Горох Н.п., Коринько И.В., Кись В.Н., Швец Л.Н., Ярошенко Ю.В.
При вовлечении твердых бытовых и отходов производства в промышленную переработку особую роль играют обогатительные процессы как подготовительные операции, позволяющие выделить ценные сырьевые компоненты для вторичного использования. В работе приведены наиболее распространенные методы измель-чения, укрупнения, сепарации.
К настоящему времени разработано достаточное количество способов переработки отходов.
Сбор и транспортировка ТБО весьма дорогостоящие операции. Стоимость непосредственного сбора и транспортировки ТБО составляет в настоящее время до 80 % общей стоимости утилизации их на полигоне.
Промышленная переработка ТБО позволяет свести к минимуму транспортные и другие расходы. Переработка отходов в целом должна решаться с целью получения максимальной прибыли для компенсации капитальных вложений в промышленную их переработку. Следует также иметь в виду, что при сортировке ТБО и последующей переработкой их во вторичное сырье значительно сокращается количество отходов, подлежащих сжиганию или вывозу на полигоны для захоронения.
Технологические решения, промышленные методы и оборудование для подготовки и переработки муниципальных отходов позволяют для каждого конкретного города, региона, мегаполиса, с учетом его условий и потребностей подобрать наиболее эффективное в эколого-экономическом аспекте индивидуальное комплексное решение проблемы обращения с ТБО.
Технологично правильно выбранные методы подготовки и переработки отходов экономически рентабельно и экологически оправдано.
1. Методы подготовки и переработки отходов производства
Принципиальные методы переработки отходов производства реализуются с использованием десятков технологий.
Промышленную переработку следует рассматривать как конечную операцию в общей схеме управления ТБО.
Для утилизации и обезвреживания промышленных отходов наиболее распространенными являются следующие методы подготовки и переработки отходов:
- измельчение;
- укрупнение;
- классификация и сортировка;
- обогащение;
- термообработка;
- выщелачивание;
- обезвоживание.
Измельчение отходов
Измельчение отходов – процесс уменьшения размеров кусков материала разрушением их под действием внешних сил.
Измельчение является одной из вспомогательных операций, применяемых при переработке отходов.
Целесообразность включения операций измельчения в технологические схемы переработки ТБО определяется, в основном, требованиями к крупности материала соответствующих переделов переработки – обогатительного, термического, биотермического и других переделов.
Твердые отходы как органические, так и неорганические можно измельчать до нужного размера раздавливанием, раскалыванием, разламы-ванием, резанием, распиливанием, истиранием и различными комбинациями этих способов (рис. 1).
| ↓Р Р↑ раздавливание | ↓Р раскалывание | ←Р Р→ истирание | |
| Р Р разрывание | ↓Р удар | ||
Рисунок 1 – Способы измельчения отходов
Уменьшение размеров кусков твердых материалов бытовых отходов достигается методом дробления или измельчения. Процесс измельчения мелких кусков называется размолом (помолом).
Дробление широко используют при переработке отходов вскрыши, металлургических шлаков, вышедших из употребления резинотехнических изделий и других отходов. Для дробления используют щековые, конусные, валковые, роторные дробилки различных типов. Размер кусков до дробления может составлять от 1000 до 20 мм, после дробления 250-1 мм.
Помол материалов крупностью 1-5 мм осуществляют мокрым и сухим способами с помощью мельниц различного типа. Помол применяют при переработке топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых производственных шламов и др.
Измельчение принято называть крупным, если обрабатываются куски от-ходов с поперечным размером от 1000 до 200 мм, средним и промежуточным – в пределах от 250 до 50 мм, мелким – в пределах от 50 до 20 мм и тонким (помолом) – в пределах от 20 до 3 мм, а в отдельных случаях от 0,1 до 0,001 мм. При дроблении и размоле расходуется много механической энергии, поэтому важно правильно выбрать способ измельчения.
Одним из показателей, характеризующих процесс дробления, является степень дробления (измельчения), под которой понимается отношение размеров максимальных кусков 
до дробления к размеру максимальных кусков 
после дробления (измельчения):
; (1)
Общая степень измельчения равна произведению степеней измельчения, выполненного в несколько приемов:
. (2)
Степень измельчения кусковых отходов за один прием обработки составляет:
- крупных и большой твердости 2–6
- средних 5–10
- мелких 10–50
- самых мелких 50 и выше.
Важной характеристикой щековой дробилки является величина угла φ между щеками, называемого углом захвата (рис. 2, 3).
 |
Рисунок 2 – Схемы движения щек дробилки
Если этот угол очень велик, то куски материала отходов могут выталкиваться из зева дробилки, если же он слишком мал, то степень измельчения будет незначительной.
Для того чтобы кусковой материал отходов не выталкивался из зева дробилки необходимо, чтобы угол захвата φ был меньше или в пределе не превышал удвоенного угла трения (2ρ). Угол трения в среднем равен 17º. Практически угол захвата принимают в пределах 17-25º (17≤φ≤2ρ).
е S φ
|
Рисунок 3 – Угол захвата щековой дробилки
Измельчение полимерных пленочных отходов и отходов тары и упаковки из полиэтилентерефталата (ПЭТ-бутылка) производят в моечно-резательных установках или измельчителях (дробилках) роторного типа.
Для крупного дробления, в основном, применяют дробилки двух типов – щековые и конусные. Щековые дробилки применяются только для дробления бетонных и железобетонных отходов (образующихся, например, при сносе старых зданий). В щековой дробилке измельчение производится путем раздавливания дробильных кусков между вертикальной неподвижной и наклонной движущейся плоскостями (щеками).