IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Город Курган является одним из промышленных и производственных центров в России. Промышленная и производственная активность предприятий в городе способствует огромным скоплениям различного вида мусора, который требует своевременной утилизации. Ежедневно в Кургане скапливается около 20 тонн мусора и производственных отходов - это огромные масштабы, с которыми достаточно сложно справиться коммунальным службам в одиночку.

Все мы знаем, как нужно избавляться от мусора: вышел из дома, нашел соответствующую урну и выкинул его. А если урна забита до отказа или ее совсем нет поблизости? В таких случаях наш народ отбрасывает все гуманные варианты и выкидывает мусор куда глаза глядят. Для пресечения таких ситуаций необходимо налаживать штрафы, как в Европейских странах так если вы попробуете выкинуть какой-нибудь небольшой мусор в Германии, то это обойдётся в 35 евро, на территории Швеции в 90 шведских крон.

Весь мусор собранный коммунальными хозяйствами свозят на свалки, что не благоприятно сказывается на экологии. Решением этой проблемы может стать создание на территории города Кургана ряда мусороперерабатывающих предприятий основанных на сортировке мусора на бумагу, крупногабаритные материалы, пищевые/органические отходы, пластик, металлы, резина, стекло, дерево, прочее.

Использованная бумага.

Процесс переработки простой (так называемой мокрой) макулатуры предполагает:

• роспуск бумаги в воде при помощи гидроразбавителя;

• удаление из нее всех посторонних предметов циклонным очистителем;

• термомеханическую обработку, если речь идет о картоне;

• тонкую очистку смеси (фильтрацию).

Из переработанной бумаги можно сделать упаковочный картон, туалетную бумагу или кровельный материал.

Пластик

Процесс переработки отходов пластика состоит из нескольких этапов. Прежде всего, это сортировка. Она может осуществляться вручную или с помощью специальных автоматических или полуавтоматических линий. После приема пластика не переработку его необходимо тщательно очистить от бумаги, резины, стекла, металла, отсортировать на окрашенное и неокрашенное сырье. Автоматические линии во многом облегчают процесс сортировки. С помощью инфракрасных датчиков распознаются чужеродные пластику вкрапления и выводятся посредством сжатого воздуха. Очищенный пластик поступает в предназначенный для дальнейшей переработки контейнер. Вторым этапом переработки выступает измельчение с помощью комплекса дробилок или шредеров. Дробильная машина представляет собой совокупность гидравлического пресса (с разной мощностью для разного типа пластика), одного или двух роторов с мощными режущими лопастями и сита с определенными размерами ячеек (в зависимости от требований дальнейшей технологии переработки пластика).

После раздробления и просева полученную пластиковую крошку промывают с помощью определенной концентрации раствора каустической соды, а затем просушивают. Процесс осуществляется специальными моечно-сушильными комплексами, температура сушки достигает 130 градусов. Для реализации и использования вторичного переработанного пластикового сырья завершающим этапом служит агломерация. Процесс агломерации представляет собой спекание пластиковой крошки в сгустки требуемого размера. Это возможно с помощью машин-агломераторов. В некоторых моделях агломератор совмещает в себе функции дробилки и сушилки. После обработки пластика агломератором, он полностью готов к использованию. Данное сырье можно использовать повторно. Также возможно получение топлива.

Благодаря «нефтяной» составляющей в пластиковых бутылках, в настоящее время считается наиболее перспективной такая инновация, как переработка пластика в топливо. Американские инженеры уже реализовали и запустили рабочую модель производственного цикла переработки пластика в синтетическое топливо. Многие производители оборудования массово перенимают эту технологию. Утверждается, что качество получаемой нефти из переработанного пластика ошеломляюще высоко, и уже в скором будущем проблема поиска альтернативных источников энергии будет практически разрешена.

Переработка металлов

Практически все металлы отлично подвергаются переработке. Впоследствии из них изготавливают продукцию, без какого-либо ущерба качеству. Кроме того, перерабатывая изделия из металла, можно сохранить природные невосполнимые ресурсы. Спрос на металлический лом по всему миру чрезвычайно велик. Например, переработка алюминиевых и жестяных банок способна сохранить около 95% энергии, которая была бы потрачена на производство новой банки из железной руды. Состояние металлического лома не имеет значения. Это могут быть ржавые, бесформенные предметы, обгоревшие вещи. Исключение составляют лишь радиоактивные материалы. Их на переработку не принимают.

