СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2015 года по МПК B03B7/00 B03B9/06 

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных отходов и может быть использовано в установках для их комплексной переработки и обогащения в городах Российской Федерации.

Одним из основных ценных компонентов, попадающих в коммунальные отходы, являются пищевые и растительные остатки (биоразлагаемая фракция).

Коммунальные отходы по содержанию в них пищевой фракции можно рассматривать как мощный сырьевой источник для получения специфических продуктов, пригодных для использования в сельском хозяйстве, животноводстве и других отраслях.

Биоразлагаемые отходы концентрируются в двух видах коммунальных отходов: в твердых бытовых отходах (ТБО, образуются в жилищах) и в отходах кухонь и предприятий общественного питания.

В настоящее время в России 95-97% образующейся массы ТБО подвергается захоронению (в Москве 80-85%). В ведущих странах ЕС (Германии, Австрии, Швеции, Нидерландах, Бельгии, Дании и др.) захоронению подвергают менее 20% образующейся массы ТБО, остальное количество вовлекают в переработку (в т.ч. 25-35% подвергают сжиганию, 40-65% используют в качестве вторсырья с производством новой продукции).

Для России (особенно для Московского региона и городов курортной зоны) весьма актуальна необходимость разработки способов решения проблемы ТБО на основе их вовлечения в промышленную переработку с минимальными затратами, с одновременным решением вопросов ресурсосбережения и экологической безопасности.

В РФ значительная часть пищевых и растительных отходов попадает в ТБО и вывозится на захоронение или сжигание. Например, в Москве при годовом количестве образующихся ТБО около 4 млн т на долю пищевой фракции приходится до 1 млн т. Попадая в мусоросжигательную печь, пищевая фракция существенно снижает калорийный потенциал сжигаемых отходов и увеличивает выход недожога; попадая на объекты захоронения, биоразлагаемые отходы увеличивают неконтролируемый выход биогаза, относящегося к парниковым.

Для утилизации биоразлагаемых органических отходов в сельском хозяйстве или животноводстве требуется их обязательное глубокое обогащение, поскольку даже фракция селективного сбора пищевых и растительных отходов содержит, по данным практики бывшего СССР, до 8% посторонних примесей (стекло, керамика пластмассы, металлы, кожа, резина и др.). Универсальная технология очистки пищевой фракции от примесей должна быть рассчитана на вовлечение в переработку наиболее сложного сырьевого объекта - ТБО и концентрацию пищевой фракции в самостоятельном продукте, пригодном для хранения, транспортировки и дальнейшего использования либо переработки.

Пищевая фракция ТБО концентрируется в нижнем продукте грохочения по классу 60-100 мм. Содержание пищевых и растительных отходов в нижнем продукте грохочения, независимо от размера отверстия грохота (в пределах 60-400 мм) составляет 60-65%. Для утилизации такого продукта необходимо решение технической задачи удаления из него механических примесей, сведя к минимуму потери пищевой фракции.

Основные механические примеси в классе -60(-100) мм: стекло (12-15%), кости (до 2,5%), пластмассы (1-2%), макулатура (1-2%), камни (0,8%), черные и цветные металлы (по 0,2%), кожа и резина (до 0,2%), текстиль (0,2-0,4%); до 15% примесей представлено прочими компонентами и так называемым отсевом (класс -20 мм, состоящий на 30% из биоразлагаемых компонентов).

Известен способ комплексной переработки ТБО, предусматривающий предварительную сортировку отходов с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, подвергаемую биотермической обработке с получением продукта ферментации, из которого выделяют грохочением опасные компоненты крупностью -60+40 мм и фракцию +60 мм, подвергаемую термической переработке (RU 2209681 С1, опубл. в БИ, 2003, №22).

Основные недостатки известного способа переработки ТБО без глубокой очистки от примесей биоразлагаемой фракции:

- крайне низкая экологичность биотермической обработки обогащенных фракций ТБО вследствие загрязнения продукта ферментации тяжелыми металлами и механическими примесями (стекло, керамика, камни, пластмассы, текстиль и др.);

- область применения продукта ферментации ограничена его использованием в технологии захоронения отходов (пересыпной материал);

- большие потери полезного компонента при выделении фракции -60+40 мм из продукта ферментации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов крупностью -100+40 мм, выделенной из ТБО в процессе их обогащения (патент Франции №2218946, кл. В02С 18/40, заявл. 22.06.73 г., опубл. 20.09.74 г.).

