СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ГОРОДСКИХ ОТХОДОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК B03B9/06 B03B7/00 

Изобретение относится к технологическим процессам утилизации промышленно-бытовых отходов городов и предназначено для классификации, сортировки и использования материалов, составляющих эти отходы.

В настоящее время известны направления развития этой важной и актуальной проблемы городов, наиболее представительными из которых являются способ и устройство, включающие подачу отходов в воздушный поток, сдув более легких материалов и сбрасывание в бункер более тяжелых материалов для последующих разделений другими методами того и другого составляющего отходы материала (1).

Существенными и очевидными недостатками этого способа являются низкая эффективность ввиду деления материала только на два рода: легкий и тяжелый в потоке воздуха, что не позволяет выделить всю гамму материалов, составляющих отходы, и сводит к экономически нерентабельному и экологически нерешенному весь процесс утилизации отходов.

Наиболее близким по технологической сущности и техническому средству является способ утилизации городских отходов, включающий разделение отходов по весу в объеме рабочей камеры, где размещенные отходы смачивают водой, часть более легких отходов всплывает, их снимают, а более тяжелые отходы выгружают в бункер для последующих дополнительных операций разделения в других процессах (2).

Существенными недостатками прототипа являются низкая производительность и незначительная эффективность разделения материалов по их роду и классам (ведут разделение отходов на два вида материалов: тяжелые и легкие), что не позволяет вести рентабельное разделение отходов на основные составляющие материалы и вести целевую утилизацию выделенных материалов, создавая процесс экономически выгодной переработки отходов. Кроме того, не решена комплексно экологическая программа, так как значительная часть материала сжигается, другая часть захоранивается в грунте, создавая задымление, отчуждая территории.

Предлагаемый способ и установка для утилизации городских отходов решают эту проблему более эффективно, прогрессивно и экономически выгодно, повышая и экологические показатели этого процесса.

Указанные технико-экономически-экологические преимущества разработанного способа утилизации городских отходов достигаются в способе, включающем разделение отходов по весу в объеме рабочей камеры, за счет воздействия на подаваемые отходы предварительно механическими колебаниями, далее на динамически подаваемые отходы воздействуют водной средой, магнитным и гравитационным полями и флотацией, после этого верхнюю часть материала вместе с частью воды подают на орошение, воздействуют гравитацией и флотацией, используя силы раздела: пленка воды материал, далее материал, не потопленный во второй камере, сверху его объема подают в камеру воздействия орошением и флотацией с наложением температурного поля на весь объем, после этого легкую жидкость подают на утилизацию, жидкость снизу объема с осадком на отстой, осветленную жидкость подают на орошение материала, а отстой утилизируют, при этом подачу материала сопровождают с вакуумированием пространства над ним, в том числе над камерой первого разделения.

Эффективность способа достигается при реализации его на установке, содержащей рабочую площадку приема отходов в приемный бункер, снабженную при этом питателем, вакуум-камерой, тремя камерами разделения отходов по родам и классам материалов, емкостью разделения жидкостей и бункерами приема выделенных материалов, отстойник и систему замкнутого технологического снабжения рабочей жидкостью, системой магнитного и флотационного разделения материала.

Такое осуществление способа и выполнение установки для его реализации позволяет комплексно решить описываемую одну из важнейших проблем города - утилизацию отходов, улучшить тем самым экологические показатели района и повысить культуру обращения с отходами.

Способ и установка исследованы на соответствие уровню изобретения, в том числе по критерию новизна и изобретательский уровень.

На чертеже представлена принципиальная технологическая линия по утилизации отходов.

Способ осуществляется в установке, которая включает рабочую площадку 1 приема отходов с приемным бункером 2, имеющим расходное окно с управляемой заслонкой, например, с помощью цилиндра и штока.

Установка снабжена транспортером-питателем 3, например, пластинчатым, имеющим крайние блоки 4 и 5 с вибраторами и пружинами для создания механических колебаний питателю и предварительного расслоения отходов по гравитационным характеристикам. Установка далее снабжена камерой 6 в виде бассейна с облицовкой ее стенок магнитомягким металлом 7 для отделения железа, а снаружи установлены дополнительные магнитные плиты 8, усиливающие отделение к стенкам железа, чугуна и ферромагнитных материалов. Стенки имеют шарниры 9 для их открытия и сброса металлов, снизу имеется откидное днище 10 с замками его фиксирования; под днищем расположен конвейер 11 для отвода материалов в накопительный бункер 12.

Бассейн 6 сливным лотком сообщен с камерой 13, которой снабжена установка, имеющей свой транспортер 14 под откидным днищем и накопительный бункер 15. При сбросе материала с конвейера 14 его подвергают просушке от газотеплогенератора 16.