Стеклотара

Для переработки годятся только стеклянные бутылки и банки. Эта тара изготавливается из «чистых» материалов – песка, соды, золы, извести. А вот различные лампочки и стекла для окон выполнены с добавлением разных веществ, в том числе, они имеют специальные покрытия и в переработку не принимаются.

Текстиль

Попадая в землю, способен разлагаться сотни лет, выделяя массу вредных веществ. Если речь идет о синтетических тканях, то процесс может затянуться на еще большее время. Если вы не намерены самостоятельно перерабатывать в домашних условиях старую одежду, то стоит отдать ее в пункт приема. Часть ее отдается на нужды нищих, часть идет на повторную переработку.

Резина

На сегодняшний день утилизация и переработка резины является единственно верным решением – это не только способствует экономии такого ценного ресурса, как нефть, но и не приносит вреда окружающей среде. Переработка покрышек преобразует старые шины в сырьё для производства новых шин, техпластина, водоотталкивающего покрытия, подошв для обуви, покрытий для дорог и детских площадок, тротуарной резиновой плитки, фибробетона и так далее. Переработка покрышек в гранулы является отличным материалом для строительства дорог.

Таким образом рост населения Земли влечет за собой неизбежное увеличение объемов потребления, строительства, рост количества отходов, как я и говорил прежде. Природные ресурсы, идущие на производство товаров народного потребления, истощаются - даже деревья не могут расти так быстро, как того хотели бы производители бумаги, не говоря уже о запасах полезных ископаемых. Сотни миллионов тонн мусора ежегодно отправляются на разрастающиеся в геометрической прогрессии свалки. Бросая в мусоропровод очередной черный пакет, подумайте о том, что:

• на полное разложение картонной коробки уходит до трех лет;

• консервная банка пробудет в почве от 10 до 30 лет;

• пластмассы самого низкого качества разлагаются около 50-ти лет, а более прочные виды могут сохранять свою структуру до пяти веков;

• cтеклянная бутылка, брошенная на землю, имеет шансы превратиться в песок, из которого она была изготовлена, лишь спустя несколько тысячелетий.

Повторное использование, переработка и правильная утилизация отходовпозволяют значительно снизить количество мусора, занимающего наше жизненное пространство. Выбирая вещи, сделанные из вторсырья, мы не только ведем более экологический образ жизни, но и спасаем леса от вырубки, реки от загрязнения, а минеральные ресурсы - от полного истощения. Фактически, приобретая предметы «со стрелочками», мы платим за здоровое будущее наших детей на чистой и зеленой планете¹.

Решением проблемы вгороде Кургане может стать постройка мусороперерабатывающего предприятия основанного на автоматизированной переработке мусора без сжигания. Автоматическая сортировка основана на использовании системы визуальной спектрометрии, которая обеспечивает извлечение различных материалов из смешанного или однородного потока отходов, учитывая физические и химические характеристики материала.

Узел автоматической сортировки представляет собой оптический сканер, установленный над высокоскоростным ленточным конвейером, который распознаёт материал (до 10000000 считываний в секунду). Инфракрасные датчики принимают и анализируют отраженные спектры. Статистическое определение ведется по величине, форме, структуре и цвету материала. Далее подается сигнал на пневматическую установку, и запрограммированный в сканере материал отстреливается в соответствующий бункер. Использование данной технологии гарантирует высокое качество и полноту отбора пригодных для переработки фракций в отличие от традиционной ручной сортировки. Также в процессе пневмосортировки проходит определенный этап подготовки отходов к дальнейшему технологическому процессу переработки.

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

Также система автоматической сортировки твердых бытовых отходов является необходимым узлом для линии производства альтернативного топлива RDF, так как исключает попадание в продукцию вредных компонентов, например хлорсодержащих материалов.

Преимущества представляемых машин перед всевозможными аналогами:

• Высокая производительность и чистота отбора.

• Возможность переключения и настройки режимов сортировки в зависимости от изменения текущих задач.

• Простота эксплуатации.

• Возможность интеграции узла автоматической сортировки в уже имеющуюся технологическую линию.

• Технология адаптирована под российский мусор.

• Модемное соединение позволяет осуществлять онлайн-контроль системы, а также загрузку программного обеспечения.

