Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Сортировка твердых бытовых отходов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Самостоятельная работа

по дисциплине:

Управление техногенными отходами

тема:

«Сортировка отходов»

Пермь, 2012г.

СОДЕРЖАНИЕ

Сортировка мусора, как составная часть решения проблемы ТБО

Сортировка ТБО является определенной проблемой. Состав ТБО неоднороден. В них находятся различные фракции, которые представляют интерес для использования в качестве вторичного сырья. С другой стороны извлечь их каким-либо механическим устройством достаточно сложно, т.к. они находятся в общей массе мусора.

Сложность сортировки ТБО, приводит к тому, что для крупных городов рассматриваются варианты использования ТБО в качестве топлива. Однако следует учесть, что в этом случае происходит загрязнение атмосферы аэрозолями тяжелыми металлами, а также при этом могут образовываться полихлорированные дибензо-диоксины и другие токсичные органические соединения. Многоуровневая очистка отходящих газов мусоросжигательных заводов (МСЗ) значительно увеличивает стоимость произведенной электроэнергии. Даже в случае создания МСЗ предварительная сортировка мусора является важным технологическим элементом, позволяющим извлечь вторичные ресурсы и снизить воздействие на окружающую среду МСЗ. Если для крупных мегаполисов с численностью населения свыше 1 млн. человек, создание МСЗ, может рассматриваться как, один из вариантов решения проблемы ТБО, из-за относительно более высокой стоимости земли для организации полигонов ТБО и высоких транспортных расходов по вывозу мусора, то для городов с численностью населения 500тыс.- 1 млн. жителей, а тем более с меньшей численностью более эффективными могут оказаться другие способы решения этой проблемы.

Для сортировки ТБО могут использоваться два возможных подхода:

- сортировка мусора в месте сбора, т.е. в каждой квартире и собирать различные фракции раздельно;

- сортировать всю массу бытового мусора, перемешанного в мусоропроводах или общих контейнерах централизовано, на специальных предприятиях с помощью различных механизированных линий и устройств.

Следует отметить, что в многоэтажных домах (где 6 и более этажей), оборудованных мусоропроводами, осуществлять сортировку по первому пути практически невозможно. Трудно также организовать раздельный сбор в условиях существующих жилых помещений, и решить вопрос своевременного вывоза разделенных фракций. Для комплексной сортировки мусора можно говорить только о механизированной линии на специальных предприятиях.

Опыт применения различных механизированных устройств для сортировки ТБО показал, что их использование имеет очень низкую экономическую эффективность. Например, процент извлечения черного металла с использованием магнитной сепарации оказался очень низким. Устройства по выделению бумаги и тряпья постоянно забивались этими фракциями и выходили из строя, что требовало постоянного наблюдения за ними технического персонала. В цехе по механизированной сортировке ТБО создаются вредные, неблагоприятные для здоровья людей антисанитарные условия. При этом осуществляется лишь частичная сортировка ТБО.

Из сделанного анализа видно, что, несмотря на актуальность данной проблемы, решение ее вызывает определенные сложности. Поэтому целесообразно рассмотреть метод сортировки ТБО, который включал бы в себя преимущества обоих подходов, при этом, по возможности, исключал бы их негативные моменты. В качестве такого подхода можно рассмотреть ручную сортировку перемешанных или частично перемешанных ТБО с транспортерной ленты.

Преимуществом такого метода является то, что для разделения фракций ТБО используются возможности человека – участника технологического процесса, эффективная замена которого механизмами при сложном составе сортируемого мусора в настоящее время, по-видимому, не представляется возможной.

Не используются сложные механические устройства для разделения фракций. Основным механизированным устройством является транспортерная лента. При этом работники могут быть оснащены дополнительными вспомогательными устройствами – мини-грабли, нож-секач и пр.

К недостаткам метода можно отнести необходимость использования ручного труда, соответственно более высокие требования к технике безопасности. Неполное извлечение различных фракций ТБО (извлечение мелких составляющих фракций в этом методе также нецелесообразно).

Из приведенного анализа преимуществ и недостатков предлагаемого метода видно, что такой подход вряд ли возможен при большом объеме ТБО, т.к. для сортировки потребуются значительные людские ресурсы. При высоком уровне заработной платы экономическая эффективность метода также окажется достаточно низкой. Поэтому такой метод может оказаться экономически мало эффективным для крупных городов. В то же время для городов с численностью населения до 1млн. человек он может быть приемлем.

