СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В КОМПОСТ Российский патент 1998 года по МПК C05F9/00 C02F11/16 

Изобретение относится к способам переработки городских отходов в компост и может быть использовано при утилизации бытового мусора и продуктов, получаемых из сточных вод.

Известны различные способы переработки твердых бытовых отходов.

По авт. св. СССР N 642279 приор. 11.05.76 сначала предварительно удаляют инородные примеси из мусора, измельчают его, подвергают саморазогреванию до 55 - 70^oC, смешивают с осадком сточных вод и компостируют.

В японском патенте N 38-51919, 1983 твердые отходы обрабатывают паром, буртуют, насыщают бурт воздухом.

По заявке Франции N 2639634 приор. 29.11.88 послойно компостируют на достаточно влажных землях любые отходы, богатые целлюлозой и лигнином, растительного, сельскохозяйственного, городского или промышленного происхождения. Полученный слой часто смачивают преимущественно городскими стоками станций очистки, а при необходимости водой или стоками скотных дворов, а через определенные интервалы измельчают, чтобы достичь хорошей аэрации и хорошей гомогенизации слоя. Готовую почву собирают в зависимости от предъявляемых требований путем механического просеивания.

В патенте СССР N 1658819 приор. 06.04.87 перед укладкой в кассеты твердые бытовые отходы объемной плотностью 307 - 493 кг/м³ и с содержанием органических веществ 203 - 342 г/кг интенсивно перемешивают с масляными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки при массовом соотношении (3 - 4,5) : 1 и при обеспечении содержания нефти в смеси не выше 5 мас.% в случае необходимости извлекают образовавшийся биогаз.

Патент РФ на изобретение N 2032646 приор. 22.12.92 включает удаление из отходов неорганических включений, измельчение, смешивание с осадком сточных вод городских станций аэрации, насыщение кислородом воздуха и дальнейшее биотермическое разложение органики. Затем полученный компост высушивают при 75 - 105^oC до воздушно-сухого состояния, смешивают в сухом виде с основными минеральными удобрениями и микроэлементами в зависимости от потребности в них сельскохозяйственных культур и их содержания в почве в сухом компосте, уплотняют до объемной массы 0,6 - 0,8 т/м³ и укладывают в тару.

Все эти способы позволяют перерабатывать твердый бытовой мусор в сочетании с осадками сточных вод в компост или удобрение. Однако нельзя сказать, что проблема полностью решена, так как продолжаются поиски технологий, которые обеспечивали бы простоту и дешевизну переработки в сочетании с достаточно эффективной защитой окружающей среды.

Наиболее близким аналогом по сущности и достигаемому эффекту является способ переработки твердых бытовых отходов в компост (авт. св. СССР N 1479448, приор. 18.06.87).

Способ переработки твердых бытовых отходов в компост включает их предварительную подготовку, смешивание с осадком сточных вод с учетом влажности компонентов, биотермическую обработку смеси в биобарабанах, грохочение, сепарирование и складирование в штабеля для окончательного дозревания, и отличается от прототипа тем, что с целью упрощения и ускорения способа, при влажности твердых бытовых отходов более 60% и осадка сточных вод более 70% последний перед смешиванием с компонентами подсушивают до влажности 40 - 70%, а при влажности твердых бытовых отходов менее 60% в процессе их смешивания с осадком сточных вод добавляют древесные отходы в количестве, обеспечивающем влажность смеси 40 - 50%.

Предлагаемое изобретения направлено на сокращение периода переработки, упрощение и удешевление способа в сочетании с экологической безопасностью процесса.

В известном способе переработки твердых бытовых отходов в компост происходит смешивание твердых бытовых отходов с продуктами, получаемыми из сточных вод.

По изобретению твердые бытовые отходы и активный ил сточных вод перемешивают при массовом соотношении (3 - 4) : 1, смесь размещают на площадке с водонепроницаемой поверхностью, уплотняют и покрывают слоем материала, обеспечивающим анаэробные условия процесса переработки, и в течение процесса переработки обеспечивают извлечение образовавшегося в смеси биогаза.

Кроме того, в процессе укладки смеси обеспечивают ее влажность в диапазоне 70 - 75%.

Помимо этого, в качестве материала, покрывающего смесь, используют глину, при этом ее укладывают толщиной не менее 0,5 м.

В частном случае извлечение и сбор биогаза производят посредством трубопроводных систем.

В данном изобретении сокращение периода переработки в 4 - 5 раз, упрощение и удешевление способа в сочетании с экологической безопасностью проведения процесса достигается всеми признаками изобретения.

Прежде всего, смешивают твердые бытовые осадки не с осадком сточных вод, а с активным илом сточных вод, которой наращивается на сточных водах. В нем более, чем в два раза больше бактерий и азота, чем в осадке. Применением активного ила вместо осадка сточных вод достигается ускорение процесса переработки в 4 - 5 раз.

Смесь размещают на площадке с водонепроницаемой поверхностью, что позволяет не допустить просачивания из смеси в грунтовые воды под площадкой экологически опасных веществ, которые имеются в начале и в процессе переработки.

В частности, в процессе укладки, для эффективного протекания процесса анаэробной ферментации необходимо обеспечить влажность смеси 70 - 75%.

Технология рассчитана на работу в покое. Поэтому смесь покрывают слоем материала, изолирующего смесь от внешней среды, и который также обеспечивает анаэробные, без доступа воздуха, условия процесса переработки. Опытным путем установлено, что в качестве материала может использоваться доступная и дешевая глина.

В процессе переработки происходит выделение биогаза. В целях безопасности необходимо обеспечить выход его из-под покрывного материала. В простейшем случае он выходит в атмосферу через колодцы. В более сложных вариантах выполнения способа может быть организован его сбор посредством трубопроводных систем. Необходимо отметить, что выходящий биогаз, благодаря своему составу, экологически безвреден.

Предлагаемый способ, по мнению заявителей, обладает новизной. Кроме того, известные из уровня техники признаки, в данном изобретении проявляют новые, неочевидные свойства, обеспечивающие достижение результата, позволяющего просто, экологически безопасно переработать бытовые отходы и активный ил сточных вод в компост.

Способ осуществляется следующим образом. Твердые бытовые отходы и активный ил сточных вод перемешивают при массовом соотношении (3 - 4) : 1. Перемешивание может осуществляться отдельно, или на площадке, где затем будет храниться смесь отходов и активного ила. Смесь уплотняется, например, с помощью техники (бульдозеров), которые также могут обеспечить перемешивание. Для наиболее эффективного протекания процесса необходимо обеспечить влажность смеси в диапазоне 70 - 75%. В каждом конкретном случае влажности бытовых отходов дозируется большее или меньшее количество активного ила в пределах указанного диапазона.

Смесь размещают на площадке с водонепроницаемой поверхностью, например имеющей покрытие из асфальта. После уплотнения ее покрывают слоем материала, обеспечивающим анаэробные условия процесса переработки. К таким материалам, относится любые воздухо- и влагонепроницаемые материалы, невзаимодействующие с выделяемыми газами, желательно дешевые. Наиболее доступным материалом является глина, например кембрийская. Опытным путем установлено, что ее толщина должна составлять не менее 0,5 м.

По нормам ЕС стабилизация свалок требует 100 - 120 лет. Предлагаемый способ сократит этот период до 10 - 15 лет.

Смесь в процессе переработки выделяет метан на тонну вещества отходов 15 - 25 нм³/т в год. Его удаляют в простейшем случае устройством колодцев. При необходимости может вестись сбор биогаза посредством трубопроводных систем. Возможно его дальнейшее использование.

Предложенный способ переработки твердых бытовых отходов в компост является простым, дешевым, экологически безопасным и при этом достаточно эффективным.

Использование: переработка городских отходов в компост, утилизации бытового мусора и продуктов, получаемых из сточных вод. Сущность изобретения: твердые бытовые отходы и активный ил сточных вод перемешивает при массовом соотношении /3-4/ к 1. После перемешивания смесь размещают на площадке с водонепроницаемой поверхностью, уплотняют и покрывают слоем материала, обеспечивающим анаэробные условия процесса переработки, и течение процесса переработки обеспечивают извлечение образовавшегося в смеси биогаза. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки твердых бытовых отходов в компост, включающий их смешивание с продуктами, получаемыми из сточных вод, отличающийся тем, что твердые бытовые отходы и активный ил сточных вод перемешивают при массовом соотношении 3 4 1, смесь размещают на площадке с водонепроницаемой поверхностью, уплотняют и покрывают слоем материала, обеспечивающего анаэробные условия процесса переработки, и в течение процесса переработки обеспечивают извлечение образовавшегося в смеси биогаза. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе укладки смеси обеспечивают ее влажность 70 75%
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала, покрывающего смесь, используют глину. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что глину укладывают толщиной не менее 0,5 м. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлекают и собирают биогаз посредством трубопроводных систем.