CC BY
253
УДК 504.064.43/658.567
МУСОРОСОРТИРОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКС ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Л.Н. Ольшанская, профессор, д.х.н., Л.С. Коваценко, магистр, Т.Ю. Хомутова, зав. лаб., Энгельсский технологический институт (филиал) ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет, г. Энгельс, Россия
Аннотация. Выданы рекомендации по созданию мусоросортировочного комплекса на территории г. Энгельса на базе предприятия ООО «Пром-экология». Представлены технологическая схема первичной сортировки твердых бытовых отходов и расчет основного оборудования. Проведен маркетинговый анализ рынка вторичных ресурсов, рассчитан показатель рентабельности и срок окупаемости предлагаемого мусоросортировочного комплекса.
Ключевые слова: мусоросортировочный комплекс, твердые бытовые отходы, окупаемость, схема первичной сортировки.
СМІТТЄСОРТУВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ
Л.Н. Ольшанська, професор, д.х.н., Л.С. Коваценко, магістр, Т.Ю. Хомутова, зав. лаб., Енгельський технологічний інститут (філія) ДОУ ВПО Саратовський державний технічний університет, м. Енгельс, Росія
Анотація. Надано рекомендації зі створення сміттєсортувального комплексу на території м.Энгельса на базі підприємства ТОВ «Пром-екологія». Представлено технологічну схему первинного сортування твердих побутових відходів і розрахунок основного устаткування. Проведено маркетинговий аналіз ринку вторинних ресурсів, розраховано показник рентабельності і термін окупності пропонованого сміттєсортувального комплексу.
Ключові слова: сміттєсортувальний комплекс, тверді побутові відходи, окупність, схема первинного сортування.
WASTE SORTING COMPLEX OF SOLID HOUSEHOLD WASTES
L. Olshanskaya, Professor, Doctor of Chemical Science, L. Kovatsenko, magister,
T. Khomutova, head of laboratory, Engels Technological Institute (branch) Saratov State Technical University, Engels, Russia
Abstract. The recommendations concerning the production of the waste sorting complex within the urban area of Engels on the basis of “Prom-ecology” LTD company are given. The technological scheme of the primary sorting of solid household waste and the calculation of expenditures for purchasing the main items of equipment are presented. The marketing analysis of secondary resources market is carried out. The profitability index and the term of recoupment of the offered waste sorting complex are calculated.
Key words: waste sorting complex, solid household waste, recoupment, scheme of primary sorting.
Введение
В настоящее время во всем мире и в России сложилась особенно трудная ситуация с накоплением и утилизацией твёрдых бытовых
отходов (ТБО), которые представляют собой крайне нестабильную неконтролируемую смесь бумаги, картона, пищевых остатков, пластмассы, резины, стекла, строительного мусора, металлов, батареек и т.д.. Предвари-
тельная сортировка ТБО городским населением и коммунальными службами в России практически не проводится. Механическая сортировка ТБО технически сложна и пока не находит широкого применения.
Анализ публикаций
Прямая переработка или сжигание огромных количеств отходов технически весьма проблематична, экологически опасна и экономически неэффективна. Поэтому потребуется неотложное решение проблемы ТБО при обеспечении наиболее экономически и экологически эффективного их использования и переработки с получением полезной продукции [1-4].
Для эффективного обезвреживания отходов необходимы технологии, наносящие минимальный экологический ущерб окружающей природной среде, имеющие низкие капитальные затраты и позволяющие получать прибыль. Разнообразие отходов по химическому составу не позволяет создать универсальную технологию утилизации ТБО.
Анализ предприятия ООО «Пром-экология» и разработка технологической схемы сортировки ТБО
В настоящей работе представлен анализ действующего на территории г. Энгельса Саратовской области лицензированного полигона ТБО ООО «Пром-экология» и разработка рекомендаций по улучшению качества системы обращения с ТБО, путем создания мусоросортировочного комплекса (МСК), который позволит продлить срок эксплуатации городского полигона и сэкономить природные ресурсы за счет вторичного использования отходов.
В настоящее время основным видом деятельности предприятия является эксплуатация городского полигона ТБО, вывоз твердых бытовых отходов от предприятий и организаций.