Существующие подходы к организации сортировки ТБО таким способом показывают, что подобные линии, как правило, создаются на мусороперегрузочных станциях.

Системы раздельного сбора отходов на источнике

Организация раздельного сбора мусора - это комплекс мероприятий по вовлечению жителей, предпринимателей и юридических лиц в работу по раздельному сбору отходов предусматривающую: разделения отходов на этапе их образования у источника мусора (магазины, офисы, квартиры и др).

Раздельный сбор позволяет выделить из общей массы отходов так называемые “полезные фракции” − материалы, которые могут быть переработаны и использованы повторно. Наиболее распространенными видами перерабатываемых вторресурсов являются различные виды пластика, стекло, бумага и картон, жесть и алюминий: эти фракции могут составлять до 50% общего объема бытовых отходов.

Таким образом, извлечение вторичных ресурсов из отходов в результате раздельного сбора, с одной стороны – существенно сокращает объем мусора, вывозимого на мусорные полигоны и свалки. С другой стороны, изготовление новой продукции из этого вторичного сырья позволяет снизить уровень потребления природных ресурсов, в т. ч. и невозобновляемых, и уменьшить загрязнение окружающей среды.

В настоящее время повсеместно распространено мнение о том, что в России нет переработки, и все разговоры о раздельном сборе – это всего лишь теоретические рассуждения о вопросах, практическая реализация которых пока невозможна. Однако во всех регионах России работает множество компаний, занимающихся сбором различных вторичных ресурсов и их переработкой, которые производят из утилизированных отходов полуфабрикаты или новые вещи.

Для раздельного сбора мусора площадки оборудуются контейнерами с соответствующей маркировкой:

контейнер с синей наклейкой и надписью «БУМАГА КАРТОН»;
контейнер с оранжевой наклейкой и надписью «ПЛАСТИК СТЕКЛО МЕТАЛЛ»;
контейнеры или бункер для смешанных отходов, который ранее использовался для сбора всех отходов (рис.1)

Рис.1 Контейнеры для раздельного сбора ТБО

Каждый вид контейнеров обслуживается раздельно, а отходы не смешиваются между собой. Раздельно собранные отходы отправляются на переработку, смешанные отходы на свалку.

Правила раздельного сбора отходов

Жители самостоятельно разделяют отходы и складируют их в разные контейнеры. Отходы можно разделять дома в разные пакеты, которые потом выбрасываются в контейнеры для разного вида отходов, или уже на контейнерной площадке, раскладывая отходы из одного пакета в разные контейнеры.

В домах оборудованных мусоропроводами, «полезные» отходы нужно вынести на контейнерную площадку самостоятельно, а смешанные отходы выбросить в мусоропровод.

Контейнеры для раздельного сбора заполняются в среднем за 2-3 дня. Следует отметить, что контейнер для бумаги и картона заполняется в среднем в 1,4 раза быстрее, чем контейнер для пластика, стекла и металла, кроме того, крупные картонные коробки зачастую не складывают в контейнер, а оставляют на прилегающей территории. В среднем в контейнеры для раздельного сбора отходов попадало 4-8 % всех отходов.

Твердые бытовые отходы поставляются на комплекс в спец автомобилях, разгружаются непосредственно на заглубленную, горизонтальную часть приемного конвейера. При большом количестве ТБО разгрузка может производиться на площадку рядом с заглубленной частью конвейера и после сдвигаться на конвейер погрузчиком для обеспечения равномерной подачи сырья на конвейер. Далее сырье по наклонному конвейеру поднимается на сортировочный конвейер. Рабочие ручной сортировки производят отбор предметов определенной морфологии и бросают их в сортировочные окна с откидными крышками в нижней части окна. Не отсортированные отходы (“хвосты”) далее перемещаются по ленте.

Мусоросортировочная станция состоит из 2-х конвейеров и платформы что позволяет отсортировать до 70тыс тон ТБО в год при использовании 10-12 постов.