Оборудование МПЗ предназначено для сокращения объемов коммунальных бытовых отходов (КБО) и рециклинга ценных составляющих, включает сортировку отходов, предварительную обработку органических «хвостов», пиролиз с получением синтетического топлива и углеродсодержащего остатка. В состав МПЗ входит пиролизный комплекс, дополнительное оборудование и инфраструктура для обеспечения технологического процесса завода. Технология пиролиза позволяет утилизировать углеродсодержащие отходы с соблюдением норм экологической безопасности. Получаемое из отходов синтетическое топливо реализуется как аналог бытового печного топлива. Вырабатываемый горючий газ используется для собственных нужд в производственном процессе. Углеродистый остаток применяется в дорожном строительстве, является ценным сырьем для производства технического углерода. Пиролизный комплекс (рис.1) содержит несколько пиролизных установок, каждая из которых представлена блочно-модульной конструкцией. Количество пиролизных установок зависит от проектной мощности МПЗ по переработке отходов в год.

Рис 1.Пиролизный комплекс

Установки имеют загрузочные устройства для подачи измельченных отходов в реактор в процессе пиролиза. Предусмотрено загрузочное устройство для загрузки цельных шин размером до 1400 мм и уплотненных в кипы отходов (картон, кожа, пластик, текстиль и пр.). Оборудование конденсации пиролизных газов на каждой установке размещено в 20-ти футовом контейнере. Используются бассейны-градирни для естественного охлаждения воды без применения чиллеров, градирен и других энергозатратных устройств. Топочные блоки обеспечивают косвенный нагрев реакторов дымовыми газами. В результате постоянного ворошения сырья во вращающейся реторте при температурах 450 – 550 град. углеродсодержащие вещества разлагаются на газовую и твердую фракции. Цикл пиролиза партии сырья длится примерно 4 - 6 ч. Твердый остаток представляет собой сыпучий углисто-зольный материал в составе углерода, золы, песка и других нелетучих соединений, входящих в исходное сырье. Он выводится из реактора по мере заполнения реторты. Это происходит автоматически, закрытым способом в накопительную емкость, и длится 1-2 ч. За время выгрузки реактор не успевает остыть, и с подачей через загрузочное устройство первой партии отходов процесс пиролиза возобновляется. Образующиеся газы направляются на линию конденсации и далее – в топочный блок. Непроточная технология пиролиза позволяет полностью разложить сырье на углеводородные соединения и сухой остаток. При этом в твердых веществах не остается летучих соединений. Производительность пиролизной установки по переработке углеродсодержащих отходов составляет до 16 тонн в сутки. При операционном режиме работы оборудования 7200 часов в год производительность одной установки составит 4800 тонн отсортированных отходов. Мусоросортировочный комплекс проектируется с учетом морфологии отходов, их количества, требований к сортировке. Стандартная линия сортировки и подготовки отходов включает подающий конвейер с приямком, сортировочный конвейер, оборудование для измельчения и сушки сырья с использованием отходящих от пиролизного комплекса дымовых газов. На промышленную бетонную площадку под навесом твердые бытовые отходы доставляются мусоровозами. Крупногабаритные предметы выбираются из отходов и экскаватором-погрузчиком загружаются и пере- возятся на площадку сортировки КГМ. После выборки крупногабаритных предметов отходы сдвигаются в приямок подающего конвейера. Сортировочный конвейер необходим для работы операторов по сортировке отходов. С двух сторон вдоль сортировочного ленточного конвейера организованы посты автоматизированного отбора коммерческого вторсырья (картон, пластик, алюминиевые банки и пр.) и материалов, непригодных для низкотемпературного пиролиза (камни, металл, стекло, хлорсодержащие материалы и т.д.). При выделении неорганических компонентов оператор сбрасывает их в бункер вниз. В конце конвейерной ленты установлен магнитный сепаратор для удаления оставшихся металлических тел из потока сыпучих материалов. Сушильный агрегат представляет собой газодинамическую машину, в которой сырой материал под действием мощного вихревого потока передает свою влагу воздуху. На завершающем этапе измельченные и высушенные отходы до влажности 20 – 30 % направляются в передаточный бункер, откуда подаются на пиролизную переработку. Цельные покрышки диаметром до 1400 мм в исходном виде могут перерабатываться на установке пиролиза со специальным загрузочным устройством, туда же подаются кипы уплотненных органических компонентов.

Полученное топливо можно реализовывать на котельных города.

Вывод: Почему меня волнует проблема мусора, и я считаю эту тему актуальной? Потому, что я хочу видеть чистым и ухоженным свой двор, свой район, свой город и свою страну. Я хочу, чтобы моя родина была красивой, богатой и процветающей. Я хочу гордиться своей страной. Своим детям в наследство я мечтаю оставить прекрасные живописные ландшафты, а не свалки гниющего, далеко не безопасного мусорного зловонья.

Код для цитирования: Скопировать