CC BY
22УДК 62
А.И. Мурзина, Г.Ю. Федоров МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ
В данной работе рассматривается механическая обработка твердых отходов.
Ключевые слова: измельчение, твёрдые бытовые отходы (ТБО, прессование и компактирование отходов, брикетирование, дробилки.
Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост производства и потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых отходов.
Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) при размещении в окружающей среде занимают огромные площади, тем самым выводя их из полезного хозяйственного оборота, вместе с тем засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того, они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических веществ в окружающую природную среду. Это может создавать определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти твердые промышленные и бытовые отходы могут нарушать экологическое равновесие в окружающей среде. С другой стороны, твердые промышленные и бытовые отходы следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленнозначимо характеризовать содержанием в них ряда ценных, практически бесплатных компонентов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве и т.п.
Твёрдые бытовые отходы (ТБО) - предметы илитовары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая частьотходовпотребления. ТБО делятся также наотбросы (биологические ТО) и собствен-нобытовой мусор, а последний часто на бытовом уровне именуются простомусором.[1]
Для промышленных отходов, утилизация которых не связана с необходимостью проведения фазовых превращений или воздействия химических реагентов, но которые не могут быть использованы непосредственно, применяются два вида механической обработки: измельчение и компактирование (прессование). Это в равной степени относится к отходам как органического, так и неорганического происхождения.
Измельчение - это процесс уменьшения размеров частиц твердого тела до требуемых размеров путем механического воздействия.
После измельчения, за которым может следовать фракционирование, отходы превращаются в продукты, готовые для дальнейшего использования. Твердый материал можно разрушить и измельчить до частиц желаемого размера раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, распиливанием, истиранием и различными комбинациями этих способов. Классификация основного оборудования для измельчения твердых продуктов следующая:
-измельчители раскалывающего и разламывающего действия - щековые, конусные, зубовалковые и другие дробилки;
-измельчители раздавливающего действия - гладко-валковые дробилки, ролико-кольцевые, вертикальные, горизонтальные и другие мельницы;
-измельчители истирающе-раздавливающего действия - шнековые измельчители, бегуны, катко-во-тарельчатые, шаро-кольцевые, бисерные и другие мельницы;
-измельчители ударного действия - молотковые измельчители, бильные, шахтные мельницы, дезинтеграторы, центробежные, барабанные, газоструйные мельницы;
-ударно-истирающие и коллоидные измельчители - вибрационные, планетарные, виброкавитаци-онные и прочие мельницы,реактроны;
-прочие измельчители (пуансоны, пилы и т.д.).
По размеру кусков исходного сырья и конечного продукта измельчение условно делят на несколько классов, исходя из которых выбирают измельчающее оборудование.
© Мурзина А.И., Федоров Г.Ю., 2015.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2015. № 5 (44). Том 1
Таблица 1
Классификация методовизмельчения
Класс измельчения Размер кусков до измельчения, мм Размер кусков после измельчения,мм
крупное 1000 250
среднее 250 20
мелкое 20 1-5
Помол грубый 1-5 0,1-0,04
средний 0,1-0,04 0,005-0,0015
тонкий 0,1-0,02 0,001-0,005
коллоидный -0,1 -0,001
При выборе тех или иных измельчителей необходимо учитывать ряд факторов, главными из которых являются вид и характер отходов, их размеры и количество, необходимая степень измельчения и конечный размер дробленого материала, особые свойства измельчаемых отходов. Иногда, если необходимо измельчить очень крупные отходы, их предварительно режут, используя дисковые пилы и ленточ-нопильные станки на более мелкие куски, которые могут быть далее измельчены на стандартном оборудовании вплоть до самой тонкой фракции помола. [2]
Прессование и компактирование отходов. Механическое прессование и компактирование твердых отходов (промышленных и бытовых, органических и неорганических) является одним из основных методов уменьшения их объема с целью более рационального использования транспорта, перевозящего отходы к местам их утилизации и складирования.
Прессование не только уменьшает объем отходов, но и в ряде случаев повышает рациональность их дальнейшего использования. Например, прессование металлической стружки в кипы приводит к снижению потерь металла на угар в процессе плавки в вагранках и доменных печах.[3]
Брикетирование древесных отходов повышает теплоту сгорания опилок и стружки. Плотные брикеты могут использоваться в качестве твердого топлива.
Производительность варочных котлов в гидролизном производстве увеличивается при загрузке этих котлов не опилками, а опилочными брикетами. Брикетирование опилок целесообразно при их транспортировании, так как повышается вместимость транспортных средств и облегчаются погрузочно-разгрузочные операции.