ТБО, поступающие на переработку в мусоровозах, могут быть собраны либо раздельным способом, когда каждый вид отходов находится в отдельном контейнере, либо нераздельным способом, т. е. в смешанном виде. Отходы, собранные раздельным способом, не нуждаются в сортировке и, поступая на мусоросортировочную станцию, сразу брикетируются и отправляются на вторичную переработку. Процесс брикетирования позволяет уменьшить объем отходов в 5-6 раз, что существенно сокращает затраты на транспортировку. Отходы, поступающие на переработку в смешанном виде, проходят весь процесс сортировки и брикетирования, предусмотренный технологией и осуществляемый с использованием оборудования мусоросортировочных комплексов компании «Станкополимер». На выходе технологического процесса такие отобранные фракции как бумага, картон, текстиль, полиэтиленовая пленка, ПЭТ-бутылки, алюминиевые банки брикетируются, другие фракции, такие как стекло (бой и целые емкости), черные металлы, цветные металлы собираются в отдельные контейнеры и в таком виде поступают на переработку. Оставшаяся часть отходов, не предназначенная для дальнейшей переработки, так называемая неделовая часть («хвосты»), может, брикетируется в прессе и вывозится для захоронения на полигон. Так же транспортировка «хвостов» может осуществляться в мусоровозах или пресс-компакторах, либо непосредственно на полигон, если оборудование комплекса размещается на его территории.

Оборудование комплексов может располагаться на имеющихся производственных площадях, а в случае их отсутствия - в быстровозводимых зданиях ангарного типа из легковозводимых конструкций. Оборудование может быть размещено как на полигонах, так и непосредственно в пределах населенных пунктов, что определяется компактностью комплексов и экологической чистотой процесса.

Примеры систем раздельного сбора мусора за рубежом

Швейцария

Каждый житель Швейцарии обязан сортировать мусор – это закон. Нарушителям – крупный штраф. За соблюдением закона следит мусорная полиция, которая способная найти и привлечь к суду даже человека, выбросившего из окна машины окурок. Тот же, кто не желает «пачкать руки», должен заплатить налог, чтобы его отходами занялся "специалист".

Еще одна прямая обязанность каждого законопослушного швейцарца – привезти рассортированный мусор на пункты приемки, откуда его направляют на перерабатывающие предприятия.

Система сортировки мусора в Швейцарии доведена до крайности. В стране на перерабатывающие заводы попадает более 90% использованной стеклотары.

На улицах Женевы расставлены металлические контейнеры для битых и нестандартных бутылок, причем стекло сортируется по цвету: белое, зеленое, коричневое, для этого на контейнерах имеются соответствующие надписи.

Почти треть печатной продукции тоже возвращается в пункты приема вторсырья. Батарейки, содержащие опасные для живых организмов реагенты, никогда не выбрасываются в мусорное ведро, как и старые электрические приборы, домашняя техника, строительный мусор. Например, для отработанных батареек вокруг крупных магазинов и школ ставят "скворечники" – небольшие ящики.

Отдельно собираются PET-бутылки (пластиковые), лампы дневного света, консервированные банки (их жители обязаны спрессовать с помощью домашнего магнитного пресса).

США

В США также развит раздельный сбор мусора – он должен выбрасываться в строго определенные контейнеры. Действует система штрафов. В Штатах работают более 550 мусороперерабатывающих заводов – местным жителям предлагается лишь сдавать пригодные к переработке отходы. Также существует возможность сдать бытовые отходы за плату в коммерческие структуры, которые сортируют, пакуют и продают мусор предприятиям. Некоторые штаты США используют систему депозитов: при покупке товаров в таре (например, в бутылках), которую можно переработать, покупатель платит определенную сумму в качестве залога. При сдаче бутылки он получает эти деньги обратно.

В последние десятилетия в США начал использоваться новый метод борьбы с отходами – их минимизацию: предприниматели выпускают более экономичные упаковки, а потребители учатся многократно использовать имеющиеся в наличии предметы. Программа называется RRR – Reduce, Reuse, Recycle (Уменьшить потребление. Использовать снова. Переработать).

Оборудование для сортировки твердых бытовых отходов

Ручная сортировка

Процесс сортировки ТБО начинается в загрузочном отделении, где отбираются крупногабаритные отходы, представляющие собой цельные изделия или фрагменты изделий с габаритами 600х600мм или 800х200мм, а так же весом более 6кг. Они отделяются и удаляются за пределы загрузочного отделения.

Оставшиеся отходы подаются на предварительную разборку, где отделяются крупные листы картона, полиэтиленовая пленка, стекло.