Способ был реализован на двух мусороперерабатывающих заводах в Риме (Италия).

Технология включает операцию грохочения, магнитной сепарации, операции отделения бумаги и текстиля, промывочную операцию (отмывка земли и мелких частиц), гравитационную сепарацию в водной среде (отделение тяжелых компонентов - стекла, камней, металлов и др.), операцию отжима для удаления воды, операцию автоклавной пропарки (в течение 1,5 часов при температуре 140°С и давлении 304 кПа), сушки (до 8% влаги) и доводочного грохочения (отделение порошкообразных пищевых отходов от легких непищевых материалов с дополнительным использованием потока воздуха), измельчение, смешивание с добавками и гранулирование.

Основной недостаток этого способа - он не позволяет достаточно полно удалить из биоразлагаемой фракции примесные компоненты кожи, резины, пластмассы и текстиля, а также является периодическим (автоклавная пропарка).

Технической задачей изобретения является повышение эффективности обогащения и переработки твердых коммунальных отходов, снижение расходов на переработку ТБО, обеспечение непрерывного режима работы.

Поставленная техническая задача решается таким образом, что в способе комплексной переработки ТБО, включающем сортировку отходов с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, ее подвергают гравитационной сепарации с получением концентрата и хвостов, при этом концентрат гравитационной сепарации подвергают последовательно термообработке (при 150°С в течение 1,5 ч до содержания влаги 38-40%), дроблению (в дробилке ударно-режущего действия), грохочению по классу 20 мм с получением подрешетного и надрешетного продукта, сушке подрешетного продукта (до 10-12% влаги) и его дроблению в валковой дробилке, грохочению продукта дробления по классу 5 мм и 10 мм с получением подрешетного и надрешетного продуктов, раздельному дроблению подрешетных продуктов в валковой дробилке, грохочению продуктов дробления по классам 2 мм и 5 мм с получением подрешетных продуктов и их объединением в готовый продукт (пищевая фракция, не содержащая вредных механических примесей); все надрешетные продукты операций грохочения из процесса сортировки выводятся и направляются либо на захоронение либо в термическую переработку (содержат макулатуру, кожу, текстиль, резину, пластмассу, дерево).

Сущность изобретения заключается в следующем

В результате проведенных исследований была установлена возможность глубокой очистки от примесей грубого гравитационного концентрата с использованием естественных и искусственно усиленных различий в прочностных свойствах разделяемых компонентов (примеси грубого концентрата обладают достаточно высокой прочностью на сжатие, компоненты пищевой фракции после тепловой обработки являются хрупкими материалами и их сопротивление различным видам деформации невелико), при этом грубый гравитационный концентрат, характеризующийся после термообработки различной прочностью тех или иных компонентов, с целью глубокой очистки от примесей подвергают последовательно динамическому воздействию в дробилке ударно-режущего действия, грохочению продукта дробления по классу 20 мм с получением подрешетного (обогащенная пищевая фракция) и надрешетного (макулатура, текстиль, резина) продукта, сушке подрешетного продукта и его дроблению в валковой дробилке (раздавливающе-истирающее действие), грохочению продукта дробления по классам 5 мм и 10 мм с получением подрешетных (обогащенная пищевая фракция) и надрешетных (кожа, резина, пластмасса) продуктов, раздельному дроблению подрешетных продуктов в валковой дробилке, грохочению продуктов дробления по классам 2 мм и 5 мм с получением подрешетных продуктов и их объединением в готовый продукт (пищевая фракция) и надрешетных продуктов (пластмасса, текстиль, макулатура, дерево). Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов.

Пример конкретной реализации описываемого изобретения

Исследования проводились на пробах фракции ТБО крупностью -100 мм с различным содержанием пищевой и непищевой части.

