Способ переработки бытовых отходов и линия для его осуществления

 

Изобретение относится к переработке смешанных бытовых отходов (БО) иловых карт и старых свалок твердых бытовых отходов (ТБО) в полезные материалы и удобрения и может быть использовано в области коммунального хозяйства. Способ переработки (ТБО) включает предварительное извлечение крупногабаритного мусора (КГМ) из отходов (О) на площадках-накопителях (ПН) установки для предварительной сортировки (ПС) перед подачей (О) на загрузочный конвейер (ЗК) с последующей подачей (О) (ЗК) в устройство первичной обработки (ПО), выполненное в виде вращающегося барабана (ВБ), основную сортировку с последовательным извлечением различных фракций (О), которые передают на вторичную переработку, органическую массу передают в бункер для получения компоста. Во (ВБ) одновременно разрыхляют перемещаемые (О) и разрушают пакеты и мешки с (О). Согласно изобретению предварительное извлечение (КГМ) осуществляют на (ПН) установки для (ПС) перед подачей (О) на (ЗК), а перед основной сортировкой (О) подвергают нагреву до температуры 150-250°С в течение 15-40 мин в сушильном (ВБ) для их обеззараживания. Линия для переработки (ТБО) включает установку предварительной сортировки (УПС), содержащую (ЗК), установку (ПО), выполненную в виде (ВБ) со шнековыми ребрами на его внутренней поверхности, установку основной сортировки (О) на фракции, выполненную в виде сортировочного конвейера, вдоль которого расположены рабочие места сортировщиков с люками для сброса определенных фракций, соответствующих каждому рабочему месту, перерабатывающие устройства. Согласно изобретению (УПС) содержит (НП) для приема (О) и извлечения из них (КГМ) перед передачей на (ЗК), а устройство (ПО) (О) выполнено в виде сушильного (ВБ), взаимосвязанного с теплогенератором и устройством влажной очистки теплоносителя, с образованием замкнутого цикла движения последнего. Изобретение обеспечивает в части способа переработку и транспортировку (О) из различных мест, минуя свалки, без предварительного складирования и сортировки О, а в части технологической линии - повышение производительности установки, высокую рентабельность и комплексность переработки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к переработке смешанных бытовых отходов, иловых карт и старых свалок твердых бытовых отходов в полезные материалы и удобрения и может быть использовано в области коммунального хозяйства.

Проблема утилизации бытовых отходов жизнедеятельности человека в настоящее время является наиболее актуальной, что требует разработки новых способов для ее решения. Свалки бытовых отходов являются одним из основных загрязнителей окружающей среды, представляя эпидемиологическую опасность. Вместе с тем твердые бытовые (ТБО) содержат в своем составе ценные компоненты, которые могут использоваться в качестве вторичных ресурсов. Одной из основных операций утилизации является сортировка отходов, в результате которой осуществляется извлечение полезных компонентов, перерабатываемых далее для повторного использования. При разработке новых способов и устройств для утилизации отходов решается задача полного извлечения всех компонентов при наименьших капитальных и эксплуатационных затратах. Главным требованием при осуществлении процесса является обеспечение его санитарно-эпидемиологической безопасности.

Известен способ переработки бытовых отходов, включающий высушивание бытовых отходов при температуре 75-105°С, извлечение металлических включений и спрессовывание их в тюки. Оставшуюся массу дробят до размеров крупного песка, смешивают с водой и пропускают через песколовки. Затем составляющие тяжелее воды извлекают из песколовки и формируют из них в смеси с цементом кирпичи и блоки. Плавающую органику пропускают через дуговое сито, смешивают с осадком сточных вод, буртуют, насыщают бурт кислородом воздуха и готовят органические удобрения. Вода с растворенной органикой из песколовок и дуговых сит направляется в отстойник, после чего повторно используется в песколовках, а осадок смешивают с первичным материалом, сошедшим с дуговых сит, и с осадком сточных вод.

Способ осуществлен в устройстве для переработки бытовых отходов, содержащей площадку для формирования буртов бытовых отходов, транспортер для загрузки сушильного агрегата, транспортер для загрузки магнитного сепаратора, пресс для прессования блоков из металлических составляющих отходов, транспортер для доставки органической массы в смеситель для приготовления компоста (патент РФ №2048462, опубл. 20.11.1995).

К недостаткам способа и соответствующего ему устройства относятся:

1) температура сушки низкая, поэтому не произойдет оплавления пластмассовой составляющей, не произойдет разрушения пакетов и мешков с отходами, что снижает эффективность разделения отходов на отдельные фракции;

2) отсортировывается только одна фракция - металлическая, остальное прессуется, что не отвечает поставленной задаче переработки всего мусора в полезный продукт;

3) сложная конструктивно и дорогостоящая установка с невысокой производительностью.

Известен способ переработки твердых отходов, включающий одновременное измельчение, перемешивание и сушку отходов при температуре 150-790°С в вентилируемом пространстве шаровой мельницы с мелющими телами мельницы (пат. RU 2158636, опуб. 10.11.2000 г.).

Способ осуществлен с помощью установки для переработки бытовых отходов, включающей устройство для подачи тепла, загрузочное устройство, соединенное с входом вентилируемой шаровой мельницы для сушки, перемешивания и измельчения бытовых отходов с помощью мелющих тел, нагреваемых горячим воздухом с температурой 150-790°С, пылеуловитель и вентилятор (пат. RU 2158636, опубл. 10.11.2000 г.).

Недостатком указанного способа и установки является то обстоятельство, что измельчение отходов в процессе сушки посредством мелющих тел одновременно с воздействием высокой температуры снижает эффективность извлечения полезных продуктов и приводит к тому, что в компост попадают непригодные для удобрения мелкие части пластмасс, стекла и других составляющих. Кроме того, высокая температура сушки до 790°С способствует сгоранию многих компонентов, входящих в отходы (температура возгорания полиэтилена 258°С, бумаги >350°С), что недопустимо, во-первых, из-за образования вредных для окружающей среды дымовых газов и, во-вторых, не достигается цель полной переработки отходов во вторично используемое сырье.

Известен способ переработки твердых бытовых отходов, включающий сбор отходов и их транспортировку мусоровозами на сортировочную станцию, предварительную сортировку путем перегрузки отходов из мусоровозов на загрузочный конвейер с последующей сортировкой во вращающемся барабанном грохоте, основную сортировку на фракции отходов, выходящих из грохота, и переработку материалов, получаемых после сортировок (авт. св. СССР № 1616720, кл. В 07 В 1/22, 1990).

В известном способе из отходов, загружаемых в барабанный грохот, не удаляют крупногабаритные предметы, пакеты и мешки с отходами, проходящие через грохот, не разрушаются, вследствие чего после предварительной сортировки в отходах, выходящих из грохота, оказывается избыточное количество балластных материалов, что также снижает эффективность сортировки на отдельные фракции.

Способ осуществлен в устройстве для переработки твердых бытовых отходов, содержащем контейнеры для сбора отходов, мусоровозы, перемещающие собираемые отходы на сортировочную станцию, включающую установку предварительной сортировки, состоящую из загрузочного конвейера и вращающегося барабанного грохота, и установку основной сортировки отходов на фракции, снабженную магнитным сепаратором, а также перерабатывающие установки (а.св. СССР № 1616720, кл. В 07 В 1/22, 1990).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность разделения поступающих на сортировочную станцию твердых бытовых отходов вследствие низкого качества предварительной сортировки и смешивания фракций при основной сортировке.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ переработки твердых бытовых отходов (пaт. RU №2155108, опубл. 27.08.2000 г.). В соответствии с этим способом собираемые отходы мусоровозами транспортируются на сортировочную станцию, где их после перемещения загрузочным конвейером, в процессе которого извлекают и собирают в контейнер крупногабаритные предметы, загружают во вращающийся барабанный грохот с перфорированным цилиндром. Ось вращения перфорированного цилиндра в барабанном грохоте размещена горизонтально. В перфорированном цилиндре отходы перемещают по спиральным траекториям посредством закрепленных на внутренней поверхности цилиндра лопастей шнека. При этом пакеты и мешки с отходами разрушают при помощи шипов, установленных на лопастях шнека. Отходы из барабанного грохота поступают на сортировочный конвейер. Вдоль последнего расположены рабочие места сортировщиков с люками для сброса в них определенных фракций. Фракции, полученные после сортировки твердых бытовых отходов, направляют на установки их переработки.

Способ осуществлен с помощью устройства переработки бытовых отходов, принятого за прототип, содержащего установку предварительной сортировки, состоящую из загрузочного конвейера и вращающегося барабанного грохота, установку основной сортировки на фракции и перерабатывающие установки (пат. RU №2155108, опубл. 27.08.2000 г.).

В известном способе и устройстве качество основной сортировки повышается за счет последовательного извлечения определенных фракций из отходов, поступивших из барабанного грохота на сортировочный конвейер, поскольку ручная сортировка практически исключает образование фракций, состоящих из различных неоднородных материалов.

Но при этом не выполняются требования по обеспечению санитарных норм, запрещающих любые операции с необезвреженными отходами. Отсутствие обеззараживания отходов снижает качество основной сортировки, не происходит полного извлечения и переработки вторичных продуктов из отходов.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение высокого качества разделения на отдельные фракции сложной смеси отходов, состоящей из большого количества разнородных материалов, с выполнением требований по санитарно-эпидемиологическим нормам, что позволит осуществить полную утилизацию смешанных твердых бытовых отходов при выделении вторичного сырья для дальнейшего использования.

Решение указанной задачи обеспечивается новым способом переработки твердых бытовых отходов, который реализуется при помощи нового устройства.

В способе переработки твердых бытовых отходов, включающем предварительное извлечение крупногабаритного мусора (КГМ) из отходов с последующей подачей отходов загрузочным конвейером во вращающийся барабан, в котором одновременно разрыхляют перемещаемые отходы и разрушают пакеты и мешки с отходами, перемещение отходов, выходящих из вращающегося барабана, посредством сортировочного конвейера на основную сортировку для последовательного извлечения различных фракций отходов, которые передают на вторичную переработку, согласно изобретению предварительное извлечение КГМ осуществляют на площадках-накопителях установки для предварительной сортировки перед подачей отходов на загрузочный конвейер, а перед основной сортировкой отходы подвергают нагреву до температуры 150-250°С в течение 15-40 мин в сушильном вращающемся барабане для их обеззараживания.

Извлечение КГМ, осуществляют с помощью подъемно-транспортного средства, например электротельфера.

Нагрев отходов осуществляют теплоносителем, подаваемым в сушильный барабан от генератора тепла со скоростью 1-10 м/с. Скорость вращения сушильного вращающегося барабана составляет 1-20 об/мин.

При основной сортировке фракции извлекают из перемещаемых сортировочным конвейером отходов в любой последовательности.

В соответствии с изобретением заявленный способ осуществляют в устройстве для переработки твердых бытовых отходов, включающем установку предварительной сортировки, содержащую загрузочный конвейер, установку первичной обработки, выполненную в виде вращающегося барабана со шнековыми ребрами на его внутренней поверхности, установку основной сортировки отходов на фракции, выполненную в виде сортировочного конвейера, вдоль которого расположены рабочие места сортировщиков с люками для сброса определенных фракций, соответствующих каждому рабочему месту, перерабатывающие устройства, отличающийся тем, что установка предварительной сортировки содержит площадку-накопитель для приема отходов и извлечения из них КГМ перед передачей на загрузочный конвейер, а устройство первичной обработки отходов выполнено в виде сушильного вращающегося барабана, взаимосвязанного с теплогенератором и устройством влажной очистки теплоносителя, с образованием замкнутого цикла движения последнего. Ось вращения сушильного вращающегося барабана 5 установлена под углом 2-4° к горизонтальной оси.

Дополнительная площадка-накопитель для извлечения КГМ позволяет перерабатывать большие объемы отходов и использовать для этой цели подъемно-транспортные средства, например электротельферы. Обработка отходов нагревом до 150-250°С в течение 15-40 мин позволяет осуществить подсушивание отходов, обеззараживание без их возгорания и измельчения, что в дальнейшем позволит более эффективно провести основную сортировку и выделить различные фракции. Данные параметры обработки отходов позволяют подвергнуть основной сортировке 100% отходов. При t<150°C не разрушаются полиэтиленовые пакеты с мусором, при t>250°C начинается возгорание полиэтилена и других фракций. Время обработки отходов нагревом обусловлено состоянием отходов по влажности. Более влажные отходы, а также отходы в зимнее время требуют более длительной обработки нагревом.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена установка переработки твердых бытовых и промышленных отходов, вид в плане.

Заявленная линия для переработки твердых бытовых отходов включает установку предварительной сортировки, которая содержит загрузочный конвейер, состоящий по крайней мере из двух последовательно расположенных пластинчатых транспортеров 1, 2, площадку-накопитель 3 для приема отходов 4 и извлечения из них КГМ перед передачей на загрузочный конвейер, установку первичной обработки, выполненную в виде сушильного вращающегося вокруг горизонтальной оси барабана 5, соединенного трубопроводом 6 с газовым теплогенератором 7 и устройством 8 влажной очистки теплоносителя, с образованием замкнутого цикла движения последнего. Сушильный барабан 5 через транспортер 9 взаимосвязан с установкой основной сортировки, состоящей из сортировочного конвейера 10, вдоль которого расположены рабочие места сортировщиков 11 с люками 12 для сброса определенных фракций, соответствующих каждому рабочему месту. Под люками 12 для сброса различных извлекаемых фракций располагаются либо контейнеры, либо передаточные конвейеры (не указаны) для перемещения фракций, отбираемых в процессе основной сортировки, к установкам переработки фракций 13 и в бункер битого стекла 14. В конце сортировочной площадки установлен магнитный сепаратор 15 для отбора лома черных металлов. Улавливаемый металл передают в установки 13, например, конвейером (не указан) для прессовки и складирования. Органические отходы направляются в бункер накопитель 16 для получения компоста.

На внутренней поверхности сушильного барабана 5 выполнены шнековые ребра с шагом 2 м и высотой 20-50 см. Диаметр внутренней поверхности барабана составляет 1500-3600 м, длина 20-40 м. Ось вращения сушильного вращающегося барабана 5 установлена под углом 2-4° к горизонтальной оси для лучшего прохождения мусора. В установке предварительной сортировки размещены контейнеры 17 для крупногабаритного мусора.

Технологическое оборудование размещается в производственных помещениях.

Установка работает следующим образом.

Твердые бытовые отходы (ТБО) 4 поставляются на предприятия в спецавтомобилях и разгружаются на площадку-накопитель 3. Из доставленного мусора тельфером с грейферным захватом удаляются крупногабаритные отходы - детали мебели, остатки крупных бытовых приборов и механизмов и т.д. в контейнер 17 с последующей утилизацией. Остальной мусор бульдозером типа ПУМ сдвигается на транспортер 1 загрузочного конвейера, по которому он подается через ленточный транспортер 2 в сушильный вращающийся барабан 5. В этом вращающемся барабане ТБО под действием температуры от 150°С до 250°С подсушивается, обеззараживается. Отходы продвигаются по внутренней поверхности барабана 5 посредством шнековых ребер и разрыхляются. Полиэтиленовые пакеты под действием температуры деформируются, мусор из них высыпается и перемешивается. Загрузка вращающегося барабана на входе и выходе составляет 1/3 его объема.

Горячий воздух во вращающийся барабан 5 подается по трубопроводу 6 от теплогенератора 7, работающего на природном газе, и движется по нему со скоростью от 1-10 м/с. Скорость потока воздуха регулируется автоматически в зависимости от влажности ТБО. Скорость вращения барабана 5 составляет 1-20 об/мин и регулируется автоматикой в зависимости от влажности ТБО. Отработанный воздух проходит влажную очистку в устройстве 8 и возвращается в теплогенератор 7, т.е. осуществляется замкнутый цикл движения теплоносителя.

Высушенный, разрыхленный, обеззараженный мусор попадает из вращающегося барабана 5 через ленточный транспортер 9 на сортировочный конвейер 10 установки основной сортировки, на котором происходит сортировка ТБО по семи фракциям. Каждый рабочий отбирает только один вид ТБО, которые опускаются в соответствующую воронку 12, откуда отобранные фракции ТБО направляются к перерабатывающим установкам 13, например пресс-пакетировщикам, где они прессуются и доставляются погрузчиками на склад пакетированных отходов. Отбору и пакетировке подлежат следующие фракции ТБО - бумага, цветные металлы, ветошь, ПЭТ отходы и стеклобой. Стеклобой направляется в бункер-накопитель для битого стекла 14. На пресс-пакетировщиках 13 отходы прессуются и обвязываются в 4 ряда лентой.

В конце сортировочного конвейера магнитным сепаратором 15 ведут отбор лома черных металлов. Улавливаемый металл передают в установки 13, например, конвейером (не указан) для прессовки и складирования. Органические отходы направляют в бункер накопитель 16 для получения компоста.

Производительность линии достигает 10000 тысяч тонн в год.

Предлагаемые способ и поточная линия дают возможность:

- осуществить переработку отходов, транспортируя отходы (бытовые, промышленные) из различных мест, минуя свалки, без предварительного складирования и сортировки;

- способ и поточная линия предусматривают комплексную обработку практически всех компонентов отходов;

- в сравнении с известным заявленный способ обеспечивает более высокую эффективность переработки твердых бытовых отходов за счет более высокого качества предварительной сортировки и основной сортировки на фракции вследствие обеззараживания отходов перед их сортировкой, обеспечивает более полное использование всех собираемых отходов, высокую рентабельность и комплексность переработки;

- заявленное устройство, используемое для осуществления способа, имеет более высокую эксплуатационную надежность и производительность.

Применение предлагаемого изобретения в народном хозяйстве позволит использовать в коммунальном машиностроении простую по конструкции, но эффективную линию сортировки многокомпонентных смесей, в частности бытовых отходов.

Формула изобретения

1. Способ переработки твердых бытовых отходов, включающий предварительное извлечение крупногабаритного мусора из отходов с последующей подачей отходов загрузочным конвейером во вращающийся барабан первичной обработки, в котором одновременно разрыхляют перемещаемые отходы и разрушают пакеты и мешки с отходами, перемещение отходов, выходящих из вращающегося барабана, посредством сортировочного конвейера на основную сортировку для последовательного извлечения различных фракций отходов, которые передают на вторичную переработку, отличающийся тем, что предварительное извлечение крупногабаритного мусора перед передачей отходов на загрузочный конвейер осуществляют на площадках-накопителях установки для предварительной сортировки, а перед основной сортировкой отходы подвергают нагреву до температуры 150-250°С в течение 15-40 мин в сушильном вращающемся барабане для их обеззараживания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение крупногабаритного мусора осуществляют с помощью электротельфера.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев осуществляют теплоносителем, подаваемым от генератора тепла со скоростью 1-10 м/с.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при основной сортировке фракции извлекают из перемещаемых сортировочным конвейером отходов в любой последовательности.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость вращения сушильного вращающегося барабана задают 1-20 об/мин.

6. Линия для переработки твердых бытовых отходов, включающая установку предварительной сортировки, содержащую загрузочный конвейер, установку первичной обработки, выполненную в виде вращающегося барабана со шнековыми ребрами на его внутренней поверхности, установку основной сортировки отходов на фракции, выполненную в виде сортировочного конвейера, вдоль которого расположены рабочие места сортировщиков с люками для сброса определенных фракций, соответствующих каждому рабочему месту, перерабатывающие устройства, отличающаяся тем, что установка предварительной сортировки содержит площадку-накопитель для приема отходов и извлечения из них крупногабаритного мусора, а установка первичной обработки отходов выполнена в виде сушильного вращающегося барабана, взаимосвязанного с теплогенератором и устройством влажной очистки теплоносителя, с образованием замкнутого цикла движения последнего.

7. Линия по п.1, отличающаяся тем, что шнековые ребра барабана выполнены высотой 20-50 см с шагом 2 м по всей длине барабана.

8. Линия по п.1, отличающаяся тем, что ось вращения сушильного вращающегося барабана установлена под углом 2-4° к горизонтальной оси.

РИСУНКИРисунок 1