Процессы предварительного уплотнения с целью повышения производительности стадии измельчения иногда необходимо применять для тех отходов, которые обладают низкой насыпной плотностью (например, отходы пенопластов, пленочные обрезки и т.д.). Для уплотнения таких отходов используют дисковые уплотнители, представляющие собой грануляторы с фрикционными дисками, один из которых вращается, а другой неподвижен. Спекание и уплотнение отходов происходит за счет теплоты трения, образующейся при вращении диска.
Для брикетирования металлолома используют пакетировочные прессы Б 132 и БА 1330 отечественного производства. Особенность работы этих прессов в том, что прессование осуществляется последовательно в трех плоскостях, в результате чего получают прочные компактные брикеты. Пресс содержит камеру прессования с несколькими плунжерами, гидравлическую аппаратуру с баком для масла, механизм загрузки камеры. [4]
Для уплотнения отходов швейного производства и других сухих материалов у нас в стране выпускаются вертикальные прессы ПУ-1 и ПУ-2.
Однокамерный винтовой пресс модели ПУ -1 состоит из рамы, прессующей платформы, привода, камеры и тележки. Материал загружают через откидную стенку в установленный на тележке ящик (прессовальную камеру) и вместе с тележкой заводят в пресс. Специальные направляющие обеспечивают точную установку ящика под нажимной платформой. После завершения прессования боковые стенки ящика опускаются на вторую тележку, а оставшаяся между нажимной платформой и тележкой кипа перевязывается проволокой. Далее нажимная платформа поднимается, из под нее вывозится тележка с заполненным новым ящиком.
Двухкамерный пресс ПУ-2 предназначен для прессования кип из текстильного лоскута. Пресс обеспечивает одновременное прессование двух кип массой 80-100 кг каждая. Камера прессования разделена металлическим листом на две части, каждая из которых имеет по две откидные дверцы для удобства выемки готовых кип. Скорость движения прижимной плиты регулируется в пределах 1-1,6 м/мин. Пресс обслуживают двое рабочих. Масса пресса - 1507 кг.
Более легкий вертикальный пресс ПШ-3 предназначен для прессования шерсти. Кипы материала связываются проволокой или зашиваются в мешковину. Пресс легко разбирается и транспортируется в автомобиле. Производительность его за смену 2-2,5 т.
Для прессования сена, соломы, бумаги и т.п. материалов Промышленностью выпускаются горизонтальные прессы ПСМ -5 и ПСМ -5А. Прессы установлены на колесах и не нуждаются в специальном фундаменте; они оборудованы транспортером для подачи материала в приемную воронку и выбиватели, а также устройством для увязки готовых тюков проволокой.
В настоящее время за рубежом, особенно в странах Западной Европы, широкое распространение получила сеть перегрузочных станций, на которые от домовладений и предприятий обычными мусоровозами привозится бытовой и промышленный мусор. На этих станциях мусор разгружается в воронки прессующих устройств и откуда уже в значительно уменьшенном объеме выталкивается в специальные металлические контейнеры. Прессование отходов позволяет значительно сократить количество требуемого автотранспорта, что особенно выгодно при перевозке отходов на большие расстояния.
Прессование при высоких давлениях - один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов (свалок). Уплотненные отходы дают меньшее количество фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность возникновения пожаров, эффективнее используется земельная площадь полигона, а следовательно и нагрузка на окружающую среду.
В настоящее время есть решения по использованию спрессованных блоков отходов,на пример в строительстве, в качестве строительных элементов, например, при строительстве дамб. В этом случае отходы заключают в проволочную сетку и покрывают расплавленным асфальтобетоном или полимерной пленкой [5].
Библиографический список
1.Бобович Б.Б., Девяткин В.В. «Переработка отходов производства и потребления»: Справочное издание -М.: Интермет Инжиниринг, 2000.
2. Систер В. Г., Мирный А. Н., Скворцов Л. С. Твердые бытовые отходы (сбор, транспорт, обезвреживание). Справочник - М., 2001.
3. Кузнецов В.Л.. Крапильская Н.М., Юдина Л.Ф. Экологические проблемы твердых бытовых отходов. Сбор. Ликвидация. Утилизация: Учебное пособие. - М.: ИПЦ МИКХиС, 2005. - 53 с.
4. Равич Б. М., Брикетирование в цветной и черной металлургии, М., 1975.
5.Гальперин М В.Экологические основы природопользования: Учебник.- М.: ФОРУМ: ИНФА - М,2002.
МУРЗИНА Алсу Ильшатовна - студент кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет.
ФЕДОРОВ Георгий Юрьевич - доцент кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет.
