит задним ходом и сгружает ТБО. Для разгрузки кон­тейнерных мусоровозов устраивают тупиковые и транзитные плат­формы, оборудованные трапами для безопасной прочистки контей­неров.

Для быстрой разгрузки мусоровозов проектируют необходимое число приемных постов п, которое определяют по формуле

n = Псут1/(ЕТ).

где Псут — суточная производительность завода по приему ТБО, т; t — продолжительность полного цикла разгрузки мусоровоза (с уче­том времени заезда и выезда), ч; К1—коэффициент, учитывающий неравномерность прибытия мусоровозов (равен 1,5); Е — масса ТБО, перевозимых за один рейс, т; Т — продолжительность работы приемного отделения (в течение сут.), ч.

Полученные значения п округляют до большего целого. Рав­номерность подачи ТБО обеспечивают необходимым объемом и кон­струкцией приемного бункера и использованием пластинчатых пи­тателей для подачи материала из бункера на ленточный конвейер. Длину приемного бункера, оборудованного пластинчатым питате­лем, выбирают в зависимости от числа разгрузочных постов.

На каждый бункер, оснащенный пластинчатым питателем, про­ектируют 2 или 3 разгрузочных поста. Вид и количество постов уточ­няют в зависимости от состава парка мусоровозов конкретного го­рода. Стенки бункера для предотвращения зависания на них ТБО выполняют вертикальными или с углом наклона к горизонту не ме­нее 70...800. Нижняя часть бункера примыкает к полотну питателя через резиновое уплотнение. Слой ТБО на питателе не более 2,5... 3 м. Полезный объем бункера (на три разгрузочных поста), обору­дованного питателем КМ-303, составляет 100...120 м2. При необходимости на каждые два приемных бункера проектируют один ре­зервный. Вместимость резервного бункера Vрез, м3, рассчитанного на прием ТБО в период, не совпадающий по времени с загрузкой биобарабана, определяют по формуле

Vрез = Псут (Т – Тз)/Тϒ — mVп.б,

где ϒ — плотность поступающих ТБО, т/м3; т — число приемных бункеров; Vп.б — вместимость приемного бункера, м3; Тз — продол­жительность периода загрузки биобарабана (в течение суток), ч.

Над бункерами устанавливают подвесной мостовой кран с грей­ферным захватом для перегрузки ТБО из резервного бункера в при­ёмные и для удаления случайно попавших в ТБО крупногабаритных предметов. Проникновению запахов и пыли препятствуют гермети­зация помещения (ворота с уплотнениями, закрываемые после окон­чания загрузки), местный отсос у приемного бункера, вытяжная вентиляция, обеспечивающая при закрытых воротах в приемном от­делении отрицательное давление. Пожаробезопасность обеспечива­ется системой огнетушения.

Технология биотермического аэробного компостирования. Био­термический процесс обезвреживания и переработки ТБО осущест­вляют, как правило, в горизонтальных вращающихся барабанах. Биотермическое разложение органического вещества происходит в результате жизнедеятельности сапрофитных аэробных микроор­ганизмов, способных выделять при биохимических реакциях обмена веществ определенное количество тепла. Требующаяся для биотер­мического процесса микрофлора имеется в необходимых количест­вах в ТБО. Активизацию ее жизнедеятельности обеспечивают за счет:

  • увеличения удельной поверхности при измельчении ТБО;
  • аэ­рации компостируемой массы в объемах 0.2...0.8 м3 на 1 кг пере­рабатываемого материала;
  • перемешивания материала;
  • поддержа­ния влажности массы не ниже 45 и не выше 60 %;
  • теплоизоляции, способствующей сохранению выделяющегося тепла и подъему тем­пературы компостируемого материала.

Создавая условия затрудненной теплоотдачи, удается поднять температуру обезвреживаемого материала до 55...60°С, которая гу­бительно действует на большинство болезнетворных микроорганиз­мов, яйца гельминтов и личинки мух. Непременным условием обез­вреживания ТБО является выдержка компостируемого материала не менее 12 ч при температуре не менее 50 °С. Наряду с температурой важным обеззараживающим фактором являются антибиотические вещества (продуцируемые при биотермическом процессе микроба­ми-антагонистами), которые, обладая литическими и бактерицидны­ми свойствами, подавляют развитие патогенной микрофлоры или вызывают ее гибель.

