СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ
TREATMENT OF SOLID HOUSEHOLD WASTES OF VEGETABLE ORIGIN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области переработки твердых бытовых отходов (ТБО), содержащих органические составляющие, и может найти применение в коммунальном хозяйстве, энергетике, сельском хозяйстве и других отраслях промышленности.
Уровень техники
ТБО из жилого сектора разделяются на крупногабаритные и отходы небольших размеров, которые собираются в мусорные контейнеры и вывозятся мусоровозами на полигон ТБО. Крупногабаритные отходы, входящие в состав ТБО, составляют в зимний период от 10 до 15% в жилом секторе, застроенном многоэтажными домами, и 15-20% - в летний период. В жилом секторе, застроенном частными домовладениями, крупногабаритных отходов больше из-за отходов от приусадебных участков, их количество составляет от 10 до 15% зимой и от 25 до 35% - в остальные времена года. По морфологическому составу крупногабаритные отходы состоят практически на 95% из отходов органического содержания, 3% - металлы от разборки бытовой техники и 2% прочие отходы, подлежащие сдаче на полигон ТБО. Из органических отходов порядка 80% составляют растительные отходы (обрезь деревьев, опавшая листва, ботва с приусадебных участков). Указанные отходы также вывозятся для захоронения на полигоны ТБО, которые, как правило, расположены на значительном расстоянии от мест сборки ТБО.
Известны различные способы переработки бытовых отходов: накопление на полигонах и естественное их разложение с частичным сжиганием на открытом воздухе; сплав дробленых бытовых отходов в канализацию; переработка отходов в компост и биотопливо; сжигание отходов и др.
Известен способ переработки бытовых отходов (патент РФ на изобретение №2048462, C05F9/00, опубл. 20.11.1995), в соответствии с этим способом бытовые отходы высушивают при температуре 75-105°С, извлекают металлические включения и опрессовывают их в тюки. Оставшуюся массу бытовых отходов 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.
Недостатком известного способа является то, что производительность такой технологии ограничена, технология энергоемка, требует для реализации большого количества электроэнергии.
°
Известен способ переработки бытовых отходов (патент РФ на изобретение №2238156, B09B3/00, B03B9/06, C05F9/00, опубл. 20.10.2004), 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, причем 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 150-250С в течение 15-40 мин в сушильном вращающемся барабане для их обеззараживания.
Недостатком известного способа переработки бытовых отходов является относительно высокая сложность процесса переработки и высокие энергозатраты.
°
Известен способ переработки твердых отходов(патент РФ на изобретение №2158636, B02C21/00, B09B3/00, опубл. 10.11.2000), включающий одновременное измельчение, перемешивание и сушку отходов при температуре 150-790С в вентилируемом пространстве шаровой мельницы с мелющими телами мельницы.
°
Недостатком указанного способа 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 790С способствует сгоранию многих компонентов, входящих в отходы, вследствие чего не достигается цель полной переработки отходов во вторично используемое сырье.
Известен способ переработки твердых бытовых отходов (авторское свидетельство СССР №1616720, В07 В1/22, опубл. 30.12.1990), 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.
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.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и назначению является способ переработки твердых бытовых отходов (патент РФ на изобретение №2155108, B09B3/00, опубл. 27.08.2000), 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, причем крупногабаритные предметы извлекают из отходов, перемещаемых загрузочным конвейером, загружают отходы во вращающийся перфорированный цилиндр барабанного грохота, внутри грохота отходы перемещают по спиральным траекториям посредством лопастей шнека, расположенного в грохоте, и одновременно разрыхляют перемещаемые отходы и разрушают пакеты и мешки с отходами, при основной сортировке перемещают отходы посредством сортировочного конвейера и извлекают различные фракции из перемещаемых отходов, при этом фракцию, состоящую из неутилизируемых отходов, перемещают в разгрузившиеся мусоровозы.
Недостатком известного способа является относительно низкая эффективность технологического процесса переработки, а также получение продукции с низкими качественными характеристиками.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание простого и надежного способа переработки твердых бытовых отходов растительного содержания, позволяющего получить из бытовых отходов полезные материалы для человека: топливо, удобрения и др., обеспечивающего, в том числе, защиту окружающей среды.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности технологических операций переработки ТБО, а также повышение качественных характеристик получаемой щепы; снижение затрат на уборку стихийных свалок, получение альтернативного топлива из ТБО, используемого для отопления собственных производственных площадей; снижение экологической напряженности в районе; обеспечение высокой экологии производства; исключение выброса парниковых газов при утилизации на полигоне.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки отходов растительного содержания, включающем сбор отходов и их транспортировку на площадку для переработки твердых бытовых отходов, сортировку и переработку отходов, согласно изобретению сортировку проводят по крупности и составу: на крупные бытовые древесные отходы, мелкие древесные отходы и свежеспиленную древесину; из бытовых древесных отходов производят удаление включений различного рода; затем проводят измерение влажности отходов, причем отходы, имеющие влажность менее 20%, направляют непосредственно на дробление, а имеющие влажность более 20% - на сушку; при достижении необходимого значения влажности высушенные отходы направляют на измельчение; затем проводят измерение влажности древесной щепы; в случае если значение влажности древесной щепы превышает 20%, ее направляют на сушку; после чего проводят сортировку щепы по размерам и назначению.