Далее отходы поступают в барабанный или динамический сепаратор (выбор оборудования зависит от производительности комплекса), где происходит отделение мелкой фракции, размер которой определяется размерами отверстий сита сепаратора.

Затем отходы поступают на сортировочный конвейер, где операторы отбирают из общей массы мусора сырье, пригодное для вторичного использования.

Вторичное сырье - бумага, картон, текстиль, полиэтиленовая пленка, ПЭТ-бутылки, алюминиевые банки - брикетируются, стекло (бой и целые емкости), черные металлы, цветные металлы, собираются в отдельные контейнеры и направляются на переработку.

Неделовая часть отходов («хвосты») брикетируется и вывозится для захоронения на полигон.

Отходы прессуются до плотности естественных грунтов, что позволяет, помимо снижения затрат на транспортировку, осуществлять захоронение отходов на полигоне по многоуровневой схеме, существенно сокращая площади полигонов, уменьшая количество газовыделения и фильтрата в грунтовые воды.

Автоматическая сортировка

Автоматическая сортировка основана на использовании системы оптического сканирования, позволяющей извлечь различные материалы из смешанного или однородного потока отходов, учитывая физические и химические характеристики материала.

Это позволяет осуществлять более качественный и полный (по сравнению с ручной сортировкой) отбор из общей массы поступающих на сортировку смешанных отходов полезных фракций, пригодных для переработки, одновременно подготовив их к дальнейшему технологическому процессу переработки.

Возможности машины автоматической сортировки включают в себя статистическое определение материала на входе, возможность переключения режимов сортировки, а также дополнительные функции управления и наблюдения за процессом сортировки с пульта управления.

Использование автоматической сортировки позволяет извлекать до 98% определенного вида вторичного сырья.

Узел автоматической сортировки представляет собой оптический сканер, установленный над высокоскоростным ленточным конвейером, который распознаёт материал (до 10000000 считываний в секунду).

Инфракрасные датчики принимают и анализируют отраженные спектры.

Анализ ведется по величине, форме, структуре и цвету материала. Далее подается сигнал на пневматическую установку, и запрограммированный в сканере материал отстреливается в соответствующий бункер.

Система сортировки TITECH

Многофункциональная система сортировки TITECH предназначена для извлечения различных материалов из смешанного или однородного потока отходов. Оборудование TITECH autosort производит автоматическую сортировку самых разнообразных материалов из потоков бумаги и картона (в отпечатанном виде, с покрытием или необработанные), а также подходит для сортировки многих видов пластика.

Принцип работы оборудования Titech основывается на работе сенсора близкого действия (NIR) и сенсора (VIS), который работает в диапазоне частот видимого света, улавливают характерное отражение спектра с очень высоким оптическим разрешением. Двойное сканирование делает возможным увеличить расстояние между сканером и транспортером при сохранении высокой степени разрешения. Высокотехнологичный (NIR Spektrometer) сенсор различает материалы по специфическому для каждого материала спектру излучения. Продукт (машина) оборудован двумя различными сенсорами для различных областей спектра. Сенсор (VIS), работающий в области спектра видимого света, различает материалы по специфическому отражению цвета различных материалов. Оба сенсора могут комбинироваться и дополнять друг друга.

Система быстро настраивается на желаемые результаты сортировки посредством выбора различных программ сортировки, которые уже опробованы и отработаны.

Отходы идентифицируются и разделяются по форме, цвету и свойствам материала. Распознанные компоненты перемещаются к соплам подачи сжатого воздуха, каждое из которых запрограммировано удалять только один вид компонента, сдувая его в соответствующий контейнер. Все нераспознанные компоненты продолжают движение до конца сортировочного участка, где попадают в ёмкость для отходов.

Сортировка с использованием оборудования TITECH это:

Высокая чистота отобранных фракций - до 98%;
Высокая производительность - до 95%;
Высокая точность – распознаются даже самые маленькие частицы;
Высокая пропускная способность - до 11 тонн в час, в зависимости от области применения и типа материала;
Получение высококачественных годных для повторного использования материалов – приблизительно 60 % поступающего потока;
Экономичное увеличение эффективности сортировки.
Низкие эксплуатационные расходы

Сравнение ручной и автоматической сортировки

В настоящее время на территории РФ используется в основном ручная частично механизированная сортировка ТБО, производительность которой 7-12%, что делает линии мощность более 50 тыс. тонн в год нерентабельными. Оптическая сортировка с помощью оборудования Titech выигрывает у ручной сортировки по показателям производительности (45-50%), по показателям чистоты отбираемого вторичного сырья, что делает её более эффективной и экономически рентабельной в рыночных условиях.

