Книги, научные публикации
МНСТЕРСТВО ОСВТИ НАУКИ УКРАпНИ Нацональний унверситет кораблебудування мен адмрала Макарова О.О. ЛЕХМУС МЕТОДИ ТА ТЕХНОЛОГп ПЕРЕРОБКИ ПОБУТОВИХ
СУДНОВИХ ВДХОДВ Рекомендовано Методичною радою НУК як методичн вказвки Миколав 2004 УДК 500.3:006.354;
629.12.06.
Лехмус О.О. Методи та технолог переробки побутових суднових вдходв: Методичн вказвки. - Миколав: НУК, 2004 - 48 с.
Кафедра кондицонування та рефрижерац Наведено вдомост про властивост, збр, видалення та пере робку побутових комунальних вдходв. Розглянуто принципи переробки вдходв на смттспалювальних та смттпереробних заводах. Подано деяк вдомост про методи перербоки твердих рдких суднових вдходв, зокрема про суднов смттспалювальн печ.
Призначено для студентв спецальност 7.090520 "Холодильн машини та установки", а також може бути корисним студентам нших спецальностей та фахвцям, як цкавляться цю пробле мою.
Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.С. Бондаренко й Видавництво НУК, Приблизно 500 рокв до Ново ери в Афнах був виданий пер ший вдомий указ, який забороняв викидання смття на вулиц та передбачав органзацю спецальних звалищ на вдстан мил вд мста. Подбно багатьом грецким винаходам, така практика ви далення вдходв була забута у середн вки. Мешканц мст про довжували викидати смття через вкна до 14 столття.
Через поступову урбанзацю ця негативна практика призве ла до смттво кризи, пов'язано з поширенням звалищ у мстах та навколо них, де росповсюджувалися хробаки, виникали сприят лив умови для появи епдемй, а непримн запахи робили життя у мстах нестерпним.
Поступово звалища замнили на ями, де закопували смття, але цей засб у густонаселених мсцях квропи був замнений спа люванням, тому що потребував великих територй та призводив до забруднення пдземних вод.
Зараз у розвинених кранах проблема переробки вдходв, зо крема побутових, дуже гострою. На виршення видляють сотн мльярдв доларв.
1.
Щорчно в Укран складуться 1,5 млрд т твердих вдходв (промислових побутових). Усього в кран х збралося близько 30 млрд т. Смтники вдходв займають бльше 150 тис. га. Вднос ний обсяг промислових вдходв в Укран в 6,5 разв вищий, нж у США й у 3,2 рази вищий, нж у кранах кЕС.
Проблема вдходв - це проблема великих мст, чим бльше мсто, тим ця проблема гострша.
Вдходи - це не використовуван для виробництва дано про дукц окрем компоненти сировини або виникаюч в ход техно логчних процесв речовини й енергя, що не пддаються утилзац у даному виробництв. Вдходи одного виробництва можуть слу жити сировиною для ншого.
Тверд побутов вдходи (ТПВ) - непридатн для подальшого використання харчов продукти й предмети побуту, що викида ються людиною.
1.1. Проблеми переробки побутових вдходв Кльксть побутового смття, що припада на одну людину в рк, склада: у Рос - 225...250 кг, у Бельг, Нмеччин, Велико британ, Дан, тал, Швец, Ндерландах, Япон - 340...440 кг, в Австр та Фнлянд - до 620 кг, у США - бльше 720 кг [2,3], а на пасажирських крузних суднах вона, як кльксть побутового смття, що припада на одного жителя великих промислових мст, досяга 1 т/рк.
Типов складов побутового смття представлен у %: харчов вдходи - 27,5...43,5;
папр - 28,3...36,0;
шкра, гума - 1,5...5,1;
пла стмаса - 2,6...6,0;
метали - 4,0...5,0;
скло - 3,3...5,5;
кстки - до 1,7;
деревина, листя - до 4,1;
керамка, камння - до 1,2;
текстиль - до 5,1. Добова норма води для одн людини на господарсько-побу тов потреби в середньому становить 0,4 м3. Кльксть побутових вдходв щорчно збльшуться на 5...6 %.
Закордонн фахвц роблять ставку на смттспалювальн уста новки, що не тльки спалюють вдходи, але переробляють вид люване при цьому тепло в енергю. Проте, у бльшост кран ви роблення й утилзаця теплово та електрично енерг розгляда ться усього лише як доповнення до знешкодження вдходв. У цьо му зв'язку особливо уваги заслугову концепця "енергетичного балансу", запропонована робочою групою Всесвтньо енергетич но ради: отримана енергя повинна покривати енергетичн витра ти на саму переробку смття. Тому вибр технолог найчастше визначаться балансом вироблено спожито енерг. Найбльший ефект дають комплексн технолог (утилзаця матералв спа лювання) або безпосередн спалювання непдготовлених вдходв з похованням неорганчних залишкв (рис. 1, 2) [2,3].
ТПВ, млн т/рк Рис. 1. Спввдношення засобв переробки побутових вдходв США за останн 30...35 рокв: 1 - спалювання без утилзац тепла;
2 - звалища;
3 - спалювання з утилзацю матералв з ТПВ;
4 - спалювання з утилзацю тепла 1960 1970 1980 1990 Рис. 2. Ефективнсть техно логй переробки побу- тових вдходв, як викори Енергя, ГДж/т ТПВ стовуються в США:
1 - утилзаця плюс спалюван- ня;
2 - спалювання непдготов лених вдходв;
3 - утилзаця матералв з роздльним збиран- ням плюс спалювання;
4 - без посередн спалювання палива, отриманого з вдходв;
5 - ути заця матералв з рзним зби 1234567891011 ранням плюс компостування;
Ц2 Cпоживана Вироблена Чистий ефект 6 - утилзаця вдходв з роздль ним збиранням плюс спалюван ня плюс компостування;
7 - утилзаця матералв з роздльним збиранням плюс поховання;
8 - поховання з збиранням газу;
9 - пдготовка палива, отриманого з вдходв, плюс компостування;
10 - утилзаця матералв з роздльним збиранням плюс поховання плюс компостування;
11 - компостування вдходв плюс похо вання Вважаться, що вже найближчим часом спалювання з вироб ленням електрично енерг буде основним способом переробки вд ходв. У майбутньому смттспалювальн енергетичн установки, швидше за все, ввйдуть в нтегровану систему керування вдхода ми разом з пдпримствами з утилзац вторинного використання деяких матералв (скла, металу, паперу т. н.).
Класифкаця вдходв може бути проведена за наступними ознаками:
за фзичним станом матералу: тверд, рдк, газоподбн;
за можливстю регенерац або багаторазового використання матералу: регенерований, нерегенерований, прямого повторного використання;
за термновстю переробки (або ступенем впливу на людину):
стабльн вдходи;
вдходи, потенцйно пддан борозкладу (в ав токлав - реактор);
але стабльн в сухому стан;
вдходи, гниття яких починаться негайно;
токсичн вдходи.
Обробка переробка вдходв необхдна з таких причин:
усунення непримних або токсичних запахв газв;
запобгання забрудненню навколишнього середовища в еко систем "людина - житло (судно) - навколишн середовище";
виключення небезпеки для здоров'я населення (екпажу) вд безпосередньо нфекц або додатково мкробно зараженост, за побгання захворюванням людей;
забезпечення збереження вдходв у компактнй стабльнй форм;
збр вихдних матералв у мсц для проведення наступного повторного використання або регенерац основних елементв;
мнмзаця накопичених залишкових обсягв вдходв.
Важливими факторами, що визначають технологчний пдхд до переробки вдходв, так:
можливсть утворення токсичних або згораючих сполук у ви падку, якщо вдбудеться неконтрольоване розкладання цих вд ходв;
фзична або хмчна нестабльнсть вологих органчних вдхо дв;
кльксть регенерованих вдходв, що переробляються;
пдвищення небезпеки рзних шкдливих ефектв з збльшен ням вмсту води.
Таким чином, система переробки вдходв, що вдповда ви кладеним вище вимогам, повинна складатися з пдсистем, що за безпечують наступн функц:
1) збр транспортування вдходв з мсць хнього утворення складування;
2) сортування вдходв за окремими видами з метою зведення до мнмуму взамного забруднення й утворення домшок;
3) стаблзаця для забезпечення тривалого збереження конт рольованого добору для переробки;
4) переробка компонентв для наступного використання.
Стад 1, 2, 3 необхдними для безпечного функцонування будь-яко системи, стадя 4 ста особливо важливою при збль шенн автономност плавання. Стадя 2 дозволя зменшити кль ксть матералу, що пддаться подальшй бльш складнй перероб ц. Часовий нтервал, за межами якого виника проблема утилза ц вдходв, залежить вд поднання таких факторв, як фзичний стан матералу, можливсть регенерац необхдна термновсть його проведення. Для суден з короткочасною тривалстю рейсв або маленькою автономнстю плавання адекватною технологю збр стаблзаця вдходв. Методи збору вдходв значно впли вають на технологю хньо наступно переробки, у тому числ й у стацонарних умовах на берез. Наприклад, тверд вдходи наба гато легше збергати й обробляти, нж рдк, тому необхдно запо бгати змшанню рдких твердих вдходв.
Проведення промивання використаних металевих пластико вих контейнерв дозволя стаблзувати цей вид вдходв компак тувати х у вигляд брикетв.
Гази займають великий обсяг або вимагають спалювання, тому варто вддати перевагу тим процесам, у яких гази виробляються в мнмальнй клькост або вони утримуються у вигляд розчинв.
Для твердих матералв рекомендуються так стаблзацйн методи, як ущльнення та збереження в сухому вигляд, сушння, заморожування й охолодження, для рдких вдходв - травлення металоутримуючими сполуками, окиснення перекисом водню або срблом (електрохмчне спалювання).
Якщо вдсутн вимоги термновост реалзац операцй роз подлу, фракцонування, нагрвання та сушння, повинн застосо вуватися найпростш методи з широким дапазоном виду оброб люваних матералв.
Стабльнсть компактнсть матералв зменшуться при на ступному напрямку перетворень: сух тверд волог суспенз рдини розчини гази. Отже, будь-який процес, що зрушу фзичний стан за цим ланцюжком вправо, зменшу стабльнсть, прийнятний лише як тимчасовий етап, пов'язаний з подальшими перетвореннями в бльш компактн та стабльн форми.
Основним критерм обрунтування концепц побудови ком плексу сантарно-побутового устаткування прагнення домог тися максимально екологчно чистоти середовища проживання та найбльш повного задоволення фзологчних потреб людини.
Загальна концепця системи для безпечно обробки вдходв поляга в ретельному контрол та розподл вдходв у мсц хньо го виникнення стаблзац бологчних вдходв методами, адек ватними тривалост рейсу (автономного плавання).