Сушку твердых бытовых отходов возможно проводить естественным образом на площадке для переработки отходов под навесом или на многоярусном сетчатом стеллаже.
°
Сушку твердых бытовых отходов возможно проводить путем принудительной ускоренной сушки при температуре 75-100С.
Сушку древесной щепы возможно осуществлять за счет горячего водяного контура, проходящего внутри сушильного бункера.
Перемещение древесной щепы и опилок в ходе переработки осуществляется при помощи ленточных транспортеров.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана технологическая блок-схема способа переработки твердых бытовых отходов растительного содержания.
На фиг. 2 показана функциональная схема площадки для переработки твердых бытовых отходов растительного содержания.
Осуществление изобретения
На фиг. 2 приняты следующие обозначения: технологический приемник 1, площадка приема крупногабаритных отходов 2, площадка с навесом для естественной сушки 3, устройство для принудительной ускоренной сушки 4, дробилка 5, приемный бункер 6, сушильный бункер 7, склад 8, котел 9, грузовой автомобиль 10, ТБО 11.
Приемный бункер 6 предназначен для накопления измельченной щепы, а также для измерения влажности и сортировки щепы. В сушильном бункере 7 осуществляется принудительная сушка щепы с влажностью более 20%.
Способ переработки твердых бытовых отходов растительного содержания осуществляют следующим образом.
Крупногабаритные твердые бытовые отходы, складируемые населением возле контейнерных площадок, вывозят на площадку для переработки отходов 2. Площадка для переработки отходов 2 имеет твердое водонепроницаемое покрытие с отсекающими бетонными бордюрами по периметру с трех сторон. С торца четвертой стороны площадка переходит в технологический приямок для сбора отходов, не подвергшихся переработке и отправляемых впоследствии на полигон ТБО. Технологический приямок имеет размеры 5 м по длине и 2 м по ширине, глубина не более 0,45 м. Площадка 2 имеет прямоугольную конфигурацию, ее площадь определяется из расчета 9 квадратных метров для приема 6-8 кубических метров отходов. Например, площадка размером 9 м по ширине и 18 м по длине позволяет накапливать до 100 кубических метров отходов единовременно, что обеспечивает выполнение бесперебойного технологического процесса по уборке ТБО.
Отходы 11 из грузовых автомобилей 10 (самосвалов) выгружают рядами по длине площадки 2. На площадке 2 проводят сортировку ТБО. Отсортированные крупногабаритные отходы по морфологическому составу отличаются количественным соотношением растительных отходов от приусадебного участка и отходов от жилищ. Весна, лето и осень - время наибольшего количества отходов растительного содержания, таких как обрезь деревьев, кустарников и т.п. Сортировку проводят по крупности и составу: на крупные бытовые древесные отходы (мебель), мелкие древесные отходы и свежеспиленную древесину. Из бытовых древесных отходов - мебели - производят удаление включений различного рода (металл, пластмасса и др.). Затем проводят измерение влажности, отходы, имеющие влажность менее 20%, направляют непосредственно на дробление.
°
Если влажность ТБО составляет более 20%, производят их сушку. Возможны различные варианты сушки: естественная сушка на площадке с навесом 3 или, например, на многоярусном сетчатом стеллаже. При высокой влажности воздуха или в холодное время года может быть проведена принудительная ускоренная сушка при температуре 75-100С с применением устройства для принудительной сушки 4 (инфракрасный обогреватель, «тепловая пушка» и т.п.). При достижении необходимого значения влажности (определяют путем контрольного измерения влажности) высушенные отходы направляют в дробилку 5, в которой осуществляют измельчение отходов в щепу.
Затем измельченная щепа поступает в приемный бункер 6, в котором также проводят измерение влажности щепы и ее сортировку по размерам и назначению. Сортировка щепы может быть осуществлена с помощью металлической сетки с различными размерами ячеек.
В случае если значение влажности щепы превышает 20%, ее направляют в сушильный бункер 7, в котором осуществляют принудительную сушку щепы. Сушка древесной щепы происходит за счет горячего водяного контура, проходящего внутри бункера 7, подсоединенного к отопительной системе от котла. Перемещение древесной щепы и опилок в ходе технологического процесса осуществляют при помощи ленточных транспортеров.
Щепа после может быть использована для обогрева собственных производственных помещений, также щепа может использоваться для изготовления компоста, топливных брикетов, пеллет, в технологическом процессе выделки шкур животных и др.
Описанный способ по переработке крупногабаритных ТБО может в полной мере применяться и для работ по благоустройству (утилизация сваленных деревьев, уборка стихийных свалок и др.). Стоимость материальных затрат на строительство и запуск такой переработки твердых бытовых отходов растительного содержания минимальна.
Таким образом, заявленный способ обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно повышение эффективности технологических операций переработки ТБО, повышение качественных характеристик получаемой щепы; снижение затрат на уборку стихийных свалок; получение альтернативного топлива, возможность изготовления композитных материалов (древесно-полимерных). Заявленный способ переработки обеспечивает также снижение экологической напряженности; обеспечение высокой экологии производства; исключение выброса парниковых газов при утилизации на полигоне.