УТИЛИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТБО

Источник: http://www.ekoline.ru/pages/metod/util.htm

Селекционный сбор отходов. По составу твердые бытовые отходы можно разделить на три группы:

- «сухие» потенциальные вторичные ресурсы (ПВР), которые могут быть полностью переработаны в товарную продукцию, с применением существующих технологий;
- биоразлагаемые ПВР, которые могут быть переработаны методами анаэробного или аэробного сбраживания с получением товарной продукции для нужд сельского и садово-паркового хозяйств, жидкого или газообразного топлива и т.д.
- прочие виды отходов, в т.ч. отходы из композитных материалов, мелкие фракции, загрязненные отходы и т.д., переработка которых в настоящее время затруднена или невозможна (к этой группе можно условно отнести и опасные отходы, присутствующие в ТБО).

Основной проблемой, мешающей перерабатывать весь объем ПВР является совместный сбор и совместная перевозка всех трех групп ТБО, при которых одна группа отрицательно влияет на качество другой, например – бумага загрязняется пищевыми отходами, биоразлагаемыеПВР загрязняются отходами пластмасс и токсичными отходами.

Из смешанных ТБО путем централизованной сортировки удается выделить только 11-15% «сухих» вторичных ресурсов, компост же из биоразлагаемых ПВР после совместного сбора и транспортировки непригоден для использования в качестве удобрения в сельском хозяйстве, и имеет очень ограниченное применение в городском садово-парковом хозяйстве.

Новые экологически чистые конструкционные, строительные материалы и изделия на основе стеклобоя. Известно, что отходы силикатных производств представляют собой техногенный материал, получение которого сопряжено со значительными энергозатратами, и его вторичная переработка целесообразна не только с позиций экологической безопасности, но и ресурсосбережения.

Безвозвратные потери стекольных производств в виде боя достигают 15-40% от выпуска товарной продукции. В составе бытовых твердых отходов, например, городского мусора, стекло по объему занимает третье место (4-12%) после бумаги и пищевых отходов.

Проблемой массового повторного использования стеклобоя (промышленного и бытового) является его твёрдость, прочность, необходимость сортировки по цвету и химическому составу, высокая энергоёмкость вторичной переработки. Кроме того, стекло практически не разлагается, поэтому рассчитывать на его естественную утилизацию нельзя.

Массовый переход изготовителей пищевых продуктов и напитков на одноразовую стеклянную тару ещё больше обостряет экологические проблемы крупных городов. В среднем, общий объем отходов стекла в год составляет примерно 160-200 тыс. т. (по г. Москве), из которых лишь треть была переработана.

На основе предложенной авторами классификации силикатных отходов по методам их вторичной переработки, выявлены приоритетные направления экобиозащитных технологий: эндо- и экзотермический, а также механохимический способы переработки отходов в порошок (5-800 мкм), гранулы (3-6 мм) и агломераты (1-8 мм). Разработано (выбрано) необходимое оборудование для формирования указанных химико-технологических систем (ХТС) и составлены технико-экономические обоснования рециклинга полученных продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что технологию рекуперации отходов волокна, кучевую загрузку отходов, их плавку при температуре 1300°С ± 50°С, гомогенизацию расплава и термическую грануляцию, осуществляют в реакторе с двойным сводом (в нём размещают теплообменник). Применение такого свода с теплообменником и фильтром позволяет эффективно использовать тепло отходящих газов и снижать перепад температур между верхним и нижним строением плавильного бассейна, что резко снижает выбросы в атмосферу из расплава вредных и дефицитных компонентов (бор, фтор, мышьяк и др.) и значительно улучшает структуру получаемых гранул. Диаметр гранул колеблется от 3 до 6 мм. Производительность по гранулам составляет от 3 до 10 т/сут.

Оптимальные технологические условия в объёме отходов и получаемом расплаве, минимальные потери при сгорании топлива и стабильность химического состава стеклогранул позволяют снизить выбросы (сбросы) вредных веществ в биосферу в 10-20 раз, сэкономить минеральное сырьё (до 45%)и полностью перерабатывать твёрдые отходы.