Условно процесс аэробного биотермического компостирования разделяют на три фазы. Первая характеризуется ускоренным раз­множением мезофильных микроорганизмов с температурным опти­мумом развития 20...35°С. Источником энергии для бактерий слу­жат легко разлагаемые органические соединения, содержащиеся в основном в пищевых отходах (углеводы, органические кислоты, белки). В процессе их жизнедеятельности выделяется тепловая энер­гия, способствующая нагреву компостируемой массы до 50 °С. По­вышение температуры создает благоприятные условия для развития термофильных микроорганизмов (вторая фаза), в результате жизне­деятельности которых увеличивается выделение тепла, ускоряются процессы разложения органического вещества. Температура компос­тируемого материала поднимается до 50...70вС. В зависимости от внешних условий первая фаза протекает от одного до нескольких дней, а вторая —до двух-трех месяцев. При двух-трехсуточном цикле в компостируемом материале успевает лишь начаться вторая фаза, а температура повышается до 55...60°С. Завершается эта фа­за в штабелях на площадке дозревания или в закрытом грунте, при использовании получаемого на заводах материала в качестве био­топлива для теплиц.

Третья фаза — медленное падение температуры свидетельствует об использовании легкоразлагаемых органических соединений. В этой стадии термофильная микрофлора переходит в состояние спор, частично отмирая, а мезофильная начинает вновь размножать­ся благодаря тому, что обладает более разнообразной и мощной ферментативной системой, с помощью которой разлагаются более стойкие органические соединения (клетчатка и летний).

При обезвреживании бытовых отходов происходит не только распад органического вещества, но и его синтез — образование гуминовых соединений, улучшающих качество органического удобре­ния. Всего за цикл аэробного биотермического компостирования содержание органического вещества в компостируемом материале снижается (по сухой массе) на 18...26 %, в том числе в биобарабане на 2,..2,5% (в зависимости от продолжительности пребывания в нем ТБО и активности биотермического процесса); остальная органика теряется в штабелях или теплицах.

Низшая теплота сгорания органического вещества ТБО на го­рючую массу колеблется в пределах Q = 18...22 МДж/кг (это энер­гия, выделяющаяся при полном окислении, за вычетом энергии, из­расходованной на испарение, образовавшейся при окислении водо­рода влаги). С учетом влажности при разложении 1 % сухого вещества на 1 кг рабочего вещества теряется масса

m1 = 0,01 (100 — Wp)/100,

где Wp — влажность ТБО, % [например, при Wp = 45% m1=0,01х(100—45)/100=0,0055 кг].

При разложении 1 % сухой массы ТБО выделяется энергия, равная 19000·0,0065=104 кДж/кг. С учетом потерь на неполное окисление (выделение метана и других газов) при разложении 1 % органического вещества (сухой массы ТБО) при Wp=40…50 % вы­деляется энергия, равная 80... 100 кДж/кг.

Удельная теплота компостирования (количество тепла, выделя­ющегося на 1 кг компостируемого материала) q (Дж/кг) может быть ориентировочно определена по формуле

q = (160…190) 103 m2 (100 - Wp)/100,

где m2 — процент разложения органического вещества за время его пребывания в биобарабане.

Интенсивность выделения тепла компостируемым материалом Nв, кВт, определяют по формуле

Nв = Пгод q /(365·24·3600·1000К2).

где Пгод — годовая производительность биобарабана, кг; К2 — коэф­фициент использования биобарабана по времени, равный 0,8...0,85.

Ориентировочные значения Nв, для биобарабана КМ-101А 140... 70 кВт, для КМ-102Б 235...280 кВт. Это тепло расходуется на разогрев компостируемого материала, подогрев аэрирующего возду­ха, испарение влаги, а также теряется через наружную поверхность биобарабана.

Уравнение теплового баланса биобарабана имеет вид

Nв = Nк + Nа + Nи + Nб + Nт

где Nк — тепло, расходуемое на подогрев компостируемого материа­ла, Вт; Nа — то же, на подогрев аэрирующего воздуха, Вт; Nи — тепло, затрачиваемое на испарение влаги; Nб—тепло, теряемое че­рез неизолированную поверхность биобарабана; Nт — то же, через изолированную поверхность биобарабана.

Для обеспечения оптимальных условий жизнедеятельности аэробной микрофлоры в биобарабаны необходимо подавать воздух из расчета 0.2...0.8 м3 на 1 кг обезвреживаемых ТБО. В процессе аэробного разложении выделяются СО2 и Н20. Эффективная аэра­ция обеспечивает содержание СО2 в компостируемой массе не бо­лее 5...10 %, щелочную реакцию среды фильтрата из компоста.

Биотермическое аэробное компостирование может сопровож­даться очаговым анаэробным процессом. Анаэробные явления мо­гут быть связаны с недостаточной аэрацией отдельных зон биоба­рабана или длительным складированием ТБО до их подачи в биоба­рабаны. Аэрация наряду с интенсивным перемешиванием и измель­чением материала способствует ликвидации анаэробных зон. Аэрация способствует также снижению влажности компостируемого мате­риала, что важно для последующего грохочения, сепарации и дроб­ления компоста, которые наиболее эффективно осуществляются на материале с влажностью не более 50 %.