Исходная проба подвергалась гравитационной сепарации в водной среде с получением обогащенного пищевой частью концентрата и хвостов (в них полностью переходят тяжелые минеральные компоненты - стекло, камни, керамика, а также кости и в значительной степени резина, кожа, металлы). Гравитационный концентрат подвергается обезвоживанию и термообработке в режиме, обеспечивающем сохранение основных элементов питания - сырого жира, протеина и клетчатки (температура 150°С, 1,5 часа, содержание влаги 38-40%). Как видно из табл.1, повышение температуры термообработки до 180°С приводит к потере таких важнейших элементов питания, как жир и клетчатка (снижаются соответственно на 36,5% и на 13,3%).

Оптимальные результаты обеспечивает технология, включающая первичную термообработку в течение 1,5 часов при 150°С, дробление и вторичную термообработку при температуре 100°С до содержания влаги 10-12%. При таких «мягких» режимах продукт термообработки сохраняет основные элементы питания, сохраняется без какого-либо изменения в любых условиях (температура, тара и т.п.) в течение весьма длительного времени (не менее года), представляет собой равномерно-зернистый продукт, лишенный какого-либо неприятного запаха (при влажности 38% продукт термообработки может храниться и не портиться в комнатных условиях при температуре 18°С не более трех суток - покрывается плесневыми грибками; при одностадийной термообработке до влажности 26% происходит частичное разрушение таких важных элементов питания, как жир и клетчатка, срок возможного хранения продукта весьма ограничен).

Продукт термообработки направляется на трехстадиальную доводку - комбинация операций дробления и грохочения с введением операции сушки перед второй стадией дробления (направленное регулирование физических свойств разделяемых компонентов и снижение содержания влаги до 10-12% для возможности хранения конечного продукта в обычных условиях и удобства его вторичного использования).

Продукт термообработки гравитационного концентрата подвергается первичному дроблению в дробилке роторного типа ударного действия (щель между колосниками решетки дробилки 40 мм). Продукт дробления подвергается грохочению по классу 20 мм с получением подрешетного продукта (содержит до 90% пищевой фракции) и надрешетного продукта (выводится из процесса сортировки). Подрешетный продукт (класс -20 мм) подвергается сушке (предпочтительно в кипящем слое) при температуре 100°С до содержания влаги 10-12% и затем вторичному дроблению в дробилке раздавливающе-истирающего действия (предпочтительно в валковой дробилке со щелью 3 мм); продукт дробления подвергается грохочению по классам 5 и 10 мм с получением двух подрешетных продуктов (класс -5+0 мм и класс -10+5 мм) и надрешетного продукта (класс +10 мм выводится из процесса сортировки). Класс - 5+0 мм подвергается третьей стадии дробления в валковой дробилке со щелью 1 мм и последующему грохочению по классу 2 мм (класс -2 мм является готовым продуктом, содержит до 99,5% пищевой части). Класс -10+5 мм подвергается третьей стадии дробления в валковой дробилке со щелью 3 мм и последующему грохочению по классу 5 мм (класс -5 мм является готовым продуктом, содержит до 98% пищевой части). Надрешетные продукты третьей стадии доводки выводятся из процесса сортировки. Классы -2 мм и -5 мм третьей стадии доводки объединяются и являются готовым продуктом, представляющим собой сухую однородную биомассу с содержанием пищевой части около 99%; примесные компоненты представлены деревом, встречаются следовые включения макулатуры и кожи.

Ниже приведены данные, подтверждающие обоснованность описываемого технического решения.

На стадии первичного дробления продукта термообработки гравитационного концентрата в дробилке роторного типа ударного действия испытаны три варианта решеток со щелью между колосниками 017 мм, 040 мм и 40×60 мм.

На рис.1 приведена характеристика гранулометрического состава резины, пластмассы и пищевой части после их индивидуального дробления в дробилке до различной крупности. Из рисунка следует, что при неизменных параметрах процесса дробления резина, пластмасса и пищевая часть ведут себя по-разному, причем это различие возрастает с повышением крупности помола. Так, в случае решетки 40x60 мм в дробленом продукте преобладают зерна пищевой части крупностью -20+5 мм (выход класса ×5 мм около 25%, класса +20 мм - около 20%), а зерна резины - крупностью -40+20 мм (выход класса -5 мм равен нулю, класса +20 мм - около 72%); пластмасса по дробимости занимает промежуточное положение между резиной и пищевой частью.