Для реалзац тако концепц обробки та переробки вдходв необхдн наступн технологчн етапи вдповдн системи:
система розподлу й ндексац вдходв, у якй вдходи можуть бути швидко розподлен по категорях, визначен хн характери стики та прийнят ршення про найбльш доцльну технологю об робки;
трансферна система для збирання вдходв водно категор в герметичних мностях. Вона повинна мати модульну конструк цю для бльшо технологчно гнучкост, полегшення з'днання роз'днання модулв у технологчн н без ризику виткання ро бочого середовища;
система стаблзац вдходв, особливо твердих рдких, пд даних бодеградац;
система контролю для спостереження за повнотою стаблза ц вдходв збереження стабльного стану;
використання методв, що забезпечують зменшення обсягв, зайнятих стаблзованими твердими вдходами;
використання методв, що зменшують обсяг рдких вдходв, наприклад, регенерац води;
використання методв регенерац (рециркуляц) повторно використовуваних твердих вдходв;
використання методв рециркуляц органчних сполук або матералв, забруднених органкою, що в остаточному пдсумку призводить до рециркуляц окремих хмчних елементв.
1.2. Властивост твердих побутових вдходв (ТПВ) У склад ТПВ постйно збльшуться вмст паперу, пластмас, фольги, банок, полетиленових плвок та нших упакувань. Особ ливо велик сезонн коливання харчових вдходв - з 28 % весною до 45 % влтку та восени. Вологсть харчових вдходв коливать ся вд 60...70 % навесн до 80...85 % влтку восени. Вологсть хар чових вдходв пдпримств суспльного харчування досяга 95 % [2].
З метою збереження можливост використання харчових вд ходв х варто збергати влтку при t = 6...7 C не бльше 10 год., узимку - до 30 год. кмност для збереження харчових вдходв не обхдно мити 2 % розчином кальциновано соди або розчином хлорного вапна, що мстить 2 % активного хлору.
Фракцйний склад. Основна маса ТПВ представлена фракця ми до 150 мм (80...90 %) тльки менше 2 % (баластов домшки) представлен фракцями бльше 350 мм.
У табл. 1 наведен середн дан за фракцйним складом ТПВ великого мста, з яких видно, що фракцйний морфологчний склад ТПВ взамозалежний: чим бльше в ТПВ харчових вдходв, що мають в основному розмри менше 50 мм, тим бльше в хньому склад дрбних фракцй , навпаки, при збльшенн в склад ТПВ рзних упакувань (картон, дерево, пластмаса, сул та н.), що ма розмри бльше 150 мм, значну частку в мас вдходв будуть скла дати велик фракц. У рзн сезони року фракцйний склад змню ться.
Таблиця 1. Вмст складових ТПВ за фракцями, % вд загально маси Величина фракцй, мм Назва компонентв ТПВ 350...250 250...150 150...100 100...50 Менше Папр 3...8 9...11 9...11 7...9 2... Харчов вдходи - 0...1 2...10 7...13 17... Метал - 0...1 0,5...1,0 0,8...1,6 0,3...0, Дерево 0,5...1,0 0...0,5 0...0,5 0,5...1,0 0...0, Текстиль 0,2...1,3 1,0...1,5 0,5...1,0 0,3...1,8 0...0, Кстки - - - 0,3...0,5 0,5...0, Скло - 0...0,3 0,3...1,0 0,5...1,5 0...0, Продовж. табл. Величина фракцй, мм Назва компонентв ТПВ 350...250 250...150 150...100 100...50 Менше Шкра, гума - 0...1,0 0,5...2,0 0,5...1,5 0...0, Камння - - 0,2...1,0 0,5...1,5 0,5...2, Пласмаса 0...0,2 0,3...0,8 0,2...0,5 0,2...0,5 0,2...0, Смет та нше - 0...0,5 0...0,5 0...0,4 7...11, Всього 4...10 11...15 18...22 20...30 30... Фзичн властивост ТПВ: щльнсть, зв'язнсть зчеплення.
Щльнсть ТПВ мст Украни склада в середньому 0,19...0,23 т/м3, вона коливаться в залежност вд благоустрою житлового фонду сезонв року. Для упорядкованого житлового фонду щльнсть ТПВ у весняно-лтнй сезон склада 0,18...0,22 т/м3, в оснньо-зимовий сезон - 0,20...0,25 т/м3, для невпорядкованого житлового фонду з грубним опаленням - 0,3...0,6 т/м3. Чим бльше паперу та рзних пластмасових упакувань, тим менша щльнсть ТПВ. З збльшен ням вологост щльнсть ТПВ пдвищуться. У майбутньому щль нсть ТПВ великих мст за рахунок збльшення клькост рзних упа кувань знизиться до величини, близько 0,1 т/м3. У великих мстах квропи й Америки щльнсть ТПВ близька до цього показника.
Зв'язнсть зчеплення. Папр картон, текстиль пластмасов плвки формують структуру ТПВ додають м механчну зв'яз нсть. Липк та волог компоненти забезпечують зчеплення. - вла стивост ТПВ сприяють утворенню розводв й зависанню на стн ках бункерв прутах рат. Так, через рати 30 30 см ТПВ само стйно не провалюються, для хнього проштовхування вимага ються додатков зусилля. На стнках бункерв з кутами 65...70 вдбуваються налипання зависання ТПВ. При тривалому збере женн ТПВ злежуються, самоущльнюються втрачають сипксть.
Компресйн властивост. Для зменшення загального обсягу ТПВ при перевезенн та складуванн на полгонах важливо знати хн компресйн властивост, тобто вплив тиску на ступнь ущль нення.
Пд час пошарового ущльнення на полгонах за питомого тис ку, рвного 0,1 МПа, обсяг пухкого ТПВ, вивантаженого з смт твоза, зменшуться в 3Ц4 рази.
При перевезенн ТПВ у смттвоз при питомому тиску, рвно му 0,1 МПа, хнй обсяг зменшуться в 1,5Ц3,0 рази.
За пдвищення питомого тиску до 0,3...0,5 МПа вдбуваться ламання рзного роду упакувань, пресування паперу та плвок, починаться видавлювання вологи. Обсяг ТПВ в залежност вд складу та вологост може бути зменшений як мнмум у 5 разв вд первсного, отриманого пд час збирання в контейнери. Щльнсть ТПВ може досягати величини, рвно 0,8 т/м3 бльше.
При пдвищенн питомого тиску до 10Ц20 МПа вдтискаться 80Ц90 % ус вологи, що утримуться в ТПВ пд час збирання.
При цьому обсяг ТПВ знижуться ще в 2,0Ц2,5 рази, а щльнсть пдвищуться в 1,3Ц1,7 рази. Спресован в такий спосб ТПВ на якийсь час стаблзуються, тому що вмсту вологи в них недоста тньо для активно життдяльност мкроорганзмв, а доступ кис ню через високу щльнсть утруднений.
За подальшого пдвищення питомого тиску до 60 МПа вдбу ваться майже повне вдтискання вологи, але обсяг практично вже не змнються. Мкробологчне життя в такому матерал спов льнються.
Абразивн та корозйн властивост. Зскрбання тертьових по верхонь вдбуваться за рахунок баластових фракцй (металу, битого скла, фаянсу, ксток та н.). У зв'язку з цим ТПВ мають абразивнсть можуть стирати дотичн з ними поверхн, як взам но перемщуються. При контакт з металами ТПВ мають корозй ний вплив, пов'язаний з х високою вологстю, наявнстю у фль трат розчинв рзних солей та кислим середовищем (рН = 5,0...6,5).
Теплотехнчн властивост. Наявнсть у ТПВ велико клько ст органчних речовин обумовлю хню теплотворну здатнсть.
Питома тепломнсть ТПВ визначаться за формулою СптТПВ = 21,9W + 2000 Дж/(кгград), де W - вологсть ТПВ, %.
Питома тепломнсть основних компонентв ТПВ, Дж/кгград., така: вода - 4190;
дерево, картон, папр - 2000...2500;
скло, камн ня - 800...1000;
залзо - 400;
алюмнй - 860.
Теплотворна здатнсть ТПВ також залежить вд хньо щльно ст. Так, при змн щльност вд 0,2 т/м3 до 0,5 т/м3 теплотворна здатнсть ТПВ знижуться з 2000 до 940 ккал/кг.
Сантарно-бактерологчн властивост. ТПВ мстять велику кльксть вологих органчних речовин, що, розкладаючись, вид ляють гнильн запахи та фльтрат. При висиханн продукти непов ного розкладання утвоюють насичений забруднюючими мкроор ганзмами (вд 300 до 15 млрд на 1 г сухо речовини) пил. У резуль тат вдбуваться нтенсивне забруднення повтря, рунтв, пове рхневих рунтових вод.
У середовищ ТПВ поруч з сапрофтними розвиваються пато генн бактер - нос рзних захворювань. Рознощиками патоген них мкроорганзмв мухи, пацюки, птахи, бездомн собаки та кшки. Крм патогенних мкроорганзмв, ТПВ мстять яйця гель мнтв (глиств). При складуванн ТПВ частина патогенних мкро органзмв гине вже через клька днв, тод як нш хн види мо жуть снувати в таких умовах дуже довго. Яйця гельмнтв збер гають свою життздатнсть протягом багатьох рокв. З пилом або фльтратом вони виносяться за меж складування ТПВ джере лами забруднення вод рунтового покриву.
Мкроорганзми, що виявляються в ТПВ, збудниками гепа титу, туберкульозу, дизентер, аскаридозу, респраторних, алер гйних, шкрних та нших захворювань.
Знезаражування ТПВ здйснються такими методами: спалю вання органки на смттспалювальних заводах, обробка дезинф куючими розчинами, бологчне знезараження в аеробних (компо стування) в анаеробних (захоронення на полгонах) умовах, гли боке пресування з повним вдтисканням фльтрату, капсулування здрбненого ТПВ рзними отверджувачами.
Бологчне знезараження ТПВ при захороненн на полгонах.
ТПВ перекриваються шаром земл, що припиня доступ кисню. В анаеробних умовах (за вдсутност кисню) розвиваються анаеробн бактер, що розкладають органчн речовини й вбивають пато генну мкрофлору. Процес розкладання органки дуже тривалий вимага великих площ для складування ТПВ. При цьому можли ва утилзаця органчних речовин у вид богазу, що мстить до 55...60 % метану.
Бологчне знезараження ТПВ при компостуванн. За наявно ст вологи та кисню в середовищ ТПВ розвиваються аеробн бак тер. Спочатку розвиваться група мезофльних аеробних бакте рй, що розщеплюють деяк органчн сполуки. При цьому видля ться енергя, що розгрва ТПВ до 20...35 С. Псля первсного розгрву в середовищ ТПВ почина активно розвиватися група термофльних аеробних бактерй, що здатн розщеплювати бльш стйк органчн сполуки. Енергя, що видляться, розгрва ТПВ до 60 С бльше. Така температура згубна для патогенних мкро органзмв (табл. 2).
Таблиця 2. Вплив температури на патогенн мкроорганзми Умови виживання Умови загибел Збудники захворювань t, C Час, год Середовище Кльксть днв Туберкульозу ТПВ у рунт 150...180 55...65 5... Тифу ТПВ 4...115 55...60 5... Дизентер ТПВ 10...40 55 Холери ТПВ 1 50 60... За дючими в Укран сантарними нормами при визначенн бактерального забруднення ТПВ користуються титрами (титр - вмст чого-небудь й одиниця об'му) мкроорганзмв, що визна чаються за спецальною методикою. Як тест-об'кт використову ють "кол-титр", тобто кльксть клтин кишково палички, що свд чать про розвиток ншо бльш небезпечно патогенно мкрофло ри. У кранах квропейського спвтовариства як титр використо вують фекальний стафлокок.