В зимний период с целью снижения потерь тепла в биобарабан подают минимальное количество воздуха — 0,2...0,3 м3 на 1 кг пере­рабатываемого материала, а в осенний (при поступлении ТБО повы­шенной влажности) подачу воздуха увеличивают до 0,8 м3 на 1 кг.

На отечественных заводах принят двухсуточный цикл пребывания компостируемого материала в биобарабане. Для обеспечения надежного перемешивании и измельчения компостируемого матери­ала в биобарабанах необходимо за время двухсуточного цикла бара­бану совершить не менее 2000 оборотов. Выходящий из биобара­бана материал имеет такой фракционный состав:

  • менее 20 мм — О0...70%;
  • 20...60 мм —14...18 %;
  • 60...300 мм —15...20 %;
  • свыше 300 мм — 1...2 %.

Содержащиеся в ТБО отдельные волокнистые включения (проволока, текстиль, веревки) могут в биобарабане скатываться в крупные окатыши, которые 2...3 раза в месяц необхо­димо удалять из барабана.

В процессе обезвреживании ТБО в биобарабанах увеличивается плотность компостируемого материала за счет истирания бумага, картона в пищевых отходов. В биобарабан поступают ТБО плот­ностью 160...230 кг/м3, у выгрузочного торца их плотность дости­гает при двухсуточном цикле переработки 700 кг/м3. Средняя плот­ность массы, находящейся в бвобарабане, составляет 500...600 кг/м3.

Увеличение длительности пребывания в биобарабанах компостиру­емой массы влажностью выше 50 % приводит к существенному по­вышению плотности, достигающей 1000 кг/м». При выгрузке из био­барабана увеличивается пористость компостируемой массы, а ее плотность снижается до 600...600 кг/м3.

При недостаточно активном биотермическом процессе (темпе­ратура во всех точках ниже 50 °С) возможно ограничение аэрации с подогревом аэрирующего воздуха до 60 оС и вращение с большей скоростью во внезагрузочный период. При загрузке предварительно опорожненного биобарабана (после ремонтов) необходимо в тече­ние первых двух — четырех суток не открывать сегментный затвор и не вести разгрузку материала. Целесообразно пуск биобарабана под нагрузкой вести в конце недели перед выходным днем (или са­нитарными днями) для того, чтобы первые порции ТБО перед вы­грузкой находились в биобарабане 4 сут., что связано с более мед­ленным подъемом температуры материала, загруженного в остыв­ший биобарабан.

Технология контрольной сортировки прокомпостированного ма­териала. Для контрольной сортировки прокомпостированных ТБО используют бинарные сепараторы (грохоты), разделяющие матери­ал на два потока. В качестве кода сепарации используют геометри­ческие размеры фракций. Целью контрольной сортировки является очистка компоста от балластных некомпостируемых фракций, имею­щих, как правило, большие геометрические размеры. Для бинарного сепаратора входной поток представляет собой смесь двух компо­нентов «X» и «Y», которые этим сепаратором должны быть разде­лены.

В рассматриваемом случае компоненты условно разделяют не на «компостируемые» и «некомпостируемые», а на фракции, размеры которых, по крайней мере в двух измерениях, больше или меньше контрольного значения (45 или 60 мм). Интенсивность подачи сме­си на вход сепаратора равна Х0 и Y0, причем Х0+ Y0=П (произво­дительность сепаратора). Интенсивность выхода компонентов в пер­вом потоке Х1+∆Y, во втором — Y1+∆Х, где Х1+∆Х= Х0, а Y1+∆Y= Y0. Эффективность сепарации в общем случае определяют двумя показателями: восстановлением и чистотой.

Восстановление—это отношение массы извлеченной фракции к общему содержанию этой фракции в потоке.

Для фракции «X» восстановление (выраженное в процентах) определяют по формуле

В(х) = (Х10)100 или В(х) = [(Х0-∆Х)/Х0]100.

Для фракции «У» соответственно

B(y) = (Y1/Y0)100.

Чистота — это отношение массы, содержащейся в выходящем потоке «чистой» фракции, к общей массе материала в выходящем потоке.

Для первого потока

P(х) = [Х1/(Х1-∆Y)]100;

Для второго потока

P(y) = [Y1/(Y1-∆X)]100.

Для полной и точной характеристики сепаратора требуются оба показателя — восстановление и чистота. Для рассматриваемого слу­чая эффективность определяют одним параметром — восстановлени­ем. В мелком отсеве после грохота не могут оказаться фракции, превышающие размеры сит, чистота мелкой фракции равна 100 %.