Из рисунка видно также, что все кривые близки к прямым линиям, что указывает на равномерность гранулометрического состава дробленого продукта, в то же время избирательность дробления в случае решетки с отверстием 017 мм невысока.

На рис.2 показано извлечение пищевой части ТБО в различные классы крупности, а также содержание пищевой части в этих классах при использовании решетки с отверстиями размером 040 мм и 40×60 мм. Из рисунка видно, что результаты дробления в обоих случаях весьма близки; предпочтение, очевидно, следует отдать решетке 40×60 мм, обеспечивающей большую производительность дробилки. Извлечение пищевой части в класс -20 мм составляет около 96%, а содержание достигает 80% (т.е. повышается, по сравнению с исходным, на 17%).

Оценивая распределение по классам крупности непищевой части при дроблении грубого концентрата (рис.3), предпочтение уже из технологических соображений следует отдать также решетке 40×60 мм: в этом случае в класс +20 мм удаляется 60% всех примесей и их содержание в классе -20 мм (в котором концентрируется после дробления свыше 96% всей пищевой части) снижается до 20%.

Таким образом, подвергая в первой стадии дробимый материал преимущественно динамическому действию в дробилке роторного типа с решеткой 40x60 мм, достигаем концентрацию пищевой части в классе -20 мм, а непищевой - в классе +20 мм. Разделяя дробленый продукт с помощью грохочения по классу 20 мм, обеспечиваем удаление значительного количества примесей с надрешетным продуктом.

Как видно из табл.2, при разделении по классу 20 мм грубого концентрата после его первичного дробления в дробилке роторного типа ударно-режущего действия с решеткой 40 мм достигается концентрация пищевой части в классе -20 мм, а непищевой - в классе +20 мм. Разделяя дробленый продукт с помощью грохочения по классу 20 мм, обеспечивается удаление значительного количества примесей с надрешетным продуктом. Потери пищевой части в надрешетном продукте, как видно из табл.2, составляют менее 4% (от операции). Абсолютное содержание примесей в классе -20 мм снижается, по сравнению с исходным, почти в два раза - с 37% до 20%.

Как видно из рис.4, идентично пищевой части при первичном дроблении ведет себя дерево и, следовательно, освободиться от него на первой стадии не представляется возможным. В наибольшей степени в класс +20 мм переходят газетная бумага и текстиль - на 85-90%, картон и резина - приблизительно на 70% (см. табл.2 и рис.4).

Как видно из рис.5, извлечение пищевой части в класс -20 мм после первичного дробления совершенно не зависит от состава грубого концентрата и всегда находится на уровне 95%.

Однако содержание пищевой части в этом классе находится в прямой связи с ее содержанием в грубом концентрате: чем богаче грубый концентрат по содержанию пищевой части, тем выше ее содержание в классе -20 мм и тем меньше относительный прирост содержания (практически он составляет 12-19%).

Таким образом, после первой стадии доводки выделяется фракция -20 мм грубого концентрата, содержащая, в зависимости от морфологического состава ТБО, от 70 до 90% пищевой части при ее извлечении от операции доводки стабильно на уровне 95%.

Из оставшихся в классе -20 мм примесей резина и пластмасса характеризуются, по сравнению с сухой пищевой частью, повышенным сопротивлением истирающему действию, а металлы, текстиль, резина и отчасти дерево - высокой прочностью на сжатие. Поэтому для обеспечения избирательного дробления компонентов и во избежание их переизмельчения во второй стадии дробимый материал целесообразно подвергнуть преимущественно статическому воздействию в аппаратах раздавливающего и истирающего действия, при этом для усиления различия в свойствах компонентов дробимого материала класс -20 мм подвергается перед второй стадией дробления операции сушки (до требуемого в готовом продукте содержания влаги 10-12%).

Как видно из рис.6 и 7, для избирательного дробления материала во второй стадии доводки можно использовать щековую дробилку, валковую дробилку или шаровую мельницу: любой из этих аппаратов обеспечивает концентрацию пищевой части в классе -5 мм, а непищевой - в классе +5 мм. С точки зрения извлечения пищевой части, а также эксплуатационных характеристик аппаратов предпочтителен выбор валковой дробилки со щелью 3 мм (см. рис.6).