У табл. 3 наведен дан аеробного знезараження в процес ком постування.
Таблиця 3. Ефект аеробного знезараження в процес компостування Мкрофлора У вихдному ТПВ У готовому компост Сальмонели 6000 0... Фекальн колформи 2, (умовн патогени) Загальн колформи 4, Обсяги ТПВ. Щорчно на нашй планет утворються клька мльярдв кубчних метрв ТПВ. Кльксть ТПВ, що утворюються в рзних кранах свту на душу населення, склада сотн клогра мв на рк коливаться вд 200...300 кг у кранах Скандинав, до 500...700 кг у США та Канад. В останн десятилття спостерга ться стйка тенденця до росту клькост ТПВ, що припадають на душу населення, особливо у великих мстах.
Норми накопичення - це кльксть ТПВ, що утворюються на розрахункову одиницю (людина для житлового фонду;
одне мсце в готел;
1 м2 торгово площ для магазинв складв;
одне мсце в дальнях, кафе, ресторанах, кнотеатрах;
одна дитина в яслах дитсадках;
один учень в школах, училищах, нститутах т. д.). До ТПВ, що входять у норму накопичення вд населення видаляють ся спецальним автотранспортом, вдносяться вдходи, що утво рюються в житлових будинках суспльних установах, включаю чи вдходи вд поточного ремонту примщень, вдходи вд опалю вальних пристров, дрбне смття, листя, що обпало з дерев та зби раться з вулиць територй дворв, велик предмети домашньо го побуту.
Норми накопичення ТПВ утворюються з двох джерел: житло вих будинкв суспльних установ (пдпримств суспльного хар чування, учбових, видовищних установ, готелв, дитячих садкв, перукарень та н.).
На норми нагромадження склад ТПВ впливають: ступнь до бробуту житлового фонду (наявнсть водопроводу, каналзац, газу, смттпроводв, системи опалення), клькть поверхв буд вель, розвиток суспльного харчування, культура торгвл, сту пнь добробуту населення, клматичн умови (рзна тривалсть опалювального сезону), споживання овочв фруктв.
Для великих мст норми накопичення вищ, нж для середнх малих. Орнтовн норми накопичення ТПВ наведен в табл. 4.
Таблиця 4. Норми накопичення ТПВ для мст Норма для житлових примщень на одного мешканця* ОбТкти утворення середньодобова середньорчна Питома вдходв дм3 дм3 вага кг кг Повнстю обладнан будинки без вдбору 0,49...0,51 2,12...2,19 190...195 770...820 230... харчових вдходв Невпорядкован бу динки без вдбору 0,93 2,57 340 940 харчових вдходв Будинки приватного сектору з присадиб- 1,50 3,29 550 1200 ними длянками Продовж. табл. Норма для нежилих примщень ОбТкти утворення Розрахункова середньодобова середньорчна Питома вдходв одиниця вага дм3 дм кг кг Лкарн Одне жко 0,64 2,16 235 0,79 Полклнки Один взит 0,01 0,05 - - Готел Одне мсце 0,25 18 90 0,43 Гуртожитки Те ж 0,26 1,07 96 0, Санатор, будинки Ц" - 2,47 250 0,90 вдпочинку 0, Дтяч садки, ясл Один учень 0,33 1,08 79 0, Школи Те ж 0,08 0,38 20 0, Профучилища Ц" - 0,42 1,66 100 0,40 Вузи чи технкуми Ц" - 0,46 0,11 0,10 Театри або кно Одне мсце 0,06 0,28 20 0, Установи Один робтник 1,18 70 0,30 0, Одна порця 0,27 - Ресторани 0,09 - Кафе, дальн Те ж 0,05 0,17 - - Промтоварн магазини 1 м2 торг. площ 0,80 50 0,25 0, Продуктов магазини 0,44 Те ж 0,32 1,42 Базари Ц" - 0,09 0,22 33 0,80 1 м2 площ Склади 0,09 0,19 35 0,07 1,37 130 0,05 Вокзали Те ж 0, Для впорядкованих будинкв з смттпроводами норма накопичення ТПВ *) на 15 % вища, нж для таких самих будинкв, тльки без смттпроводу.
1.3. Збр, видалення й утилзаця ТПВ Валовий збр. Збр ТПВ без подлу на окрем складов назива ться валовим збором [2].
Планово-регулярна органзаця збору видалення ТПВ перед бача вивз вдходв з домоволоднь з установленою перодичн стю. Перодичнсть видалення ТПВ встановлються сантарними службами, виходячи з мсцевих умов вдповдно до дючих правил змсту територ населених мсць.
У малоповерховй забудов для валового збору ТПВ викори стовуються бачки мнстю 70 дм3, 110...120 дм3 210...220 дм3. В ндивдуальнй забудов застосовуються бачки меншо мност, наприклад, по 35 дм3. До приходу смттвоза бачки виставляють ся населенням до прозно частини.
Бачки виготовляють з листово стал, алюмню, пластмас.
Кращими бачки з пластмас. Маса вартсть таких бачкв порв няно невисока, термн служби в 2Ц3 рази бльший, нж сталевих (5...6 рокв). Пластмасов бачки зручн в експлуатац, мають гар ний зовншнй вигляд. Волог вдходи до хнх стнок не прилипа ють не примерзають, що полегшу хн миття та дезнфекцю.
При використанн пластмасових збрникв необхдно вживати про типожежних заходв.
У ряд кран використовують одноразов збрники - паперов, картонн або пластмасов, що виключа операцю перевантажен ня та мнмзу контакт обслуговуючого персоналу з вдходами.
кмнсть одноразових збрникв коливаться в межах 70...200 дм3.
Так збрники встановлюються на спецальн контейнери визначе них розмрв, що вдповдають завантажувальному пристрою смт твозв.
У будинках пдвищено поверховост влаштовуються смтт проводи рзно конструкц. Звичайно вони складаються з верти кального стовбура, вдводв з приймальними пристроями, камер для збору ТПВ вентиляцйного каналу. Стовбур смттпроводу явля собою трубу даметром 40...600 мм, виготовлену з асбоцементу, бетону або стал з гладкою внутршньою поверх нею. Сталев труби повинн мати покриття поглинаюче вбрацю на внутршнй поверхн. Завантажувальн клапани повинн запо бгати надходженню газв з смттпроводу в закритому положен н, а також забезпечувати захист вд шуму. Вхд у смттзбираль ну камеру, розташовану, як правило, у пдвал або на першому поверс будинку, золються вд входу в житло. Клапани виготов ляють з листово стал, покрито антикорозйною фарбою. Каме ра обладнуться водопроводом та каналзацю. Ревзйн отвори для чищення, дезнфекц та дезодорац стовбура смттпроводв звичайно влаштовують у верхнй його частин.
В останн роки розроблен нш способи видалення ТПВ. Для великопанельних багатоповерхових будвель застосовують кон струкц блокв, що включають елементи смттпроводу. У ряд випадкв застосовують систему, при якй ТПВ по коридорах на взках доставляють до пднмальних пристров, що подають х до камер-смттзбиральникв. Так системи видалення вдходв ство рюються в медичних установах, готелях, гуртожитках.
Роздльний збр. Роздльна, або селективна, система збору окре мих складових ТПВ забезпечу одержання вдносно чистих вто ринних ресурсв вд населення зменшення клькост вдходв, що вивозяться. Ця система вимага вд населення свдомого пдходу до видалення ТПВ, збльшення числа обслуговуючого персоналу, тари, спецтранспорту для вивозу кожного виду вторсировини. - додатков витрати цлком окуповуються за рахунок утилзац вторинних ресурсв. В Укран селективний збр ТПВ поки не отри мав практичного розвитку.
У США вдбр населенням утильних фракцй ТПВ (макулату ра, текстиль, пластмаси, пляшки та н.) виконуться за спецаль ними програмами, фнансованими розробленими штатами. Прак тика роздльного збору ТПВ розвиваться й у ряд вропейських кран. Звичайно в основу таких технологй покладений принцип збору населенням ТПВ в окрем мност (контейнери або мшки) для рзних видв вдходв. Зазначен мност розташовують як у домашнх умовах, так в пд'здах або бля будинкв. снують рзн модифкац тако технолог. Наприклад, у Нмеччин накопиче ний досвд збору ТПВ у два види шухляд - зелен (макулатура, метал, скло, полмери, тканини) та ср (нш вдходи) з вивозом х на переробку. В останн роки в Нмеччин роздльний збр ТПВ виробляться за п'ятьма та бльше видами.
Один з варантв технолог селективного збору припуска органзацю пересувних установок, що включають клька видв контейнерв. Рух установок здйснються за графком, а населен ня забезпечене пакетами для окремих складових ТПВ. При цьому здйснються економчне стимулювання за здан види вторсиро вини.
Збр видалення великогабаритних вдходв. До великогабарит них вдносяться вдходи, як по габаритах не помщаються в стан дартн контейнери. У великих мстах за рк на кожну людину на копичуться до 40 кг великогабаритних ТПВ з питомою масою 0,2 т/м3.
Великогабаритн вдходи збирають на спецальних площадках, розташованих бля житлових будинкв. Вивз х робиться за граф ком або заявкою ЖЕО.
Транспорт для вивозу смття. Для збору транспортування ТПВ застосовуються смттвози мсткстю вд 6 до 60 м3. Для ущль нення вдходв, що транспортуються, використовують преси зво ротно-поступально д з системою плит, пристро у вигляд обер таючого барабана шнека. Ущльненням досягаться зниження обсягу ТПВ в 1,5Ц2,0 рази.
Смттперевантажувальн станц (СПС). На СПС здйсню ться вивантаження ТПВ з малих смттвозв, хн ущльнення наступне завантаження в великовантажн транспортн засоби.
Конструкця СПС залежить вд продуктивност й типу вико ристовуваних транспортних засобв. Стацонарн СПС продук тивнстю бльшою 100 тис. м3/год включають естакаду, на яку в'жджа смттвоз, потужн ущльнююч пристро (рис. 3). Смт твози розвантажують ся в бункер-накопичу вач, з якого вдходи над ходять в ущльнююч пристро. Плита, що ущльню, робить зво ротно-поступальний рух запресову ТПВ у вели ковантажн транспортн засоби для подальшого перевезення.
Рис. 3. Схема смттперевантажувально СПС обладнуються станц дробильними установка ми, пристроями для пресування ТПВ в тюки або пакети з наступ ним транспортуванням у спецальних контейнерах. Для ущльнен ня ТПВ застосовуються трактори та спецальн трамбувальники.
1.4. ндивдуальн побутов системи переробки ТПВ Так системи заснован, як правило, на роздльнй переробц харчових вдходв нехарчового смття. При цьому харчов вдхо ди, рдк й тверд, подрбнюються у водному середовищ за допо могою дробильного пристрою зливаються в каналзацю, а нехар чове смття пресуться в пластиков мшки за допомогою преса, а потм брикети смття вивозяться звичайним централзованим спо собом комунального смтточищення.