Установка также снабжена третьей камерой 17, имеющей транспортер 18 под откидным днищем и приемный бункер 19. Имеется еще дополнительная емкость, соединенная трубопроводом 20 с камерой 17 в ее верхней части для приема легких жидкостей и отвода в емкость 21. Чтобы разделение жидкостей в камере 17 происходило интенсивно, в ней размещены нагреватель 22, например, в виде змеевика.

Из емкости 21 ее верхний легкий отстой (масла, горючее и т.п.) отводят по патрубку 23, а осадок через нижний патрубок и насос 24 подают в отстойник 25, из которого верхнюю осветленную жидкость через насос 26 по магистрали 27 подают через оросители в емкости бассейна 6 и камер 17,13, замыкая оборотный технологический цикл жидкости.

Осадок 28 из отстойника 25 через его откидное днище 29 отводят в шламосборник 30, реализуя тем самым весь цикл работ.

Для обеспыливания рабочей площадки 1, пространства над питателем 3 и бассейном 6 установка снабжена пылеулавливающим кожухом 31, соединенным своим пространством через верхнее вытяжное окно с вакуум-насосом 32 и пылесборником 33, например пневмоциклоном-разделителем пыли по фракциям. Эту пыль также утилизируют как вторичное сырье.

Все камеры: 6,13 и 17 оснащены снизу соплами 34 для подачи сжатого газа в их полости.

Работа описанной установки излагается при осуществлении способа утилизации городских отходов, который начинают с отладки взаимодействий всех указанных агрегатов: подключения электромагнитов 7 и 8 к сети питания; проверки слива жидкости из бассейна 6 в камеру 13, далее в камеру 17 и далее в емкость 21; проверки работы транспортера-питателя 3 и трех других отводящих транспортеров: 11,14,18; проверки функционирования пылесборника 33.

После этого ведут прием отходов на рабочей площадке 1 в бункер 2, из которого подают по транспортеру-питателю 3 в бассейн 6, при этом из-под купола кожуха 31 ведут отвод пылевидных продуктов в сборник 33, из него верхний отвод подают в камеру 17, а нижний в камеру 13 для соответствующей обработки в этих камерах. Сбрасываемый с питателя материал (отходы) уже предварительно расслоился по гравитационному эффекту благодаря вибрации питателя; далее этот расслоенный материал подают в водную среду (вода с добавлением 0,001 0,0001 вес. частей ПАВ) бассейна 6 и разделяется по признакам положительной плавучести: более плотный, имеющий больший удельный вес опускается на дно, при этом ферромагнитные материалы притягиваются к стенкам, цветные металлы и др. тяжелый материал падает на днище 10, в то время как материалы с положительной плавучестью отводятся сливом по лотку в камеру обработки 13, где ведется орошение его сверху водой, возможно подогретой, особенно в зимнее время. Это приводит к смачиванию материала и разделению его также по признакам плавучести. Смоченный и пропитанный водой материал, имеющий положительную плавучесть, отводится сливным лотком вместе с жидкостью в камеру 17. Для более эффективного разделения материалов используют флотацию, подавая сжатый газ через сопла 34 в каждой из указанных трех камер обработки.

В камере 17 собирают самые легкие материалы (легче воды); верхний слив отводят в емкость 21, где по патрубку 23 отводят горючее, а осадок и воду отводят в отстойник 25, где окончательно отделяют рабочую жидкость от шлама (отстоем).

Из каждой камеры донный осадок отводят конвейерами в соответствующий бункер-накопитель.

Пример. Поступившие на площадку 1 гор. отходы, включающие металлы (черные, цветные), стройотходы (бетон, кирпич, стройфарфор и т.п.), бумагу, картон, тряпье, бой стекла, горючие и маслянистые материалы и т.п. подают вибрирующим питателем 3 в бассейн 6, где электромагнитами отделяют железо и его сплавы; цветные металлы и другие тяжелые и менее тяжелые материалы (вольфрам, молибден, керамика, стройфарфор, обломки бетона, кирпича, бой минеральных материалов, стекла и т.п.) оседают на дно 10 бассейна 6, днище которого периодически открывают и весь осаженный материал транспортером 11 направляют в бункер 12, из которого материал направляют, например, на переплавку (или непосредственную утилизацию), где сначала выплавляют низкотемпературные (по плавлению) материалы (бобит, свинец, олово, алюминий и т.п.), затем более температуроустойчивые медь, бронза, латунь и т.п. такие как вольфрам, молибден и т. п. металлы выделяют последними; шлаки используют по назначению.