Приведенные формулы не учитывают того, что при грохочении прокомпостированного материала грохот работает не только как сепаратор, но и, в некоторой мере, как дробилка: непрочные про­компостированные фракции при длительном грохочении разламы­ваются и проходят сквозь отверстия сит.

Для контрольной сортировки прокомпостированного материала в настоящее время на всех отечественных мусороперерабатывающих заводах используют вращающиеся наклонные барабанные грохоты, оснащенные ситами с круглыми отверстиями.

В первые годы эксплуатации на Ленинградском заводе МПБО использовались для контрольной сортировки плоские виброгрохоты с перфорированными ситами, в том числе и полинарные, разделяю­щие смесь на три фракции. Плоские виброгрохоты, но со струнны­ми ситами, применялись на Московском спецзаводе № 1, оборудо­ванном фирмой ТРИГА. Сита плоских виброгрохотов быстро засо­ряются бумагой и крупноволокнистыми материалами, что существенно снижает эффективность грохочения.

Барабанные грохоты обладают большей «сопротивляемостью» к засорению, на них легче монтировать устройства для механиче­ской очистки сит. В барабанном сите компост перемещается по внутренней поверхности, пока не попадает в ячейку. Путь частички компоста зависит от угла наклона, диаметра и скорости вращения сита, а также степени заполнения сечения. При различной скорости вращения возможны три варианта поведения сепарируемого мате­риала:

  • перекатывание каждой частички по ситу практически без от­рыва от его поверхности;
  • перемещение типа «водопад» (при значительно большой ско­рости вращения), когда частичка поднимается выше оси вращения в свободно падает по параболической траектории на поверхность сита;
  • «прилипание» частички компоста к поверхности сита за счет центробежной силы я прекращение сепарации.

Естественно, оптимальным является второй вариант работы ба­рабанного грохота, так как при первом варианте мала производи­тельность, а при третьем эффективность сепарации стремится к ну­лю, сепаратор работает как центрифуга. Оптимальную скорость вращения определяют следующим образом.

Критическая скорость вращения барабанных сит диаметром 2 и 2,5 м в соответствии с формулой (2) равна:

Оптимальная скорость вращения сита находится в пределах 0,36...0,45 критической. Отношение оптимальной скорости сита к кри­тической зависит от степени заполнения сечения барабанного грохо­та. Чем выше заполнение сечения, тем большая скорость вращения необходима для обеспечении метания частиц (второй вариант) внутри сита.

Большое влияние на эффективность грохочения и производи­тельность грохота оказывает угол наклона оси вращения сита к горизонту. Чем больше угол наклона, тем меньше времени нахо­дится материал в грохоте, а следовательно, выше его производи­тельность, но ниже эффективность грохочения. Эффективность гро­хочения незначительно меняется при изменении угла наклона от 0 до 60. При дальнейшем увеличении угла наклона эффективность сепарации резко падает.

За время пребывания в грохоте материал должен совершить не менее в оборотов внутри сита. Оптимальная скорость вращения, применяемых в СССР контрольных грохотов для компоста равна)

  • при диаметре 2м— 11...12;
  • при диаметре 2,6 м — 10...11.

При скорости вращения 10...12 об/мин время пребывания мате­риала в грохоте 30...36 с. Масса материала в грохоте при произво­дительности 12...15 т/ч 120...140кг. При плотности материала 140 кг/м3 объем материала в грохоте составляет 0,86...1 м3.

Площадь сегмента S1 в среднем сечении грохота при длине его рабочей части 4 м равна 0,22...0,25 м2. При производительности 18...20 т/ч S2 — 0,3...0,33 м2. Такая степень заполнения сечения (0,25/4,9—0,13) соответствует оптимальному режиму грохочения.

Существенное влияние на производительность барабанных гро­хотов оказывает влажность разделяемого материала. Эффективное грохочение осуществляется при влажности обезвреживаемой массы не более 45...50 %. При большей влажности компост налипает на сита грохота, препятствуя нормальному протеканию процесса. Для обеспечения стабильной работы грохота требуется не реже одного рвав в смену, а при влажности компостируемой массы свыше 50 % не реже двух раз в смену очищать сита. Кроме того, при большой влажности мелкие частицы компоста скатываются, слипаются в крупные окатыши и отсеиваются вместе с крупными некомпостируемыми фракциями.

С учетом сезонных колебаний состава отходов и влажности сор­тируемой массы выход компоста (отношение х1/п) около 70 %, эф­фективность грохочения (отношение х10) 80...90 %. Для обеспече­ния таких показателей в условиях повышенной влажности прихо­дится снижать нагрузку (п) на грохот.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока