Патент на изобретение №2381082

(54) СПОСОБ СОРТИРОВКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу сортировки твердых бытовых отходов (ТБО). Способ включает загрузку ТБО в камеру гидросепарации, в качестве которой используют стационарные снегоплавильные камеры. В качестве сепарирующей жидкости используют поверхностные ливневые канализационные стоки. В камере гидросепарации ТБО перемешивают с помощью гидропушки с сепарирующей жидкостью. Фракции ТБО с отрицательной плавучестью, осаждающиеся на дно камеры гидросепарации, выводят за пределы камеры вместе с остаточной жидкостью и осуществляют дальнейшую последовательную сепарацию с выделением черных и цветных металлов, стекла и техногенных осадков. Фракции ТБО с положительной плавучестью, остающиеся на поверхности жидкости в камере гидросепарации за счет свободной флотации, выводят за пределы камеры, проводят их дробление, а затем многостадийную сепарацию в последовательно-параллельных батареях гидроциклонов. В каждом из гидроциклонов отделяется только одна из фракций. Используемые потоки сепарирующей жидкости с помощью насосов направляют на локальные очистные сооружения для фильтрации и реагентной обработки, а затем обратно в камеру гидросепарации по замкнутой водооборотной схеме. Это повышает степень экологической безопасности водных объектов города, снижает затраты на сортировку ТБО. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области сортировки твердых бытовых отходов (ТБО) и предназначено для извлечения вторичных материальных ресурсов при сокращении потоков отходов, направляемых на полигоны для захоронения.

В современных многоэтажных домах при действующей системе сбора ТБО не более 10% бытовых отходов могут быть переработаны во вторичное сырье по «сухим» технологиям на существующем оборудовании. Наличие мусоропровода в многоэтажных российских домах снижает долю пригодных для рециклинга вторичных материальных ресурсов с 50% (в квартирах) до 30% (на контейнерных площадках), а перевозка в мусоровозе и промышленная мусоросортировка – с 30% до 8%. Для остаточных отходов необходимы полигоны, которые вблизи всех больших городов практически исчерпали свою емкость.

Известна технологическая линия сортировки бытовых отходов (RU 2140328 С1, опублик. 27.10.1999, МПК B03B 9/06), которая предназначена преимущественно для водной сортировки ТБО. Технологическая линия включает приемный бункер с решеткой и щелевым разгрузочным отверстием, подающий наклонный конвейер от бункера к устройству предварительной сортировки, выполненный со скребками или грунтозацепами. Устройство для предварительной сортировки выполнено в виде горизонтального двойного конвейера из коаксиально расположенных и кинематически связанных внешнего рабочего органа из бесконечной прутковой решетки для отделения крупнофракционных включений и внутреннего – в виде бесконечной ленты для подачи мелкофракционных отходов на наклонный конвейер с металлоуловителем. Водный сепаратор для окончательной сортировки мелкофракционных отходов плит снабжен приводным валом с радиальными лопатками и перемешивающими лопастями соответственно в верхней и нижней части и выполнен с проемом для удаления легких фракций в нужное отверстие для оборотной воды с серебросодержащим антисептиком.

Недостатком изобретения является низкая степень сепарации и высокая трудоемкость процесса сортировки.

Прототипом изобретения является способ сортировки ТБО методом гидросепарации (CN 101318193, опублик. 10.12.2008, МПК B03B 5/28, B09B 5/00), в котором ТБО разгружают на многороторные шредерные дробилки, расположенные в один ряд над камерой, заполненной водой из поверхностного водоема. Дробленые ТБО в камере естественным путем разделяются на всплывающие и тонущие фракции.

Каждый класс фракций механизировано выводится из камеры и подвергается сушке, а затем сепарации. Из тяжелых фракций выделяют черные металлы, цветные металлы и стекло. Песок, камни и т.п. отправляют на захоронение. Из легких фракций отделяют картон, бумагу, пластики и остаточную фракцию. Каждая из выделенных фракций – это материальный ресурс для получения вторичного сырья и далее продукции из него.

Недостатком указанного способа является то, что для гидросепарации по данному способу требуется большой расход воды. Замкнуть водооборот в данном случае не удается, так как значительная часть воды расходуется при выводе фракций из камеры. Кроме того, сброс воды из камеры гидросепарации обратно в поверхностный водоем происходит без ее очистки.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении степени экологической безопасности водных объектов города и значительном снижении затрат на сортировку ТБО.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

В способе сортировки ТБО указанные отходы загружают в камеру гидросепарации, в качестве которой используют стационарные снегоплавильные камеры, а в качестве сепарирующей жидкости используют поверхностные ливневые канализационные стоки. В камере гидросепарации загружаемые ТБО перемешивают с помощью гидропушки с сепарирующей жидкостью.

Фракции ТБО с отрицательной плавучестью, осаждающиеся на дно камеры гидросепарации, выводят за ее пределы вместе с остаточной жидкостью. Далее осуществляют последовательную сепарацию фракций ТБО с отрицательной плавучестью с выделением черных и цветных металлов, стекла и техногенных осадков.

Одновременно фракции ТБО с положительной плавучестью, остающиеся на поверхности жидкости в камере гидросепарации за счет свободной флотации, выводят за пределы камеры гидросепарации. После этого проводят их дробление, а затем многостадийную сепарацию в последовательно-параллельных батареях гидроциклонов с отделением в каждом из гидроциклонов только одной из фракций.