Пылевидные фракции отводят на разделение в циклон 33, далее в камеры 13 и 17 для включения в технологический цикл разделения. Из бассейна 6 материал с положительной плавучестью по лотку вместе с жидкостью сбрасывают в камеру 13 (это бумага, ветошь, пластмассы, дерево, легкая пыль, маслянистые и горючие вещества и т.п.), сверху весь плавающий материал орошают подогретой водой, часть материала после такого увлажнения тонет и отводится через откидное днище по транспортеру 14 в бункере 15, а не затонувший материал переливают с жидкостью в камеру 17, из которой верхний плавающий материал (дерево, пенопласт и др.) снимают, например, сетчатым (перфорированным) ковшом (не показан), направляют съем в утилизацию, а жидкость легче воды сливают сверху по патрубку 20 в емкость 21 (при необходимости, в зимнее время жидкость в бассейне, камерах 13,17 и емкости 21 подогревают по примеру камеры 17, где имеется нагреватель 22), из которой горючие вещества (масла, керосин, бензин, смазки и т.п.) отводят по патрубку 23 для топливных целей, отстой отводят в отстойник 25. Осадок со дна камеры 17 отводят по транспортеру 18 в бункер 19 (мелкое стекло, бутылки, лампы, стройотходы и т.п.) и используют по назначению в строительстве.

Отстой 28 используют как удобрения в почвенно-растительном слое парников, полей, индивидуальных хозяйствах. Осветленную воду по трубопроводу 27 направляют для орошения отходов в бассейне 6 и камерах 13,17, замыкая оборотный цикл воды в этом процессе.

Таким образом, реализация предлагаемой технологии утилизации городских отходов позволяет комплексно решить эту важнейшую проблему большого города, существенно поднять технико-экономические показатели этого процесса за счет снабжения различных предприятий города выделенными для утилизации материалами; это повысит культуру обращения с отходами и улучшит санитарно-экологическую ситуацию.

Использование: утилизация городских отходов для дальнейшего вторичного использования отдельно каждого элемента этих отходов и улучшение экологических показателей процесса сброса и использования отходов на отведенных для этого территориях. Сущность изобретения: способ и установка для его реализации включают прием отходов на рабочей площадке в бункер, из которого весь материал подают по пластинчатому транспортеру с вибрирующими подпружиненными барабанами и в бункер, заполненный рабочей жидкостью и имеющий магнитные сепараторы и шарниры и защелки. Из бункера тяжелые материалы отводят транспортером в сборник. Далее с жидкостью отходы подают в следующий бункер, из которого материал по транспортеру отводят в сборник, при необходимости его подсушивают перегретым газом. Далее отходы подают в бункер, из него тяжелые материалы по транспортеру в сборник; верхние сливают по патрубку в бункер, используя, при необходимости нагреватель в полости среды бункера. По патрубку отводят жидкое топливо для использования, а через насос отходы подают в бункер, из которого верхний отстой насосом по трубе подают в замкнутый технологический цикл, а нижний отстой через откидное днище подают в шламосборник на удобрения. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ утилизации городских отходов, включающий перемещение отходов с наложением на них механических колебаний, разделение отходов и отвод пыли, отличающийся тем, что отходы предварительно вводят в объем рабочей камеры, далее разделение ведут по ступенчатой схеме в жидкой среде в рабочих камерах, при этом в первой камере на отходы воздействуют магнитным полем, во второй и третьей камерах отходы подвергают орошению и флотации, причем в третьей камере материал нагревают и выделяют из ее верхнего объема легкие жидкости и направляют на отстаивание, после чего осветленную воду направляют в первую и вторую рабочие камеры, легкие жидкости выводят из процесса, а шлам и также осадки из трех рабочих камер подают на утилизацию по роду выделенного материала. 2. Установка для утилизации городских отходов, содержащая рабочую площадку приема отходов, приемный бункер, конвейер-питатель с вибратором и пылеотводящий кожух, отличающаяся тем, что она снабжена тремя рабочими камерами с откидными днищами и конвейерами отвода осадка в соответствующие бункеры, дополнительной емкостью для легких жидкостей и отстойником, при этом первая рабочая камера выполнена с внутренней облицовкой из магнитомягкого материала и установленными снаружи дополнительными магнитами, вторая и третья рабочие камеры оснащены соплами для подачи снизу сжатого воздуха, а третья рабочая камера выполнена с нагревателем, причем рабочие камеры сообщены друг с другом сливными лотками, а третья рабочая камера соединена с трубопроводом с дополнительной емкостью, имеющей патрубок отвода легких жидкостей и нижний патрубок отвода осадка и жидкости в отстойник, верхняя часть которого соединена трубопроводом с первой и второй рабочими камерами, а днище выполнено откидным и соединено со шламосборником, при этом пылеотводящий кожух закрывает также и первую рабочую камеру.