Материал	Машина кг/ час	Рабочий кг/час	Кол. рабочих для замены одной машины
Пленки	4000	70	57
Бумага	11000	180	61
Стекло	12000	400	30
ПЭТ бутылки	7000	120	58
ПП	3000	120	25
ПЕ ВД	3000	140	21

Как видно из таблицы, производительность одной машины соответствует производительности десятков рабочих. Оборудование Titech выигрывает у ручной сортировки не только по показателям производительности (45-50%), но и по чистоте отбираемого вторичного сырья. Дело в том, что человек в некоторых случаях не способен отличить сортируемый материал. Это приводит к загрязнению продукта примесями и трудному сбыту на рынке вторичных ресурсов. Такие материалы требуют дополнительных технологий обработки, а значит, дороже для переработчика.

Если посмотреть на результаты сравнения затрат переработки отходов, можно увидеть, что затраты при сортировке на автоматическом оборудовании в несколько раз ниже при чём экономический эффект гораздо выше, чем при ручной сортировке. Это делает использование оптического оборудования экономически более рентабельным в рыночных условиях.

Материал	Кол-во тонн продукта в год	Рыночная цена за тонну евро	Затраты за тонну ТБО при машинной сортировке EUR/t	Экономический эффект EUR/t	Затраты за тонну ТБО при ручной сортировке EUR/t	Экономический эффект EUR/t
Пленки	19000	90	9	81	40	50
Бумага	65000	35	7	28	15	20
ПЭТ	16000	110	8	102	23	87
ПП	11000	45	9	36	23	22
ПЕВД	9500	75	10	65	23	52

Несмотря на более высокие капитальные вложения, оптическая сортировка выигрывает по эксплуатационным затратам, а также позволяет увеличить экономическую эффективность сортировки за счёт большей производительности и чистоты отбираемого вторичного сырья.

Заключение

Морфологический состав раздельно собираемого вторичного сырья достаточно благоприятен. Доля “балластных” фракций за период измерений поддерживается на достаточно стабильном уровне – около 30% (около половины, которых составляет бой стекла, не поддающийся ручной сортировке). Таким образом, можно утверждать, что основная масса населения не складирует смешанные ТБО в контейнеры для раздельного сбора. Следует отметить, что доля “балластных” фракций может быть понижена при расширении ассортимента отбираемого вторичного сырья за счет полиэтиленовой пленки, композитных пакетов из-под напитков и др.

Раздельный сбор ТБО не приводит к образованию “чистых” фракций вторичного сырья, пригодных для прямой реализации перерабатывающим предприятиям. В составе раздельно собранных ТБО неминуемо будут присутствовать обычные “смешанные” ТБО, ошибочно складированные в контейнеры для раздельного сбора, а также фракции, в настоящий момент не имеющие коммерческой ценности (например, полиэтиленовые пакеты). Таким образом, раздельный сбор ТБО должен рассматриваться как метод предварительного “обогащения” вторичного сырья, повышающего эффективность дальнейшей промышленной сортировки.

Удельная стоимость вторичного сырья в 1т раздельно собранных ТБО значительно превышает таковую для смешанных ТБО, что повышает “отдачу” комплексов по промышленной сортировке. Между тем, раздельный сбор ТБО требует дополнительных затрат. Таким образом, экономическая эффективность раздельного сбора будет зависеть от величины дополнительных расходов на сбор и транспортировку ТБО.

Список использованной литературы

Дарулис П.В. Отходы областного города. Сбор и утилизация. – Смоленск, 2000.- 520 с.
Пурим В.Р. Бытовые отходы. Теория горения, обезвреживание, топливо для энергетики.- М: Энергоатомиздат, 2002.- 112 с.
Интернет-сайты Механического завода «Спецтранс», г.С.-Петербург: www.spectrans.spb.ru; www.musor.spb.ru.
eco.ria.ru/documents/20100521/236953849.html#ixzz219Zbd0WK
http://www.wildlife.by/node/17608

Сортировка твердых бытовых отходов 📙 Реферат → 🆔 256331