Установка включает в себя непосредственно 2 инженерных блока и составляет единый комплекс. Первый – блок селективного сбора стеклобоя; оборудование для его переработки, товарный продукт, участок затаривания, полиэтиленовые бочки для хранения стеклопорошка вместимостью 20 л и система пылегазоочистки. Второй – «тягач-шасси» на базе автомобиля ЗИЛ-5301 («Бычок»), платформа которого и служит для монтажа всего технологического оборудования (рис.1).

Основная цель комплекса – полная переработка боя (белого, зелёного, коричневого цветов) в товарный продукт:

- 1А, ПА, ША – гранулы размером 15-30 мм – предлагаются стекловаренным заводам в качестве сырьевого материала – полуфабриката;
- 1С, ПС, П1С – частицы размером не более 100 мкм – предлагаются как наполнители красок, клеящих и антикоррозионных мастик.

Комплекс проведенных в МГУИЭ совместно с АО «Эковтормит» исследований позволил разработать оригинальные технологические способы и оборудование для получения из стеклобоя новых материалов и товаров: микроизделия (микроптарики, микросферы, бисерные шарики); декоративно-облицовочные и строительные материалы (фасадные, интерьерные и тротуарные плитки); покрывные высоконаполненные композиции (стеклочерепица, лакокрасочные материалы, антикоррозионные мастики), а также различные цементные растворы, пластмассы, дорожные и аэродромные покрытия, используемые различными организациями при обслуживании коммунально-бытовых, промышленных, других инженерных и сервисных объектов.

Рисунок 1. Монтажная схема мобильной установки для селективного сбора и переработки бытового стеклобоя (на базе шасси ЗИЛ-5301 «Бычок» — вид сверху):
1 — дизельная электростанция; 2 — рельсы; 3 — общий блок управления; 4 — вентилятор; 5 — готовая продукция (в п/э бочках вместимостью 20 л); 6, 7 — фильтр патронный или кассетный (основной и резервный); 8 — кран-балка (манипулятор); 9 — бункер накопительный; 10 — дробилки; 11 — классификатор; 12 — установка упаковки (растаривания); 13 — измельчитель; 14 — профнастил; 15 — питатель винтовой (устанавливается по технической необходимости заказчика).

Например, предложен состав антикоррозионной композиции, предназначенной для обработки и восстановления покрытий днища и колесных арок кузова легковых автомобилей, а также для защиты химического и нефтегазового оборудования. За счет введения в битумную основу стеклянных наполнителей – микроизделий или их отходов, увеличивается гидрофобность и адгезионная способность, возрастает ударная прочность и термостойкость покрытия, а также повышается проникающая способность наносимой композиции. Применяемый наполнитель не требует предварительной подготовки. Сферическая форма частиц обеспечивает равномерное распределение напряжений и повышение общей пластичности. Мелкодисперсный состав наполнителя делает возможным нанесение тонкослойных покрытий толщиной до 0,5-2 мм, а небольшой разброс по размерам, а также их малая плотность (особенно микросфер) снижают склонность мастики к расслоению и обеспечивают стабильность ее физико-химических свойств по объему и во времени. Оптимальная средняя плотность микро шариков составляет 2,3-2,7 г/см³.

Разработано аппаратурно-технологическое оформление линии для производства воднодисперсионной краски интерьерного и фасадного составов. Воднодисперсионная композиция наносится на бетонную, отштукатуренную, кирпичную, деревянную и другие поверхности без предварительной их подготовки. Срок службы покрытия по сравнению с аналогом возрос в 3-7 раз.

Резкое увеличение масштабов гражданского строительства и объектов социально-культурного назначения вызывает необходимость создания новых декоративно-облицовочных материалов широкого ассортимента с повышенными эксплутационными свойствами. Они должны также обеспечить защиту несущих конструкций зданий и сооружений от воздействия разрушающих климатических факторов. До настоящего времени отделка зданий производится природными и искусственными материалами. Высокая стоимость, например, гранита и мрамора, и нестабильность цветовой гаммы искусственных плит, получаемых часто также из минерального сырья, ограничивают их массовое использование.

В связи с этим авторами разработаны оригинальные варианты нового искусственного декоративно-облицовочного материала на основе отходов производства стеклянного волокна. Одним из заменителей природно-декоративных строительных материалов являются стеклокристаллические материалы, которые в настоящее время получили широкое распространение благодаря высоким декоративным и физико-механическим свойствам.