Как следует из табл.3, подвергая материал после второй стадии дробления грохочению по классу 5 мм, достигается полная очистка пищевой части от примесей кожи и резины. Потери пищевой части в надрешетном продукте (класс +5 мм) составляют менее 6% (от операции).

Подрешетный продукт содержит около 95% пищевой части (абсолютное содержание примесей в классе -5 мм снижается с 23% до 5%). Выход подрешетного продукта - около 76% (от операции грохочения).

Ниже приведены данные, подтверждающие обоснованность выбора ширины разгрузочной щели валковой дробилки во второй стадии дробления.

Как видно из рис.8 и 9, ширина разгрузочной щели валковой дробилки влияет на извлечение в класс -5 мм исключительно пищевой части; максимальное извлечение (около 95%) достигается при щели 3 мм (при щели 5 мм извлечение пищевой части снижается до 50%, при щели 8 мм - до 43%).

Предварительный отсев класса -5 мм из питания дробилки способствует повышению извлечения пищевой части при увеличенной ширине разгрузочной щели, но не обеспечивает достижения удовлетворительных результатов. Извлечение примесных компонентов непищевой части в класс -5 мм совершенно не зависит от ширины разгрузочной щели дробилки в испытанных пределах (3-8 мм) и составляет во всех случаях 15-17% (см. рис.9). Содержание в классе -5 мм компонентов как пищевой, так и непищевой части при той или иной ширине щели изменяется в небольших пределах (относительно колебания 3-4%), но наилучшие результаты (95% пищевой части) получается при ширине щели дробления 3 мм. Следовательно, оптимальные условия для избирательного дробления материала в валковой дробилке создаются при ширине разгрузочной щели 3 мм.

В третьей стадии доводки для избирательного дробления материала также использована валковая дробилка (раздавливающе-истирающее действие). Доводке в различных режимах подвергаются два класса крупности: -5 мм и -10+5 мм. Как видно из табл.4 и 5, при дроблении фракции -5 мм в валковой дробилке со щелью 1 мм пищевая часть концентрируется в классе -2 мм, а непищевая - в классе +2 мм, а при дроблении фракции -10+5 мм в валковой дробилке со щелью 3 мм пищевая часть концентрируется в классе -5 мм, а непищевая в классе +5 мм.

Готовым является продукт объединения классов -2 мм и -5 мм от раздельной доводки материала в третьей стадии.

Как видно из табл.6, содержание пищевой фракции в готовом продукте составляет 99%.

Основная примесь в готовом продукте - дерево (более 0,7%), которая вредной примесью не является (как и следовые включения в пищевую часть макулатуры, кожи и разволокненного текстиля).

Из вредных примесей в следовых количествах присутствуют пластмасса (0,04%) и материалы (0,08%), содержание которых в питании операций доводки искусственно завышено в 4-5 раз (для возможности более точного анализа продуктов сепарации, особенно тонких классов крупности).

Извлечение пищевой части в готовый продукт при доводке гравитационного концентрата составляет 80-85%, выход от операции доводки - около 65%.

Полученный при обогащении фракции ТБО крупностью -100(-60) мм продукт, характеризующийся весьма высоким содержанием биоразлагаемых органических компонентов (около 99%) и представляющий собой однородную сухую биомассу, способную к длительному хранению в обычных условиях, наиболее целесообразно использовать в производстве биогумуса методом вермикомпостирования (ускоренное компостирование биоразлагаемых органических отходов с помощью популяции дождевого червя «Старатель», компостного дождевого червя). Биогумус - весьма ценное удобрение, содержит 50% гуминовых кислот, существенно повышает плодородие почв, повышает содержание в овощах и фруктах витаминов, повышает урожайность всех культур; гуминовые кислоты связывают тяжелые металлы, предотвращая их попадание в растения; применение биогумуса соответствует принципам экологического земледелия. Выделенную из потока ТБО пищевую фракцию нельзя использовать в качестве корма для скота (в Италии зафиксированы случаи отравления крупного рогатого скота кормами, полученными из ТБО при их обогащении на заводах). Исходным сырьем для производства корма для скота могут быть исключительно собранные у населения и в местах общественного питания пищевые и растительные отходы, которые при обогащении предлагаемым способом позволят получить высококачественный готовый сухой корм (по данным практики бывшего СССР 1 т пищевых отходов дает возможность получить около 50 кг свинины и в жилом секторе Москвы ежегодно собиралось и передавалось свиноводческим совхозам около 250 тыс.т пищевых отходов; эти отходы, содержащие до 8% примесей, без предварительного обогащения направлялись в кормоцеха для варки и получения жидких кормов, скармливание которых приводило к многочисленным травмам и болезням животных). Предлагаемый способ сортировки и переработки биоразлагаемой фракции является универсальным, он отработан на наиболее сложном объекте сортировки и переработки - ТБО (причем содержание механических примесей, для выявления возможностей технологии, искусственно увеличивалось до 50%), рассчитан на сохранение в новом продукте основных элементов питания (жир, протеин, клетчатка), поэтому его применение для сортировки и переработки селективно собранных пищевых и растительных отходов (легкообогатимых по сравнению с ТБО) делает оправданным создание в РФ системы их селективного сбора и имеет большое социальное и экономическое значение.

1. Способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов, включающий их сортировку по крупности с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, подвергаемой гравитационной сепарации в водной среде, отличающийся тем, что концентрат гравитационной сепарации последовательно подвергают термообработке в течение 1,5 часов при 150°С до содержания влаги 38-40%, первичному дроблению в дробилке ударно-режущего действия со щелью между колосниками решетки 40 мм, грохочению продукта первичного дробления по классу 20 мм с выделением подрешетного и надрешетного продукта, сушке подрешетного продукта крупностью -20+0 мм при температуре 100°С до содержания влаги 10-12% и его вторичному дроблению предпочтительно в валковой дробилке со щелью 3 мм, грохочению продукта вторичного дробления по классам 5 мм и 10 мм с выделением подрешетного и надрешетного продукта, дроблению третьей стадии подрешетного продукта крупностью -5+0 мм в валковой дробилке со щелью 1 мм, а подрешетного продукта крупностью -10+5 мм в валковой дробилке со щелью 3 мм, раздельному грохочению продуктов дробления третьей стадии соответственно по классам 2 мм и 5 мм с выделением подрешетных продуктов крупностью -2+0 мм и -5+0 мм и их объединением в готовый продукт (биоразлагаемая фракция) и надрешетных продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт термообработки гравитационного концентрата подвергают перед первичным дроблением последовательно магнитной сепарации с извлечением черных металлов и электродинамической сепарации с извлечением цветных металлов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что надрешетные продукты всех стадий грохочения, выводимые из процесса, направляют в термическую переработку.

Таблица 1
Анализ химического состава продуктов термообработки   Содержание, масс.% Химический состав После 1-й сушки (150°С, 90 мин) и дробления После 1-й сушки (180°С, 90 мин) и дробления После 1-й сушки (150°С, 90 мин), дробления и 2-й сушки (100°С, 90 мин) Влажность 37,96 - 25,8 11,31 Сырой протеин 13,94 14,19 15,37 Сырой жир 8,02 5,1 7,33 Сырая клетчатка 6,34 4,5 6,14 Зола 5,25 7,19 7,П Кальций 1,175 - 1,06 Фосфор 0,375 - 0,48 Азот 2,23 2,27 2,46

Таблица 2 Результаты разделения по классу 20 мм гравитационного концентрата после его первичного дробления в оптимальных условиях Компоненты
грубого концентрата Исходный продукт Класс -40+20 мм Класс -20+0 мм   γ, % β, % ε, % γ, % β, % ε, % γ, % β, % ε, % Газетная бумага 9,44 9,44 100,0 8,52 34,92 90,25 0,92 1,22 9,75 Картон 5,43 5,43 100,0 3,86 15,82 71,09 1,57 2,08 28,91 Кожа 1,01 1,01 100,0 0,54 2,21 53,47 0,47 0,62 46,53 Резина 3,10 3,10 100,0 2,08 8,53 67,10 1,02 1,35 32,90 Дерево 5,05 5,05 100,0 0,32 1,31 6,34 4,73 6,26 93,66 Текстиль 5,77 5,77 100,0 4,92 20,16 85,27 0,85 1,12 14,73 Пластмасса 5,22 5,22 100,0 1,39 5,70 26,63 3,83 5,07 73,37 Цветной металлолом 1,93 1,93 100,0 0,52 2,13 26,94 1,41 1,86 73,06 Всего:                   Непищевой части 36,95 36,95 100,0 22,16 90,78 59,95 14,80 19,58 40,05 Пищевая часть 63,05 63,05 100,0 2,25 9,22 3,57 60,80 80,42 96,43 Итого: 100,00 100,00   24,40 100,00   75,60 100,00   Условные обозначения: γ - выход, %; β - содержание, %; ε - извлечение, %.