На рис. 4 подана схема установки побутового подрбнювача харчових вдходв фрми "In-Sink-Erator" США, а в табл. 5 - харак теристики деяких моделей.
Вода Вдходи В каналзацю 9 Рис. 4. Схема установки "In-Sink-Erator":
1 - кухонний стл;
2 - раковина мийки;
3 - горловина;
4 - нерухомий зубчастий цилндр дробильно камери;
5 - дробильний диск;
6 - сальник;
7 - корпус по дрбнювача;
8 - статор електродвигуна;
9 - ротор електродвигуна (n = 1500 об/хв);
10 - пдшипниковий вузол;
11 - блок управлння з захистом вд перевантаження електродвигуна Таблиця 5. Характеристики побутових промислових подрбнювачв хар чових вдходв фрми "In-Sink-Erator" Струм, А Cпоживана ОбТм дробильно Модель Маса, кг потужнсть, кВт камери, л 1 фаза 3 фази Побутов:
45 0,50 7,0 0,98 2,0 - 75 0,65 8,9 1,40 3,0 - LC-50 0,80 15,9 Ц2,0 3,7 - Промислов:
SS-100 1,0 22,7 2,20 5,1 3, SS-200 1,7 29,9 3,0 7,7 5, SS-500 4,0 56,2 4,20 - 8, SS-1000 8,6 59,4 5,30 - 13, Пд час подрбнювання в модел 77 рвень шуму на кухн склав 70 дБ, а в сусдньому примщенн - 32 дБ. Для порвняння: су часна пральна машина працю з рвнем шуму 35...40 дБ, а в режи м вджимання - 60...80 дБ.
На рис. 5 показана схема побутового преса для нехарчового смття.
Рис. 5. Схема побутового преса фрми "In-Sink-Erator" для нехарчових вдходв з висунутою шухлядою:
1 - кришка столу;
2 - силовий цилндр;
3 - мшок для смття;
4 - вдкидн для виймання брикету дверцята;
5 - защлка фксац шухляди всередин преса;
6 - шухляда для смття;
7 - шарнр дверцят;
8 - направляюч для висування шухля ди;
9 - опори, що регулюються Силовий цилндр з здвоним поршнем пресу смття з силою 2270 кг перетворю вмст у компактний брикет, помщений у спецальний мшок. При цьому, в залежност вд типу смття, його об'м може зменшуватися бльше, нж у 17 разв. Потужнсть, спо живана пресом, 0,7 кВт, мстксть мшка - 40 л, маса з упаков кою - 61 кг.
Незважаючи на те, що при змиванн вдходв у каналзацю потрбне значне збльшення потужност очисних споруд, цей ме тод вважаться бльш економчним у порвнянн з звичайним спо собом видалення знешкодження ТПВ. Такий спосб видалення вд ходв сну в одному з найбльших мст США - Чикаго. Все ж таки розглянутий варант збору видалення ТПВ допомжним не знма основних проблем сантарного очищення мст.
Утилзаця окремих складових ТПВ. Умовно основн методи знешкодження переробки ТПВ можна роздлити на три групи:
утилзацйн, квдацйн та змшан. За технологчним принци пом розрзняють бологчн, термчн, хмчн, механчн та змшан методи. Найбльше поширення в Укран одержали так технолог знешкодження та переробки ТПВ: складування на полгонах або смтниках (лквдацйний механчний), спалювання (лквдацйний термчний), компостування (утилзацйний бологчний).
Утилзаця окремих складових ТПВ проводиться шляхом роз дльного збору утильних компонентв або механзованими спосо бами з загально маси. За снуючими сантарними нормами Укра ни ручний збр утильних компонентв ТПВ заборонений.
Для механзованого видалення окремих складових ТПВ вико ристовують магнтну, пневматичну, електричну та гдросепара цю. Як допомжн операц, вживають подрбнення та просюван ня вдходв. В основному застосовуються сух способи сепарац - пневматичний магнтний. Витяг чорного металобрухту здйсню ться магнтною сепарацю. снують пдвсн, шквн та барабан н магнтн сепаратори. При взамод магнтного поля з ТПВ, на приклад, при хньому рус по транспортернй стрчц, чорний ме тал витягаться, а потм знматься з магнтв.
Для видалення з ТПВ кольорового металобрухту (90 % алю мню, нше - бронза, латунь) перспективний метод електродина мчно сепарац, заснований на використанн силово взамод магнтного поля вихрових струмв, що виникають в електропро вднй речовин. В результат в кольорових металах виника елек трорушйна сила, що перемща х в заданому напрямку. Вида лення з ТПВ кольорових металв досяга 80 %.
Видалення макулатури здснються за допомогою аеросепа рац, при якй ТБВ роздляються на легку важку фракц. У лег ку фракцю переходить також полмерна плвка й текстиль. Для видлення в самостйний продукт полмерно плвки використову ють электросепарацю, просювання, аеросепарацю, балстичний метод. При цьому використовуться розходження в щльност ком понентв хньо швидкост планування при вльному паднн.
Для вддлення текстильних компонентв використовуються пристро типу барабанних грохотв з захоплювальними елемен тами, (гаки, штир вилкового типу).
Для витягання скла використовуться балстичний або фло тацйний метод.
В Укран методи комплексного сортування ТПВ з метою ви далення основних утильних компонентв на практиц поки не реа зован. З ТПВ витягають в основному чорний металобрухт ча стково папр. нш утильн фракц практично не видаляються. При використанн видалених утильних фракцй здснються хня мий ка, сантарне знешкодження.
1.5. Прибирання мських територй Прибирання вулиць, площ, внутршньоквартальних проздв територй дворв важливим заходом з сантарного очищення мст, що забезпечу також захист вд забруднення приземних шарв по втря та мських водоймищ. Прибирання дворв, тротуарв внут ршньоквартальних проздв виконують працвники ЖЕО.
Для механзованого збирання наносв, що утворюються псля дощв, а також снгу, застосовують збиральну технку, грейдери та нш механзми. Для боротьби з полом (намерзлою кригою) при ожелед або з ущльненим снгом на прознй частин дорг засто совують псков сумш та хмчн реагенти: пскосоляну сумш, що складаться з 92...97 % пску та 3...8 % хлористого натрю (ку хонно сол) або хлористого кальцю, а також сумш, що не злежу ться, яку отримують при механчному змшанн пску з NaCl СаС12. нод застосовують розчин СаС12, з концентрацю бльше 30 %, який наноситься поливними машинами з розрахунку 15...20 г/м2 (по сухй речовин). В останн роки з'явилися спецаль н сумш пску з СаСl2, нгбован фосфатами, що дозволяють у 10 разв зменшити витрату реагентв позбавити шляхи вд пску, який накопичуться в узбччах дорг.
Варто мати на уваз, що сол й хмчн реагенти, використан для боротьби з полом, роз'дають взуття, покришки та кузови автомоблв, а з вдлигою спрямовуються у мськ водостоки й во дойми, пдвищуючи хню мнералзацю, засмчують рунти й рун тов води. Тому застосування х можливе лише у випадку край ньо необхдност.
1.6. Полгони твердих побутових вдходв Полгони - це природоохоронн спорудження, призначен для складування ТПВ. Вони забезпечують захист вд забруднення ат мосфери, рунтв, пдземних поверхневих вод та перешкоджають поширенню патогенних мкроорганзмв за меж площадки скла дування, а також забезпечують знезараження ТПВ бологчним способом. На полгонах можлива утилзаця органчних складо вих ТПВ шляхом вловлювання богазу.
Термн служби полгона повинен бути не менше 15...20 рокв.
Розмщувати полгони необхдно з урахуванням вимог сантар них норм, з вддаленням вд найближчо житлово забудови на вд стань не менше 500 м. До полгона повинна бути пдведена дорога з твердим покриттям. По всьому периметру площадки, вдведено для полгона, потрбно влаштувати захисну сосмугу завширшки не менше 20 м. Рвень рунтових вод пд днищем полгона повинен знаходитися на глибин бльше 2 м. Категорично забороняться використовувати пд полгони акватор рк, озер, болт.
Площа длянки складування полгона розбиваться на черги експлуатац з розрахунку 3...5 рокв на кожну. У склад першо черги видляться перший пусковий комплекс з часом складуван ня - 1...2 роки.
Захист вд забруднення рунтв рунтових вод здйснються шляхом влаштування спецального протифльтрацйного екрана, покладеного по всьому днищу бортам полгона, системи перехоп лення, вдводу й очищення фльтрату, а також системи спостереж них свердловин для контролю якост рунтових вод.
Захист поверхневих водних об'ктв вд забруднення дощови ми й талими водами, що сткають з обмежено сосмугою тери тор полгона, здйснються шляхом очищення поверхневого сто ку на площадц "боплато" та вдводу транзитних поверхневих вод.
На першй стад проектування розробляться форпроект по гона, де розглядаються клька альтернативних варантв розм щення площадки складування ТПВ, наводяться хн технко-еко номчн показники, на пдстав яких вибираться оптимальний.
Проектом полгона визначаться його захоронна мнсть. У залежност вд мсця розташування встановлються тип кон струкця полгона - висотний, яружний, кар'рний, траншейний (рис. 6).
Характеристика полгонв технолог складування. Теоретич на мстксть полгона на розрахунковий термн визначаться за формулою Em = (k2 /4k1)T(П1 + П2)(N1 + N2), де k2 - коефцнт, що врахову обсяг промжних зовншнх зо люючих шарв рунту;
k1 - коефцнт, що врахову ущльнення ТПВ за весь термн служби полгона;
Т - термн служби полгона, роки;
П1 П2 - питом рчн норми нагромадження на перший (фак тичн дан) останнй роки експлуатац, м3/люд.;
N1 N2 - чисель нсть населення на перший останнй роки експлуатац.
Схема полгона залежить вд рельфу мсцевост. На плоских длянках улаштовуються полгони висотного або траншейного типу.
Лсосмуга Установка для спалю вання богазу Сховище богазу Труби для видалення богазу Скважини для утилзац богазу кмнсть для збору фльтрату ерунтов шари ерунти рекуль- перекриття тивац робочих карт Плвка екрана Вдкачка фльтрату Дренажн Псок Дренажн труби для труби збору фльтрату Дренажн Контрольний насос для Щебнь труби вдкачки фльтрату Плвка Глина Рис. 6. Схема полгона кар'рного та яружного типв Полгон висотного типу утворються шляхом обвалування плоско длянки. Висота дамби обвалування визначаться з умови закладення укосв 1 : 4 бльше при ширин верхньо площадки дамби, що забезпечу безпечний прозд смттвозв роботу ущль нювально технки - каткв, бульдозерв.
Ущльнений шар ТПВ висотою 2...3 м золюють рунтом або ншими нертними матералами, наприклад промисловими вдхо дами. Товщина шару промжно золяц - 0,25 м, псля ущльнення - 0,15 м. Для забезпечення гдрозоляц дно котловану покрива ють ущльненим шаром глини. Можливо також як гдрозоляцю використовувати компостован вдходи, що пролежали в буртах не менше року.