Полигон введен в эксплуатацию в 2007 г. Срок окончания эксплуатации полигона по рабочему проекту планируется на 2023 год. Приемная емкость полигона составляет 75 000 т/год. При поступлении на полигон отходы на контрольно-пропускном пункте проходят дозиметрический контроль с целью
исключения несанкционированного складирования отходов, содержащих радионуклиды.
На участке складирования предусмотрено устройство 4 котлованов (карт) с целью получения грунта для промежуточной и окончательной изоляции и предотвращения разлива фильтрата по поверхности полигона. Для предотвращения миграции токсичных веществ из ТБО в грунтовые воды днище котлованов изолируется путем сооружения про-тивофильтрационного экрана из геосинтети-ческого бентонитового материала «Р-пласт».
Механическая очистка фильтрата с рабочих карт предусмотрена в двухкамерных септиках с последующей перекачкой осветленных вод на увлажнение рабочих карт. Поверхностные воды с территории полигона самотеком собираются в водоотводный лоток и стекают в септики.
Для контроля над состоянием грунтовых вод запроектированы контрольные колодцы, расположенные в зеленой зоне. На выезде из полигона предусмотрена контрольно-дезинфицирующая зона с устройством железобетонной ванны глубиной 30 см для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна заполняется трехпроцентным раствором лизола и опилками. Промежуточная и внешняя изоляция уплотненных ТБО осуществляется грунтом. Промежуточная изоляция в теплое время года осуществляется ежесуточно, в холодное время года с интервалами не более 3 суток.
На полигоне разрешены к размещению 20 видов отходов третьего, четвертого и пятого классов опасности. В процессе производственной деятельности предприятия образуются 18 наименований отходов 1-4-х классов опасности общим количеством 11,2 т/год. На предприятии расположено 15 неорганизованных источников выбросов вредных веществ в атмосферу. Валовый выброс 15 наименований загрязняющих веществ по предприятию составляет 643,2 т/год.
Согласно рабочему проекту окончание эксплуатации полигона планируется на 2023 год. Однако по факту на полигон поступает больше запланированного количества отходов и тем самым завершение эксплуатации полигона, скорее всего, будет перенесено на 2018 год. Продлить срок эксплуатации полигона возможно путем создания мусоросорти-
ровочного комплекса либо на территории полигона, либо в другой части г. Энгельса.
Поэтому нами разработана и предлагается схема сортировки ТБО (рис. 1), которая представляет собой систему ленточных конвейеров, барабанного грохота, пресса гидравлического, пластинчатых конвейеров.
Рис. 1. Технологическая схема комплекса сортировки ТБО
Прием ТБО осуществляется в приемном отделении. Здесь из ТБО извлекаются крупногабаритные отходы, мебель, электроприборы, для чего предусмотрена подвесная кран-балка. Из приемного отделения отходы пластинчатым конвейером пересыпаются в барабанный сепаратор, служащий для усреднения и разрыхления потока ТБО перед сортировкой и отделения мелкой фракции менее 80 мм, которая характеризуется повышенной влажностью и не подлежит сортировке. Поступающие в грохот отходы моментально подвергаются интенсивному перемещению в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом происходит их резкое разделение и разряжение из спрессованного состояния. Отсев просыпается на конвейерную ленту желобчатого ленточного конвейера, размещенного под барабанным грохотом, и отводится по ней на перегрузку в другой желобчатый наклонный конвейер, приводной барабан которого выполнен из магнитного материала и выполняет функции металлосепара-тора; затем отсев направляется в прессовочное отделение, и далее вывозится на полигон.
Надрешетный продукт передается на сортировочную линию с производительностью 120 тыс .т/год. Сортировочная линия пред-
ставлена ленточным конвейером. Рабочие ручной сортировки производят отбор предметов определенной морфологии и бросают их в сортировочные окна с откидными крышками. Поступившие на сортировочный стол предметы имеют относительно равные размеры, что позволяет производить их удаление с максимальной производительностью и безопасностью для рабочего-сортиров-щика.
Накопленные в отделениях предварительного складирования вторичные материалы периодически сдвигаются погрузчиком на пластинчатый конвейер, который подает их на гидравлический горизонтальный пресс для прессования в тюки заданных размеров, формы и веса.
Бумага, картон, текстиль, полиэтиленовая пленка и пластиковые бутылки прессуются в кипы. Стекло накапливается в контейнерах. Фракция ферромагнитных черных металлов отбирается автоматическим магнитным сепаратором, накапливается в контейнерах. Лом цветных металлов (в основном алюминиевые банки) перед отправкой потребителю также прессуются.