Таблица 3 Результаты разделения по классу 5 мм концентрата (фракция -20+0 мм) после его вторичного дробления в оптимальных условиях Компоненты
грубого концентрата Исходный продукт Класс -20+5 мм Класс -5+0 мм   γ, % β, % ε, % γ, % β, % ε, % γ, % β, % ε, % Газетная бумага 1,15 1,15 100,0 1,10 4,63 95,65 0,05 0,07 4,35 Картон 5,25 5,25 100,0 4,82 20,30 91,81 0,43 0,56 8,19 Кожа 6,00 6,00 100,0 4,17 17,57 69,50 1,83 2,40 30,50 Резина 8,34 8,34 100,0 0,34 1,43 100,00 - - - Дерево 8,89 8,89 100,0 0,88 3,71 98,88 0,01 0,01 1,12 Текстиль 1,46 1,46 100,0 0,84 3,54 57,54 0,62 0,81 42,46 Пластмасса 5,66 5,66 100,0 4,93 28,77 87,11 0,73 0,96 12,89 Цветной металлолом 2,39 2,39 100,0 2,13 8,97 89,12 0,26 0,34 10,88 Всего:                   Непищевой части 23,14 23,14 100,0 19,21 80,92 83,02 3,93 5,15 16,98 Пищевая часть 76,86 76,86 100,0 4,53 19,08 5,88 72,33 94,85 94,11 Итого: 100,00 100,00   23,74 100,00   76,26 100,00   Условные обозначения: γ - выход, %; β - содержание, %; ε - извлечение, %.

Таблица 4 Результаты разделения по классу 5 мм фракции концентрата крупностью
-10+5 мм после третьей стадии дробления (валковая дробилка, щель 3 мм) Компоненты Исходный продукт Класс -10+5 мм Класс -5+0 мм грубого γ,% β, % ε, % γ, % β, % ε, % γ , % β, % ε, % концентрата                   Газетная 0,34 0,34 100,0 0,31 0,90 91,18 0,03 0,04 8,82 бумага                   Картон 0,17 0,17 100,0 0,17 0,49 100,00 - - - Кожа 0,56 0,56 100,0 0,56 1,63 100,00 - - - Резина 1,74 1,74 100,0 1,74 5,07 100,00 - - - Дерево 9,49 9,49 100,0 8,48 24,67 89,36 1,01 1,54 10,64 Текстиль 1,24 1,24 100,0 1,18 3,43 95,16 0,06 0,09 4,84 Пластмасса 2,86 2,86 100,0 2,86 8,33 100,00 - - - Цветной 2,53 2,53 100,0 2,50 7,27 98,81 0,03 0,04 1,19 металлолом                   Черный
металлолом 0,62 0,62 100,00 0,62 1,80 100,00 - - - Всего:                   Непищевой 19,55 19,55 100,0 18,42 53,59 94,22 1,13 1,71 5,78 части                   Пищевая 80,45 80,45 100,0 15,96 46,41 19,84 64,49 98,29 80,16 часть                   Итого: 100,00 100,00   34,38 100,00   65,62 100,00   Условные обозначения: γ - выход, %; β - содержание, %; ε - извлечение, %.