Полгони траншейного типу створюються на плоских длян ках шляхом прокладки траншей глибиною 3...6 м шириною поверхн 10...12 м. ерунт, отриманий вд розробки транше, вико ристовуться для засипання псля заповнення ТПВ. Довжину од н транше проектують з урахуванням приймання ТПВ протя гом 1...2 мсяцв, якщо температура вище 0 С, а при бльш низь ких температурах - на весь перод промерзання рунтв.
Складування ТПВ в кар'рах здйснються за схемою вирв нювання (до рвня кромки кар'ру) або за висотною схемою з пе ревищенням рвня кромки кар'ру за рахунок створення дамб об валування. Передбачаться з'жджання смттвозв на дно кар'ру пошарове укладання вдходв. Пошарове укладання досягаться насуванням знизу нагору або зштовхуванням з схилу, утворено го ТПВ. Ущльнення ТПВ здснються чотириразовим бльше про ходом катка або бульдозера. Щльнсть ТПВ при цьому пдвищу ться до 0,8...0,9 т/м3. Товщина шару, що ущльнються, не повин на перевищувати 0,5 м.
Псля закнчення експлуатац полгонв х покривають золю ючим шаром рунту товщиною не менше 1 м вдповдно до проек ту рекультивац.
Польове компостування найбльш простим способом знешко дження переробки ТПВ. Якщо на полгонах знешкодження прот ка протягом 50...100 рокв, то при польовому компостуванн цей процес вдбуваться за 6...18 мсяцв у залежност вд клматич них умов.
Компостування - складний аеробний бологчний процес, що супроводжуться нтенсивним видленням тепла. Органчн речо вини, як легко гниють, розкладаються з утворенням рухливих форм гумнових кислот, добре засвоюваних рослинами. У резуль тат компостування синтезуться умус, що основним компонен том рунту. В основ одержання компосту лежить процес амонф кац пд впливом аеробних бактерй. У свою чергу, амонфкаця процесом розкладання органчних сполук ТПВ з видленням ама ку. Тому при компостуванн ТПВ втрачають до 20 % (за вагою) органчних речовин.
Розкладання органчних речовин ТПВ пд дю аеробно мк рофлори вимага постйного припливу кисню вдводу газоподб них продуктв окислювання, у тому числ вуглекислого газу. На копичення вуглекислого газу, знижуючи окисний потенцал, може гальмувати процес. Тому в ТПВ повинне пдтримуватися визна чене спввдношення вуглецю й азоту (С : N = 25...30). У процес компостування можна видлити дв основн фази: I - отримання бопалива, при цьому зниження вмсту органчно речовини скла да 5...8 %;
II - одержання компосту, при якому зниження ваги органчно речовини склада 20 %.
Компостування ТПВ здйснються на площадках, розташова них поруч з полгонами.
Найпростша технологя компостування поляга в складуванн в штабел, розташован рвнобжними рядами з проздом мж ними 3 м. Ширина основи висота варюються в залежност вд клма тичних умов. Для запобгання розмноженню мух, усунення запа хв зменшення теплообмну мж штабелями повтряним середо вищем х покривають шаром земл або торфу висотою 15...20 см.
У штабелях весняно-лтньо закладки в результат проткання аеробного компостування протягом перших 15...20 днв вдбува ться саморозгрв штабеля до 60...70 С, потм протягом 2...4 м сяцв температура триматься на рвн 40...45 С, а надал знижу ться до 30...35 С. Через 10 мсяцв "горння" температура вста новлються на рвн 14...18 С триматься до наступно весни.
Тривалсть компостування ТПВ в штабелях рекомендуться вд 12 до 18 мсяцв. При регулярному перелопачуванн та зволоженн штабелв термн може бути стотно зменшений.
У процес компостування нтенсивно знижуться вологсть вд ходв. Для забезпечення активзац процесу поряд з перелопачу ванням примусовою аерацю матерал варто зволожувати.
Отриманий компост очищаться вд баластових фракцй - скла, камння, металу з використанням установки для механзо ваного сортування. Установка для механзованого сортування мстить магнтний сепаратор, вброгрохот транспортери.
ншим варантом технолог польового компостування по передн дроблення ТПВ перед укладанням у штабел, здйснюва не за допомогою молоткових дробарок. У цьому випадку вихд компосту збльшуться, а кльксть вдходв знижуться.
Сантарне знешкодження ТПВ при компостуванн вдбуваться в результат хнього нагрвання, що забезпечуться життдяльн стю рзних мкроорганзмв. У процес життдяльност мкроор ганзмв при компостуванн ТПВ на першй стад вдбуваться розвиток неспороносних мезофльних мкроорганзмв. Темпера турний оптимум хнього розвитку склада 25...30 С, а з пдви щенням температури за рахунок видлення енерг окислювання органчних кислот блкв пд впливом мезофльних мкроорганз мв - до 42...50 С. При цьому створюються умови для розвитку теплолюбних спорових мкроорганзмв - термофлв, а мезофли починають вдмирати. Дал вдбуваться розвиток термофльних мкроорганзмв. Температурний оптимум хнього розвитку - 55...60 С, однак температура компостованого матералу продов жу пдвищуватися досяга 65...70 С, що згубним для пато генних мкроорганзмв. У результат забезпечуться знешкоджен ня бопалива та компосту. Потм вдбуваться повльний спад тем ператури при скороченн клькост термофлв, що переходять у споровидний стан;
знову розвиваються мезофльн мкроорганз ми. Спад температури вказу на те, що рухлив сполуки органч но маси в основному засвон. У цй фаз працюють амонфкую ч мкроорганзми. На завершальному етап процесу компосту вання розвиваються целюлозорозкладаюч мкроорганзми.
Для успшного проткання процесу компостування необхдне дотримання таких умов: вологсть ТПВ повинна бути не менша 50...60 %;
вмст харчових вдходв - не менший 25...30 %;
вдно шення С : N у ТПВ - рвне порядку 25...30.
1.7. Смттпереробн заводи Основною задачею смттпереробних заводв (СПЗ) знешко дження ТПВ переробка знешкоджених компонентв ТПВ для по дальшо утилзац.
Як правило, на СПЗ застосовують аеробний метод знешко дження ТПВ (компостування), що може бути доповнений такими технологями:
вивезення частини ТПВ на полгони (лквдацйно-бологчний метод);
спалювання частини ТПВ на смттспалювальних заводах (л квдацйно-термчний метод);
спалювання частини ТПВ на СПЗ з використанням отрима ного тепла (утилзацйно-термчий метод);
термчна обробка ТПВ без доступу повтря (пролз) з утилза цю газв й нших продуктв пролзу (утилзацйнно-термчний метод).
При використанн зазначених технологй на СПЗ можливе одер жання наступних цнних компонентв ТПВ: чорн та кольоров ме тали, скло, пластмаси, сировина для картонних фабрик, продукти пролзу, тепло й органчн добрива (компост).
Принципова технологчна схема СПЗ наведена на рис. 7.
Рис. 7. Технологчна схема заводу для переробки смття:
17 13 12 1 - зважування смттвозв;
2 - прий мальний вддл;
3 - пластинчастий жи вильник;
4 - сепаратор великих (>400 мм) 20 фракцй ТПВ;
5 - сепаратор чорних ме талв;
6 - видалення великих фракцй на 11 18 ССЗ або полгон ТПВ;
7 - подача фракцй ТПВ дрбнших 400 мм на бобарабани;
16 15 8 - бобарабани;
9 - сушння компосту;
10 - сепаратор баласту;
11 - сепаратор 21 кольорових металв;
12 - бункер для чор 24 них металв;
13 - прес для брикетування чорних металв;
14 - бункер для кольо 25 22 рових металв;
15 - прес для брикетуван ня кольорових металв;
16 - вторколь ормет;
17 - вторчормет;
18 - сепаратор скла;
19 - бункер скла;
20 - склоробний завод;
21 - дробарки;
22 - сепаратор дроблено плвки;
23 - бункер дроблено плвки;
24 - завод пластмас;
25 - штабел дозрвання компосту Переробка ТПВ на СПЗ ма ряд основних операцй.
Технологчна пдготовка ТПВ. Прибул на СПЗ смттвози зважуються та направляються в приймальне вддлення, що явля собою закрите примщення з таким обладнанням:
ворота з гумовими ущльнювачами для захисту навколишньо го середовища вд пилу, мух, пацюкв запахв;
псля розванта ження смттвозу ворота закриваються;
приймальн бункери (2Ц3 робтники, один резервний) для за безпечення безперервно подач ТПВ в подальш технологчн про цеси при нервномрному розвантаженн смттвозв;
мостовий кран з грейфером, що забезпечу перевантаження ТПВ з бункера в бункер, а також видалення негабаритних вклю чень з бункерв;
системи пожежогасння й освтлення;
система вологого пилеподавлення та водопровд для мийки дезнфекц бункерв;
система примусово витяжно вентиляц, що забезпечу нега тивний тиск у приймальному вддленн;
рами або пости пд'здв, що забезпечують безпечне розванта ження смттвозв;
система безперервного видалення ТПВ з робочих бункерв (пластинчаст живильники, встановлен в днища бункерв), що за безпечу безперервнсть подач ТПВ дозування;
система вддлення великогабаритних фракцй, що не пдда ються компостуванню (вироби розмром бльше 400 мм з дерева, картону, пластмаси та глки, текстиль металобрухт). Великога баритн фракц ТПВ псля сепарац на грохотах витягання чор них металв вдвозяться на полгон або смттспалювальний за вод, тому що велика частина великих фракцй представлена ви робами з дерева, картону й текстилю.
Знезаражування ТПВ в ботермчних барабанах. Псля сепара ц ТПВ подаються в обертов ботермчн барабани (даметр бль ше 4 м, довжина - 40...60 м), де протягом 2Ц3 днв вдбуваться хн компостування. Температура в барабан досяга 60...75 С, що за безпечу знезаражування оброблюваних вдходв вд патогенно мкрофлори. Прискорений ботермчний процес на початковй ста д компостування здйснються за рахунок перемшування ТПВ при обертанн барабана (не менше 1000 обертв за добу), вдування повтря (до 0,8 м3 повтря на 1 кг ТПВ), пдтримки оптимально вологост ТПВ (45...60 %) теплозоляц стнок бобарабану.
Поряд з температурою згубний вплив на патогенну мкрофло ру роблять антиботики, як виробляються мезофльною мкрофло рою. Сам ТПВ завжди мстять достатню кльксть рзномантно м крофлори, необхдно для ботермчних знезаражуючих процесв.
Обов'язковою умовою знезаражування ТПВ хня витримка (не менше 12 годин) при температур, згубнй для патогенно м крофлори. Цей процес у залежност вд складу та величини ТПВ регулються термном перебування ТПВ в бобарабан, швидк стю обертання барабана, обсягом повтря, що вдмухуться та н.
У бобарабанах за 2...3 доби встигають завершитися перша та друга фази компостування, тобто розгрв ТПВ спочатку до температури 30...35 С мезофльною мкрофлорою, а потм - до температури 60...70 С термофльною мкрофлорою, а також, що головним, знезаражування ТПВ. Завершення друго фази компо стування третя фаза вже проходять за межами СПЗ на площад ках компостування, де ТПВ витримуться до 1,0...1,5 рокв. Од нак увесь процес подальшо механчно переробки ТПВ на СПЗ проводиться з знезараженими ТПВ.