Неотсортированные отходы далее перемещаются на ленточный конвейер, направляющий их в прессовочное отделение, после чего они вывозятся на полигон для захоронения.
Предлагаемые технологические и технические решения являются в настоящий момент наиболее прогрессивными при работе с российским смешанным мусором. Проведен расчет основных элементов схемы сортировки, а именно барабанного сепаратора, ленточного конвейера и пластинчатого конвейера. Барабанный грохот представляет собой стальной корпус с рабочей поверхностью в виде цилиндра. Материал загружается внутрь в одном его конце и разгружается в противоположном. Диаметр отверстий в барабане грохота составляет 80 мм, что позволяет удалять мелкую несортируемую фракцию ТБО. Для равномерного распределения потока отходов предусмотрен шнек с лопастями, который помогает продвижению отходов в сепараторе. Ленточные конвейеры относятся к числу транспортных машин, их применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях различных насыпных и штучных грузов. Несущим и тяго-
вым элементом ленточного конвейера является бесконечно гибкая лента, огибающая на концах конвейера приводной и натяжной барабаны. Лента движется по сплошному металлическому настилу и опирается на роликовые опоры. Сыпучий груз подается на ленту через загрузочный бункер, установленный в начале конвейера у натяжного барабана. Разгрузка происходит на приводном барабане через разгрузочный лоток. Все элементы конвейера монтируются на металлоконструкции, прикрепляемой к фундаменту или к опорным частям здания. Пластинчатый конвейер относится к числу подъемно-транспортных машин и служит для непрерывного транспортирования насыпных штучных грузов. Пластинчатый конвейер устанавливается как горизонтально, так и наклонно. В нашем случае допускаемый угол наклона к горизонту должен быть не более 30°.
Выводы
Ввод в действие МСК, исходя из заданного морфологического состава ТБО и производительности комплекса, позволит вернуть в производство: 38280 тонн бумаги и картона; 4320 тонн текстиля; 2680 тонн полимерной пленки; 2480 тонн пластиковых бутылок; 2300 тонн лома черных металлов; 1120 тонн лома цветных металлов и 5040 тонн стекла.
Затраты на оборудование с учетом установки и прочих расходов составляют 126 686 320,00 руб. Ежегодный доход от работы предприятия составит 104 344 200,00 руб. в год, а чистая прибыль - 54 366 190,00 рублей. Полученная рентабельность 43 % показывает, что проектируемое предприятие не будет носить убыточный характер, а будет самоокупаемым. Срок окупаемости предприятия по переработке ТБО с момента его запуска составит ~ 2,3 года.
Проведенные маркетинговые исследования позволили определить примерный перечень предприятий-потребителей конечной продукции предлагаемого производства, а имен-
но: макулатуры, стеклобоя, полимеров, черных и цветных металлов.
Таким образом, подводя итоги, можно утверждать, что МСК - это не просто еще одна идея для бизнеса, это необходимость, обусловленная реально сложившимися условиями в нашем городе. Это реальный проект и программа как в области защиты окружающей нас природной среды, так и в области повышения уровня экологического сознания у граждан нашего города и страны. Ведь только совместная деятельность правительства и населения может дать заметные результаты в решении современных экологических проблем.
Литература
1. Пономарев М.В. Комментарий к ФЗ «Об
отходах производства и потребления» / М.В. Пономарев, Н.В. Кичигин, Н.А. Енисейская. - М. : Деловой двор, 2009. -232 с.
2. Шубов Л.Я. Технологии отходов (техноло-
гические процессы в сервисе): учебник для ВУЗов / Л.Я. Шубов, М.Е. Ставров-ский, Д.В. Шехирев. - М.: ГОУВПО «МГУС», 2006. - 410 с
3. Леонтьев Л.И. Отходы: воздействие на ок-
ружающую среду и пути утилизации / Л.И. Леонтьев, Ю.С. Юсфин, П.И. Чер-ноусов // Экология и промышленность России. - 2003. - № 3. - С. 32-35.
4. Родионов А.И. Технологические процес-
сы экологической безопасности (Основы энвайронменталистики) : учебник для студентов технических и технологических специальностей / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. - Калуга : Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. - 800 с.
Рецензент: А.В. Полярус, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 25 октября 2010 г.