Используемые потоки сепарирующей жидкости с помощью насосов направляют на локальные очистные сооружения для фильтрации и реагентной обработки, а затем ее направляют обратно в камеру гидросепарации по замкнутой водооборотной схеме.

В частном случае фракции ТБО подвергают вибрационной транспортировке к сепарирующим устройствам.

Также фракции ТБО с отрицательной плавучестью подвергают последовательно магнитной и электродинамической сепарации с отделением черных и цветных металлов соответственно.

Также в частном случае при многостадийной сепарации фракций ТБО с положительной плавучестью параметры каждого гидроциклона выбирают из условия возрастания плотности фракций ТБО с положительной плавучестью.

Способ осуществляют в следующей последовательности операций.

Мусоровозы разгружаются в одну их двух секций стационарной снегоплавильной камеры снегосплавного пункта. Эта секция является камерой гидросепарации. Секция заполняется сепарирующей жидкостью, в качестве которой используют поверхностные ливневые канализационные стоки.

Использование стационарных снегоплавильных камер значительно снижает затраты на сортировку ТБО, а использование поверхностных ливневых канализационных стоков в замкнутой схеме повышает степень экологической безопасности водных объектов города.

При загрузке фракции ТБО с отрицательной плавучестью по отношению к жидкости, заполняющей камеру гидросепарации, под действием силы тяжести опускаются на дно камеры гидросепарации. Фракции ТБО с положительной плавучестью в результате свободной флотации остаются в камере гидросепарации на поверхности жидкости.

Осаждающиеся фракции ТБО с отрицательной плавучестью и собирающиеся на поверхности сепарирующей жидкости фракции ТБО с положительной плавучестью одновременно выводят за пределы камеры гидросепарации для последующей обработки.

Из остаточной сепарирующей жидкости и фракций ТБО с отрицательной плавучестью последовательно выделяют путем магнитной сепарации черные металлы, электродинамической сепарации – цветные металлы и гидроциклонной сепарации – стекло. Песок, камни и т.п. отходы отправляют на захоронение, либо используют в качестве техногенного грунта для обратной засыпки котлованов.

Фракции ТБО с положительной плавучестью транспортируют во вторую сухую секцию стационарной снегоплавильной камеры на горизонтально установленные рядные роторные шредерные дробилки, расположенные в верхней части секции, и проводят дробление этих фракций.

Затем фракции ТБО с положительной плавучестью подвергают многостадийной сепарации в последовательно-параллельных батареях гидроциклонов с выделением в каждом гидроциклоне только одной фракции.

Параметры гидроциклона на каждой стадии выбирают из условия возрастания от стадии к стадии плотности выделяемой фракции ТБО с положительной плавучестью.

При гидроциклонной сепарации последовательно отделяют картон и бумагу, разделенные по видам пластики и в остатке получают органическую фракцию, которую используют для получения компоста.

Для повышения качества сепарации отдельные фракции ТБО подвергают вибрационной транспортировке к сепарирующим устройствам.

Используемая для гидросепарации вода курсирует по замкнутому водооборотному контуру, снабженному локальными очистными сооружениями, в которых она подвергается фильтрации и реагентной химической очистке, что приводит к снижению потребности в жидкости.

Технологические потери воды восполняются периодически за счет подпитки из городской сети промышленной поверхностно-ливневой канализации.

Использование стационарных снегосплавных пунктов и замкнутой водооборотной системы, в которой жидкость проходит нормативную физико-химическую обработку, позволит резко (в разы) повысить мощности по переработке ТБО в городском хозяйстве, а также степень экологической безопасности водных объектов города.

Формула изобретения

1. Способ сортировки твердых бытовых отходов, заключающийся в том, что твердые бытовые отходы загружают в камеру гидросепарации, в качестве которой используют стационарные снегоплавильные камеры, а в качестве сепарирующей жидкости используют поверхностные ливневые канализационные стоки, в камере гидросепарации твердые бытовые отходы перемешивают с помощью гидропушки с сепарирующей жидкостью, фракции твердых бытовых отходов с отрицательной плавучестью, осаждающиеся на дно камеры гидросепарации, выводят за пределы камеры гидросепарации вместе с остаточной жидкостью и осуществляют дальнейшую последовательную сепарацию с выделением черных и цветных металлов, стекла и техногенных осадков, одновременно фракции твердых бытовых отходов с положительной плавучестью, остающиеся на поверхности жидкости в камере гидросепарации за счет свободной флотации, выводят за пределы камеры гидросепарации, проводят их дробление, а затем многостадийную сепарацию в последовательно-параллельных батареях гидроциклонов с отделением в каждом из гидроциклонов только одной из фракций, при этом используемые потоки сепарирующей жидкости с помощью насосов направляют на локальные очистные сооружения для фильтрации и реагентной обработки, а затем обратно в камеру гидросепарации по замкнутой водооборотной схеме.

2. Способ по п.1, в котором фракции твердых бытовых отходов подвергают вибрационной транспортировке к сепарирующим устройствам.

3. Способ по п.1, в котором фракции твердых бытовых отходов с отрицательной плавучестью, подвергают последовательно магнитной и электродинамической сепарации с отделением черных и цветных металлов соответственно.

4. Способ по п.1, в котором при многостадийной сепарации фракций твердых бытовых отходов с положительной плавучестью параметры каждого гидроциклона выбирают из условия возрастания плотности фракций твердых бытовых отходов с положительной плавучестью от гидроциклона к гидроциклону.