Псля обробки ТПВ в бобарабанах змнються хнй фракцй ний склад: фракц менш 20 мм вже складають 60...70 %, фракц 20...60 мм - 14...18 %;
фракц 60...300 мм - 15...20 % фракц 300...400 мм - 1...2 %, тобто спостергаться стотне здрбнювання ТПВ. Щльнсть змнються вд 160...230 кг/м3 перед обробкою бо барабаном до 700 кг/м3 псля проходження.
Контрольне сортування знезаражених ТПВ проводиться для очищення компосту вд великих фракцй, як не компостуються.
Сортування здснються на сепараторах (барабанних грохотах) безперервно д з постйним завантаженням розвантаженням ТПВ.
Барабанн грохоти мають даметр 2 м бльше, довжину - близько 4...5 м, в цилндричнй поверхн - отвори. Код сепарац - розмри отворв у стнках барабана, через як просипаються дрбн фракц ТПВ. Велик фракц, що уловлюються сепаратором, розвантажу ються в торц сепаратора. Продуктивнсть сепаратора залежить вд швидкост обертання барабана. Так, при малих швидкостях обертання спостергаться перекочування ТПВ без вдриву вд вну тршньо стнки барабана;
при великих швидкостях спостергаться "прилипання" ТПВ до внутршньо стнки барабана за рахунок вд центрових сил. При оптимальнй швидкост обертання (10...15 об/хв) вдбуваються деяке пдймання компостованих ТПВ, вдрив падння. У такому режим досягаться максимальна про дуктивнсть сепаратора. Крм цього, вдбуваться дроблення ТПВ, що також ма чимале значення.
Видалення чорних металв. Чорн метали видаляються з ТПВ у трьох вузлах технологчно н, а саме:
до бобарабанв, псля сепарац, що видаля найбльш фрак ц (бльше 400 мм). На цьому етап з ТПВ витягаться до 50...60 % усього металу, що потрапив у ТПВ, це вдносно чистий метал, який легко пакетуться;
псля бобарабанв, псля сепараторв, що звльняють компост вд великих включень (250...400 мм), вдбуваться уловлювання чорних металв з потоку великих фракцй (бльше 250 мм);
псля бобарабанв, псля сепараторв здснються уловлювання чорних металв з потоку дрбних фракцй компосту (дрбнше 250 мм).
На сучасному рвн розвитку утилзацйних технологй мож на витягати 90...95 % усього чорного металу, що входить у мор фологчний склад ТПВ. Чорн метали видаляються з ТПВ за допо могою пдвсних електромагнтв, розташованих над конверною ню, що перемща ТПВ. Код сепарац - напруженсть магнт ного поля. Наприклад, при напруз 20 кА/м з ТПВ витягаються тльки порожн бляшан банки;
при напруз 40 кА/м - бляшан бан ки, частково заповнен водою або брудом;
при напруз 60 кА/м - ус, навть цлком заповнен, бляшан банки. Витягання металв залежить також вд швидкост просування стрчки конвера, ви соти розмщення електромагнта над стрчкою товщини шару ТПВ на стрчц.
Видалення кольорових металв. Звичайно ТПВ мстять до 0,2...0,3 % кольорових металв, фракцйний склад цих включень - менше 250 мм. Витягання кольорових металв робиться псля ви далення чорних металв на етап псля бобарабанв сепарато рв у потоц знезараженого ТПВ, що ма фракц менш 250 мм.
Для витягання кольорових металв пд стрчкою конвера, що транспорту компост до сепараторв дрбного баласту (скло, к стки, камння, шматки пластмаси, взуття й нш включення, що пройшли через осередок сепаратора 250 мм), установлються ба гатофазний ндукторний електропристрй, що створю рушйне електромагнтне поле. Це змнне магнтне поле наводить на шмат ки кольорових металв електрорушйну силу, вектор яко спрямо ваний перпендикулярно ос рухаючо стрчки з ТПВ. При прохо дженн стрчки транспортера над сепаратором кольорових мета в пд дю рушйного електромагнтного поля шматки кольоро вих металв перемщаються до краю стрчки у результат скида ються з стрчки транспортера. Код сепарац - напруженсть елек тромагнтного поля.
Видалення баластових включень, менших 250 мм. Видалення баласту з компосту можливе двома способами: балстичним пне вматичним.
Перший - балстичний спосб - здйснються таким чином.
Розганяють стрчку конвера, на якй лежить компост, рзко зм нюють напрямок руху стрчки. Компост по нерц летить у тому ж напрямку та зштовхуться з вертикальною вдбиваючою стн кою, установленою на шляху польоту компосту пд кутом 35...50 до вертикально площини руху. Вдаряючись об стнку, компост пада в пдставлений контейнер. Код сепарац - пружнсть скла дового компосту. Найдал вдскакують пружн матерали.
Другий - пневматичний спосб - здйснюють таким чином. У шахту вертикального металевого короба звалюють компост, що мстить баласт. Зустрчний потк повтря пдхоплю легк невели к фракц компосту несе х у гдроциклон, де концентруться збагачуваний матерал. Бльш важк фракц баласту переборю ють опр вертикального повтряного потоку звалюються в збр ний контейнер, встановлений бля основи вертикально шахти.
Код сепарац при цьому способ - це швидксть планування, тобто та швидксть, при якй повтряний потк здатний переноси ти включення рзно величини. Задаючи в батаре таких сепарато рв рзн швидкост витання, можна вдбирати баласт рзних розм рв ваги.
Видалення здрбнено плвки з компосту. Псля видалення ба ласту компост подрбнюють (розмр частин бльше 10 мм) направ ляють у спецальну камеру, де, пдхоплений сильним струменем повтря, вн пдкидаться вгору й осда на горизонтальну стрчку контейнера, що рухаться на дн камери. Першими падають най важч фракц, останнми - пластинки пластмасово плвки, роз дроблено до розмрв менше 1 см2. Код сепарац - гдравлчна величина фракцй компосту. У результат на стрчц, що рухать ся, утворяться два шари: нижнй, що складаться з важких фрак цй компосту, верхнй, що складаться з легких фракцй, пред ставлених в основному шматочками плвки.
Наприкнц руху конверно стрчки встановлений усмокту вальний "пилосос", що втягу легку плвку. "Важкий" компост, позбавлений плвки на 65...70 %, скидаться в приймальн контей нери вивозиться на площадки в штабел дозрвання компосту. У цих штабелях завершуться його дозрвання компост ста цн ним органчним добривом.
1.8. Смттспалювальн заводи Знешкодження ТПВ на смттспалювальних заводах (ССЗ) одержало широкий розвиток у свтовй практиц. Так крани, як Даня, Швейцаря та Японя, спалюють близько 70 % свох ТПВ;
Нмеччина, Ндерланди та Франця - близько 40 %. Потужност ССЗ у квроп й Америц продовжують рости.
Технологчна схема ССЗ представлена на рис. 8.
1 57 8 Рис 8. Технологчна схема смттспалювального заводу:
1 - приймальний вддл з бункером для прийому ТПВ;
2 - мостовий кран з грейфе ром;
3 - приймальний бункер котлоагрегату;
4 - живильник топки;
5 - колосни ков рати смттспалювального агрегату з топочним пристром;
6 - котел-утил затор пари;
7 - гасильна ванна з зшкрбальним пристром для видалення шлаку;
8 - шлаковий конвейр;
9 - електромагнтний сепаратор для видалення чорних металв;
10 - заводська система тимчасового складування та видалення шлаку;
11 - система фльтрв циклонв для очищення газв;
12 - тягопродувний пристрй з вентиляторами для подач повтря;
13 - димососи;
14 - димова труба ТПВ через завантажувальний пристрй надходять на живиль ник колосникових рат. Товщина шару ТПВ на ратах бльша 1 м.
Ширина рат - 3 м, кут нахилу - 26. ерати являють собою систе му послдовних рухливих нерухомих колосникв. Рухлив колос ники роблять зворотно-поступальний рух. З кожним ходом колос никв пд шар ТПВ, що надходять згори, вводиться порця (до 30 %) палаючих вдходв. У такий спосб створюються вогнища нижнього запалювання, шар ТПВ, що надходить з приймального бункера, перемшуться, розпушуться та займаться.
Для запалювання ТПВ на колосникових ратах використову ються пусков запальники. При рус ТПВ по ратах через них зни зу надходить повтря завдяки наявност палаючих вдходв у ниж ньому шар пдтримуться автотермчний процес горння.
Топка зблокована з котлом-утилзатором, до поверхн нагр вання якого надходять топков гази. Казан виробля пару, що товарним продуктом може використовуватися для опалення при леглих районв або технологчних потреб. При горнн ТПВ димо в гази, як утворюються, надходять для очищення в систему фль трв, псля чого викидаються за допомогою димососу в димар.
Шлаки вд спалювання ТПВ вддляються скребками в гасильну ванну, псля чого по транспортеру подаються на молоткову дро барку. З шлакв електромагнтним сепаратором витягаться чор ний метал.
ССЗ займають порвняно невелик площ вд 2 до 5 га. пхн застосування виправдане в тих випадках, коли полгони ТПВ роз ташован на значному вддаленн вд мста. Однак спалювання ТПВ пов'язане з значними викидами в атмосферу складнстю хнього очищення. При низькотемпературному спалюванн ТПВ (нижче 1000 С) моврнсть утворення високотоксичних газв збльшу ться. Не виршен питання використання шлакв золи, що круп нотонажними вдходами. При спалюванн утворюються 10...15 % золошлакв вд ваги вдходв, як надходять на ССЗ.
Розроблено рзн технологчн схеми ССЗ. В останн роки в ряд кран йдуть нтенсивн промислов дослдження в напрямку термч но переробки ТПВ без доступу повтря до температур 500...600 С (низькотемпературний пролз) вище 1100 С (високотемператур ний пролз). Створено дослдн дослдно-промислов установки рзно продуктивност.
Важлива вдмннсть технолог пролзу ТПВ поляга в тому, що газоподбн продукти, як утворюються, - пар паливний газ - можна роздлити використовувати в самому процес термчно обробки ТПВ або поза ним. При цьому викидання газоподбних продуктв в атмосферу рзко знижуться. При пролз утворюють ся продукти, що можуть знайти застосування в господарськй д яльност: газоподбне паливо (30...40 %), твердий вуглистий за лишок (30...40 %) смола (20...30 %). Як побчний продукт утво рються пдсмолена вода.
Твердий вуглистий залишок (прокарбон), у якому вмст вуг лецю склада 30...40 %, використовуться як замнник низькосорт них графтв, заповнювач в асфальтобетонних сумшах, низько сортне паливо, сорбент. Смола - як паливо, що складником ас фальтобетонних сумшей, сировина для витягу хмз'днань. Пд смолена вода - як антисептичний засб, зокрема для просочення шпал.
Вдом три типи установок з пролзу ТПВ: горизонтальн (ба рабанного типу), вертикальн (шахтового типу) та змшан.