Таблица 5 Результаты разделения по классу 2 мм фракции концентрата крупностью
-5+0 мм после третьей стадии дробления (валковая дробилка, щель 1 мм) Компоненты Исходный продукт Класс -5+2 мм Класс -2+0 мм грубого γ , % β, % ε, % γ, % β, % ε, % γ, % β, % ε, % концентрата                   Газетная
бумага 0,03 0,03 100,0 0,03 0,29 100,00 - - - Картон 0,03 0,03 100,0 0,03 0,14 100,00 - - - Кожа 0,08 0,08 100,0 0,06 0,72 75,00 0,02 0,02 25,00 Резина - - 100,0 - - - - - - Дерево 2,46 2,46 100,0 1,91 21,42 77,64 0,55 0,60 22,36 Текстиль 0,28 0,28 100,0 0,23 2,75 82,14 0,05 0,06 17,86 Пластмасса 0,25 0,25 100,0 0,21 2,32 84,00 0,04 0,04 16,00 Цветной
металлолом 0,12 0,12 100,0 0,10 1,16 83,33 0,02 0,02 16,67 Черный
металлолом 0,06 0,06 100,00 - - - 0,06 0,07 100,00 Всего:                   Непищевой
части 3,31 3,31 100,0 2,57 28,8 77,64 0,74 0,81 22,36 Пищевая 96,69 96,69 100,0 6,36 71,2 6,58 90,33 99,19 93,42 часть                   Итого: 100,00 100,00   8,93 100,00   91,07 100,00   Условные обозначения: γ - выход, %; β - содержание, %; ε - извлечение, %.

Таблица 6 Характеристика готового продукта после трехстадиальной доводки высушенного грубого концентрата Компоненты Продукт грубого концентрата класс -5+0   γ , % β, % ε, % Газетная бумага 0,005 0,01 2,17 Картон - - - Кожа 0,015 0,02 3,90 Резина - - - Текстиль 0,05 0,06 8,62 Пластмасса 0,03 0,04 1,79 Цветной металлолом 0,02 0,02 1,13 Черный металлолом 0,05 0,06 10,86 Всего:       Непищевой части 0,77 0,94 7,83 Пищевая часть 81,41 99,06 90,29 Итого: 82,18 100,00  

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных отходов и может быть использовано в установках для их комплексной переработки и обогащения. Способ заключается в сортировке твердых коммунальных отходов по крупности с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, которую подвергают гравитационной сепарации в водной среде. При этом концентрат гравитационной сепарации последовательно подвергают термообработке, первичному дроблению в дробилке ударно-режущего действия, грохочению продукта первичного дробления с выделением подрешетного и надрешетного продукта, сушке подрешетного продукта и его вторичному дроблению предпочтительно в валковой дробилке, грохочению продукта вторичного дробления с выделением подрешетного и надрешетного продукта, дроблению третьей стадии подрешетного продукта в валковой дробилке, раздельному грохочению продуктов дробления третьей стадии с выделением надрешетных продуктов и объединением выделенных подрешетных продуктов в биоразлагаемую фракцию. Способ обеспечивает повышение эффективности обогащения и переработки твердых коммунальных отходов, снижение расходов на переработку ТБО при непрерывном режиме работы. 2 з.п. ф-лы, 10 ил., 6 табл.

1. Способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов, включающий их сортировку по крупности с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, подвергаемой гравитационной сепарации в водной среде, отличающийся тем, что концентрат гравитационной сепарации последовательно подвергают термообработке в течение 1,5 часов при 150°С до содержания влаги 38-40%, первичному дроблению в дробилке ударно-режущего действия со щелью между колосниками решетки 40 мм, грохочению продукта первичного дробления по классу 20 мм с выделением подрешетного и надрешетного продукта, сушке подрешетного продукта крупностью -20+0 мм при температуре 100°С до содержания влаги 10-12% и его вторичному дроблению предпочтительно в валковой дробилке со щелью 3 мм, грохочению продукта вторичного дробления по классам 5 мм и 10 мм с выделением подрешетного и надрешетного продукта, дроблению третьей стадии подрешетного продукта крупностью -5+0 мм в валковой дробилке со щелью 1 мм, а подрешетного продукта крупностью -10+5 мм в валковой дробилке со щелью 3 мм, раздельному грохочению продуктов дробления третьей стадии соответственно по классам 2 мм и 5 мм с выделением подрешетных продуктов крупностью -2+0 мм и -5+0 мм и их объединением в биоразлагаемую фракцию и надрешетных продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт термообработки гравитационного концентрата подвергают перед первичным дроблением последовательно магнитной сепарации с извлечением черных металлов и электродинамической сепарации с извлечением цветных металлов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что надрешетные продукты всех стадий грохочения, выводимые из процесса, направляют в термическую переработку.