Наприклад, на завод з переробки ТПВ в Санкт-Петербурз ство рена й успшно експлуатуться установка барабанного типу з п ролзу некомпостованих ТПВ продуктивнстю 30 тис. т вдходв у рк. Установка складаться з двох обертових барабанв - сушиль ного та пролзного. Сушильний барабан розташований над про зним. Кожен барабан оснащений топкою. Некомпостован ТПВ надходять через завантажувальний пристрй у сушильний бара бан. При обертанн вдходи просуваються до кнця барабана й од ночасно просушуються (температура ТПВ на виход - 150 С).
Через пересипний пристрй вдходи надходять у пролзний бара бан, де здйснються хн пряме нагрвання до 500...600 С. Димов гази в сушильному барабан рухаються прямотечю вдносно ТПВ, у пролзному - протитечю. Гази, що утворюються в су шильному барабан й мстять воду, через систему очисних при стров викидаються в атмосферу. Гази з пролзного барабана по даються в сушильний барабан спалюються, виконуючи роль до даткового палива. Перед подачею в сушильний барабан пролзн гази проходять мокре очищення, у процес якого видляться смо ла й утворються пдсмолена вода. Твердий вуглистий залишок з пролзного барабана надходить у пристрй для охолодження, а потм у дробильно-фасувальне вддлення. Пролзна установка працю в комплекс з заводом, що переробля ТПВ в компост. При цьому частина вдходв (30 %) не компостуться (гума, шкра, те кстиль та н.), й обробка х у пролзнй установц дозволя макси мально виршувати задачу безвдходно технолог переробки ТПВ.
У стад розробки знаходяться пролзн установки барабанно го типу, в яких нагрвання вдходв у пролзному барабан здй снються побчно (через стнки барабана). Це дозволить у процес пролзу одержувати бльш калорйний газ, не змшаний з димови ми газами.
До недолкв снуючих пролзних установок варто вднести малу продуктивнсть, недосконалу систему очищення газоподб них продуктв, а також нерозв'язансть питань повно утилзац продуктв пролзу. Упровадження пролзних установок дозволить створити безвдхдн технолог переробки ТПВ, у тому числ для малих мст, де будвництво великих смттпереробних комплек св нерентабельне.
2.
У процес життдяльност людей виробляються органчн та неорганчн вдходи, причому способи хньо обробки переробки можуть бути рзними. Для вироблення загальних принципв пд ходв у питаннях складування, первинно обробки, стаблзац наступно переробки вдходв на борту судна необхдно врахову вати так параметри, як тривалсть рейсу або автономнсть пла вання, склад екпажу, тип судново енергетично установки (СЕУ) та н. Але в будь-якй концепц вдходи не можна цлком виклю чити, можуть бути змнен тльки фзичн форми визначено хньо частини. Системи або пристро переробки вдходв ускладнюють ся з збльшенням тривалост рейсу;
хнми задачами ста вже не збр, стаблзаця та збереження вдходв, а регенераця води, ву глецю й окремих елементв;
вони функцонують уже як частина комплексу засобв життзабезпечення й придатност судна для життя. Частина смття, що утворються в процес життдяльнос т й роботи екпажу, стабльною субстанцю та не вимага ре генерац. До ц категор вдноситься ряд металевих, керамч них твердих полмерних матералв. Однак значна частина вд ходв складаться з матералв неорганчного або органчного по ходження, що можуть бути пддан розкладанню рзними бологч ними або ншими методами.
Продукти життдяльност екпажу головним джерелом ор ганчних вдходв, пдданих бологчному розкладанню, одночас но служать джерелом мкроорганзмв, багато з яких здатн впли вати на ц вдходи. Крм того, на поверхн вдскв, примщень устаткування завжди значна кльксть спор, вегетативних кл ток та ншо мкрофлори, що неминуче буде впливати на вдходи органчного походження. З збльшенням вмсту води в органчних вдходах збльшуться небезпека рзних шкдливих ефектв.
2.1. Аналз технологчних схем обробки твердих суднових вдходв У робот [1] розглянуто шсть можливих варантв переробки суднових вдходв проведений хнй порвняльний технко-еконо мчний аналз.
Контейнерна схема (мнсть контейнера 0,75 м3). Вдходи за вантажуються в стандартн контейнери мнстю 0,75 м3, якими комплектуються смттвози типу М-30. Псля заповнення контей нера вдходи ущльнюються за допомогою преса у два рази збе ргаються на судн в спецальному примщенн до хнього виван таження в порту або на спецальне судно. У порту за допомогою крана контейнери перевантажуються на смттвози М-30, що до ставляють вдходи в мсця хнього знешкодження або переробки.
Контейнерна схема (мнсть контейнера 6...10 м3). Через за вантажувальний бункер вдходи подаються в завантажувальну камеру преса. Плита, що штовха, пресу вдходи у великовантаж ний контейнер мнстю 6...10 м3 з ступенем ущльнення в 2,5 рази.
Заповнений контейнер закриваться за допомогою крана пода ться до мсця його збереження на судн. У порту контейнер пе ревантажуться на смттвози типу СА-3, СА-4 транспортуть ся до мсця переробки смття та його поховання.
Технологчною особливстю дано контейнерно системи те, що вона не застосовуться при спльному збор харчових побу тових вдходв. Обмеження ущльнення (Кущ = 2,5) викликане не обхднстю забезпечити безперешкодне розвантаження контейне ра на спорудження з знешкодження вдходв, тому що контейнер не ма плити, що виштовху, а смттвози СА-3 СА-4 працюють як самоскиди.
Контейнерна схема задовольня сантарно-ггнчн вимоги.
Брикетування без дроблення й золяц. Вдходи через заванта жувальний бункер подаються в завантажувальний квш преса типу БА 1330 або Б 132. Ступнь ущльнення вдходв - 5Ц6 разв (мож ливо до 8) у залежност вд складу вдходв. Зпресован вдходи у вигляд брикетв вивантажуються на металевий пддон, що пере мщаться по рольгангу, а потм за допомогою електрично тал перевантажуються в контейнери. У порту контейнери через люк за допомогою крана вивантажуються в звичайн автосамоскиди.
Брикети не мають велико мцност, що пов'язано з складом вдходв. Для додання мцност брикетам у масу пресумих вдхо дв додають вд 0,1 до 1,0 % сухого воднорозчинного клею. Витрим ка в цьому випадку на останньому етап стискання склада бли зько 4 хв (90 хв без клею). У цих умовах брикети не руйнуються при паднн з висоти 1 м. Технологя обробки суднових вдходв за даною схемою не передбача скидання брикетв з висоти 1 м, за винятком останньо операц - вивантаження в самоскиди, коли руйнування брикетв навть корисне.
Брикетування з золяцю. Вдходи через завантажувальний бункер аналогчно подаються в завантажувальний квш преса БА 1330 або Б 132 (ступнь ущльнення до 8 разв). Брикети ви штовхуються з преса на ратчастий пддон, що занурються у ванну з розплавленим бтумом на 1...2 хв, потм пддон пднма ться, робиться витримка для сткання зайво маси бтуму за твердння. Покритий бтумом брикет виштовхуться наступним брикетом на пддон, що перемщаться по рольгангу. Маса одно го брикету - 5 кг. З пддона брикети перевантажуються в спеца льн контейнери. У порту контейнери можуть аналогчно за допо могою крана через люк вивантажуватися в звичайн самоскиди.
Технологчна особливсть дано схеми обробки суднових вд ходв дозволя спльну обробку харчових побутових вдходв.
При цьому необхдно мати спецальний отвр у камер преса для видалення фльтрату. Зневоднен вдходи, зольован бтумом, мо жуть збергатися на судн протягом 30 дб.
Брикетування з попереднм дробленням наступною золяцю.
Вдходи через завантажувальний бункер надходять у дробарку, а потм вже у здрбненому стан потрапляють у завантажувальний квш преса типу БА 1330 або Б 132. Дал операц повторюються в тй же послдовност, як в попередньому випадку.
Технологчною особливстю дано схеми здрбнювання вд ходв до фракцй менших 20 мм (за крихкими компонентами) до 250 мм (за волокнистими компонентами), що дозволя збльшити ступнь ущльнення вдходв до 10 разв. Можлива також спльна обробка з харчовими вдходами. У цьому випадку в камер преса необхдний отвр для видалення фльтрату.
Брикетування й охолодження. Вдходи обробляються за те хнологю брикетування без дроблення, за винятком останньо опе рац. Контейнери разом з брикетами надходять у холодильну камеру, де збергаються при температур не вище 5 С. Можливий спльний збр харчових побутових вдходв. При цьому необхд но контейнери з брикетами незалежно вд хнього заповнення що дня закочувати в холодильну камеру. Технологчна особливсть дано схеми дозволя задовольняти вс сантарно-ггнчн вимо ги обробки суднових вдходв за тривалост плавання бльше 30 дб.
Дроблення сплав камбузних вдходв у спецальну мнсть.
Здрбнювання здйснються в дробарц, розташованй в камбуз пд мийкою, у потоц води при спввдношенн маси води до вдхо дв 10 : 1. Пульпа з дробленими вдходами надходить у спецальну мнсть з кончним днищем тангенцальною подачею повтря, що перешкоджа випаданню осаду.
З цього резервуара пульпа з дробленими вдходами в дозволе них районах вдправляться за борт судна. Термн збереження пуль пи в резервуар - не бльше 2 дб.
Дробленню пдлягають ус харчов вдходи, крм ксток, як необхдно вдокремити направити в переробку разом з ншими побутовими вдходами. Дана схема переробки харчових вдходв найекономчншою забезпечу виконання всх сантарно-гг нчних вимог за умови вчасного видалення пульпи.
Як пдсумок проведемо орнтовний технко-економчний ана з запропонованих технологчних схем переробки суднових вд ходв для суден з однаковим добовим накопиченням вдходв, рв ним 100 кг (табл. 6).
Таблиця 6. Характеристики рзних засобв обробки твердих суднових вдходв Споживана Умовна Зайнята Маса, потужнсть, вартсть, Засб обробки площа, м2 кг кВт гр. од.
Контейнерний (мнсть 0,75 м3) 4,0 28,0 435 Контейнерний (мнсть 6...10 м3) 6,0 29,6 2000 Брикетування без золяц 24,0 35,6 31200 Брикетування з золяцю 30,0 37,0 31450 Брикетування з попереднм дроб ленням наступною золяцю 35,0 44,0 32250 Брикетування й охолодження 54,0 42,0 32200 Дроблення сплав 2,5 9,0 1200 Як бачимо, найекономчншою контейнерна схема, що за умови окремо переробки побутових харчових вдходв також вдповда всм сантарно-ггнчним вимогам незалежно вд три валост плавання. Ця схема може бути рекомендована для суден з чисельнстю екпажу до 100 чоловк. Для таких суден використан ня пресувального устаткування з метою одержання брикетв уза гал недоцльне. У цьому випадку бльш рацонально збирати по бутове смття без харчових вдходв у стандартн контейнери для смття. Для зменшення питомого обсягу смття в контейнер мож на передбачити спецальний пристрй для пдпресовки.
2.2. Обробка рдких побутових вдходв на суднах Вдповдно до вимог Мжнародно конвенц з запобгання за бруднення океану суднами 1973 р., розроблен суднов установки обробки знезараження стчних вод типу ЕОС. Стчн води, що пропускаються через установку, очищаються, проходячи послдов но механчну фльтрацю, електроагуляцю, електрофлотацю та електрознезараження.
При електрохмчнй обробц суднових стчних вод в установ ках типу ЕОС знезараження здйснються онами гпохлориту, що утворються при електролз стокв, як мстять морську або ку хонну сль. Для знезараження маломнералзованих стокв (концен траця сол менша 1 г/л) можна використовувати вторинн ефек ти, що виникають при електрохмчнй обробц, так як змна рН стокв, дя електричного поля та струму, змна температури, а також утворення окисникв.
Практично повна загибель бактерй наста при рН 1 12,5 з термном контакту не менше 5 хв. При електрохмчнй обробц з збльшенням об'мно клькост електрики зрушення рН вд ней трального значення збльшуться, але не досяга приведених зна чень рН.
При електролз спостергаться [1] як прямий вплив власне параметрв електролзу на життдяльнсть бактерй, так непря мий вплив рН середовища, температури побчних продуктв, що утворюються в результат електрохмчних реакцй.
Виршальним фактором для придушення життдяльност бак терй прямий вплив власне параметрв електролзу.
Величина напруги електричного поля, що забезпечу повну стерилзацю, знижуться з збльшенням часу перебування стокв у мжелектродному простор.
У процес роботи установок типу ЕОС утворються актив ний хлор, що витрачаться на окиснення забруднень стокв та хн знезараження. При концентрац морсько сол в суднових стоках вище 4 г/л активний хлор, що утворються в результат електро зу, не цлком витрачаться на очищення знезараження. Очище на вода мстить залишковий активний хлор у концентрац, що перевищу сантарн норми.
Отже, для забезпечення сантарних норм за залишковим актив ним хлором очищен води перед скиданням х у море необхдно пддавати дехлоруванню.
Для видалення з стокв залишкового активного хлору вико ристовують фзичн, хмчн та фзико-хмчн методи.
Фзичний метод заснований на здатност газв видлятися з розчину при зменшенн парцального тиску та пдвищенн темпе ратури розчину. Застосування фзичного методу не забезпечу повного видалення залишкового активного хлору в стоках.
Методи хмчного видалення хлору з води полягають у тому, що до води додають реагенти, взамодюч з хлором. До таких реагентв вдносяться гпосульфт, сульфти та срчаний газ, сол окисненого залза, амак. Хмчн способи дехлорування води за безпечують повне видалення залишкового активного хлору, але вимагають введення реагентв гострого контролю за клькстю реагенту, що додаться. Тому простше застосовувати фзико-х мчний спосб води, заснований на фльтруванн дехлорумо води через рзн матерали, найбльш розповсюдженими з яких актив не вуглля.
Процес мутацйного фльтрування поляга в тому, що вода фльтруться через шар речовини, здатно хмчно реагувати з оки сниками, що знаходяться у нй, причому продукти реакц ви носяться разом з водою. Таким чином, при мутацйному фльтру ванн ма мсце хмчна реакця, що призводить до витрати фль труючого матералу.
Взамодя активного хлору, присутнього у вод, що фльтру ться, з вугльним фльтром призводить до утворення вуглекисло ти й онв хлору, що видаляються з водою не шкдливими речо винами, забороненими для скидання з суден.
Вдповдно до рвняння, що опису процес дехлорування, тео ретична витрата вуглля склада 0,086 мг на 1 мг хлору.
При здйсненн процесу дехлорування води з використанням фльтрування черз активне вуглля необхдно враховувати два ас пекти, пов'язан з властивостями вуглля. Процес сорбц склада ться з фзично адсорбц та хмчно взамод.
У процес дехлорування води активним вугллям вдбувать ся зменшення хньо сорбцйно мност, що може бути поновлена.
Вдом методи регенерац активованого вуглля, так як про титечйне промивання фльтра водою, розчинами гпохлориду, хлористим кальцм, лугами, продувка перегртою парою. Реге нераця може бути здйснена термчним методом, що поляга у прожарюванн вуглля в багатосекцйних печах або печах кипля чого шару.
2.3. Суднов смттспалювальн печ Суднов печ для спалювання смття (нсинератори) призначе н для спалювання вмсту збрних танкв, шламу стчних вд смття (твердих вдходв машинних вддлень, побутових примщень кам буза, крм свжо риби та залишкв) [4].
Спалювання вдходв вимага додатково витрати палива, що, у свою чергу, деякою мрою сприя пдвищенню пожежонебезпеки судна, а також збльшенню викидв СЕУ. Однак застосування смт тспалювальних печей (ССП) дозволя обробляти ус види вдхо дв практично без диму та запаху, у значнй мр зменшуючи масу й обсяг вдходв, виключити попередн сортування та подл вдхо дв перед спалюванням, стотно зменшити витрати палива за ра хунок використання нафтомстких вдходв.
Класифкувати суднов смттспалювальн печ можна за ти пом оброблюваних вдходв способом утилзац теплоти, одер жувано при спалюванн смття.
На суднах установлюються так печ:
спецалзован - для спалювання тльки твердих або рдких вд ходв;
комбнован - призначен для спалювання вдходв усх видв;
унверсальн (багатоцльов) - де тепло спалювання твердих рдких вдходв використовуться для виробництва пари (пч - до помжний котел) або нертного газу (пч - генератор нертного газу).
Крм того, нсинератори можна класифкувати за типом пода ч вдходв у пч (ручна або механчна подача), за способом спа лювання вдходв, за типом топки й ншими ознаками.
Спалювання залишкв нафтопродуктв, як правило, здснють ся за спецально призначеною для цього системою. Допускаться використання системи подач палива топкового пристрою котла для спалювання нафтових осадв залишкв за умови забезпечен ня бездимного горння.
Котли-нсинератори повинн забезпечуватися ефективною си стемою самоочищення.
Для повного спалювання будь-яких типв вдходв у печах не обхдно пдтримувати 800...1000 С, а для усунення непримного запаху температура газв на виход з топки не повинна бути ниж чою за 750 С.
Суднов печ повинн мати мнмальн масогабаритн показни ки, бути легкодоступними для експлуатац, технчного огляду та ремонту.
Суднов смттспалювальн печ розмщуються в окремих при мщеннях, що задовольняють вимогам протипожежного захисту мають примусову систему вентиляц, або в машинному вддлен н (МВ). Пч, встановлена в МВ, вдокремлються екраном.
Установка "Incymar Senior" призначена для обслуговування суден, що мають на борт вд 500 до 2500 чоловк (пасажирськ лайнери, пороми, плавуч буров установки т. н.), де маса смття може досягати клькох тон у день. Пч модульно конструкц ма продуктивнсть спалювання 900...1000 кг/год. Тверд вдходи в мшках подаються стрчковим транспортером в завантажуваль ний пристрй (рис. 9), звдки вони через газонепроникну заслнку пд впливом власно ваги падають на колосников рати, що ма ють кут нахилу до горизонтал 10. У процес спалювання елемен ти, що утворюють колосников рати, послдовно пднмаються за допомогою пневмоцилндрв, керованих пристром числового про грамного керування. Таким чином, горюча маса дробиться, вору шиться горння нтенсифкуться. Повтря з надлишковим тис ком податься пд колосников рати. Гази, що вдходять, змшу ються в димоход з холодним повтрям до температури 300 С видаляються за допомогою вентилятора. На виход встановлений стльниковий пилезбрник, тому димов гази мстять тверд частки усього вд 0,5 до 1,0 г/м3. Форсунка, що працю на дизельному палив, служить для нагрвання камери згорання до робочо тем ператури та для пдтримки процесу горння при дуже вологому смтт або його низькй теплотворнй здатност. Подача дизельно го палива забезпечуться насосом продуктивнстю 30 л/год. Рдк вдходи впорскуються в пч через спецальну форсунку. Наявнсть подвйних завантажувальних дверцят гаранту безпеку операто Рис 9. Схема подавально-завантажувального пристрою:
1 - установка СП-10;
2 - накопичувач;
3 - кантувач;
4 - подавально-завантажу вальний пристрй;
5 - прилад для заповнення мшкв смттям;
6 - мшок з смттям ра. Пч ма корпус з повтряним охолодженням, що дозволя вста новлювати в МВ без ризику надмрного пдвищення температу ри в примщенн. Автоматизоване керування дозволя обслугову вати нсинератор одному оператору.
У Радянському Союз була розроблена комбнована смтт спалювальна пч мало продуктивност СП-10 (рис. 10), що розра Забирання повтря b до установки a b Ц.Т А А 11 1213 210 АЦА 8 отв.13Н Мсце пдводу кабеля Меж зони обслуговування Рис. 10. Смттспалювальна пч СП-10:
1 - корпус;
2 - футеровка;
3 - термозоляця;
4 - топковий пристрй;
5 - трансфор матор запалювання;
6 - щит управлння;
7 - замок електричний;
8 - завантажу вальн дверцята;
9 - термопара;
10 - потенцометр;
11 - паливний фльтр;
12 - перепускний клапан;
13 - електромагнтний клапан;
14 - шурувальний пристрй;
15 - швидкозапорний клапан;
16 - реле тиску;
17 - манометр хована на продуктивнсть 10 кг/год (смття) та 2,5 кг/год (рдк вдходи). Установка призначалася для розмщення в машинно-ко тельних вддленнях або окремих примщеннях. Завантаження смт тя в установку здйснються в мшках, пакетах розмрами не бль ше 700 300 мм. Установка забезпечу безвдмовну роботу при тривалому крен судна до 15 диферент до 5, а також бортовй хитавиц 22,5 з перодом 7...9 кльовй до 10 вд вертикал.
Фрма "Atlas-Danmark Marine & Offshore" (Даня) оснащу сво смттспалювальн печ пристроями регенерац теплоти, що мо жуть використовуватися як джерела тепла для опрснювача. Так, випущен даною фрмою нсинератори Atlas Combi Tubon, Atlas Maxi Atlas Maxi Tubon потужнстю вд 828,6 до 63105 МДж/год, у яких можна спалювати до 12 т твердого смття 7,2 т нафтових шламв або шламу стчних вод, можуть працювати разом з опрс нювачами продуктивнстю вд 1 до 1000 т/добу.
Примщення для розташування CСП повинне бути або окре мим вд МВ, з висотою не менше 2,5 м й оснащене припливною та витяжною вентиляцю (рис. 11), або в МВ, але обгороджене екра ном.
Рис. 11. Схема розташування судново смттспалювально печ у машин но-котельному вддл:
1 - вузол згоряння;
2 - установка пдготовки залишкв;
3 - пдкачуючий насос масляного вдстою;
4 - димосос;
5 - розподшафа;
6 - цистерна дизельного палива 1. Вопросы предотвращения загрязнения моря и атмосферы с судов: Сб.
НТО им. А.Н. Крылова. - Л.: Судостроение. - 1984. - Вып. 401.
2. Екологя мста / За ред. Ф.В. Стольберга. - К.: Лбра, 2000.
3. Не превратить планету в свалку / А. Тугов и др. // Наука и жизнь. - 1998. - № 5.
4. Ратушняк И.А., Трушляков Е.И., Чередниченко А.К. Судовые мусоро сжигательные печи: Учеб. пособие. - Николаев: УГМТУ, 1998.
Книги, научные публикации