Способ двухвидовой сепарации, переработки и вторичного использования твёрдых бытовых отходов (ТБО) Российский патент 2020 года по МПК B03B9/06 B09B3/00 

Назначение изобретения: Создание техники и технологии для разделения ТБО на родственные группы, которые возможно переработать в полуфабрикаты, а их можно, в свою очередь, использовать в качестве вторичных ресурсов в промышленности, сельском хозяйстве и быту.

Сущность изобретения: Суть изобретения состоит в том, что переработка ТБО кардинально различаются по двум разновидностям техники и технологии в зависимости оттого, какая группа ТБО подвергается сепарации и вторичному использованию а именно:

первый вид переработки: ТБО старых свалок и полигонов подвергаются сепарации на гидросепараторах Жарвина, при этом биопроизводные материалы: бумага, картон, деревянные фрагменты, ткани, пищевые остатки продуктов и т.п., составляющие обычно до 40% от общего объема ТБО, после сепарации от других бытовых отходов подвергаются обеззараживанию в термальных барабанах и «дозреванию» в буртах для подготовки биоудобрений. Технологическая вода, использующаяся в гидросепараторах очищается по методу Батакова М.Н.,

второй вид переработки: свежие ТБО из мусорных городских контейнеров «с колес мусоровозов» подаются на центробежно-пневматические сепараторы Жарвина Н.А. на заводах по переработке ТБО, при этом биопроизводные материалы (а это до 40% от объема ТБО) подаются после сепарации от других бытовых отходов на высокотемпературное сжигание в печах кипящего слоя теплоэлектроцентралей с выработкой тепла и электричества. Технологическая вода в центробежно-пневматических сепараторах не используется, значит и очищать ее не требуется, что значительно упрощает и удешевляет процесс.

Другие группы ТБО (металлы, пластмассы, стекло, строительный мусор, резина и т.д) подвергаются вторичному использованию примерно одинаково в обоих видах технологии переработки ТБО.

Описание технического результата при внедрении изобретения:

Двухвидовая технология сепарации, переработки и вторичного использования ТБО имеет свою логику. Мусор старых, лежалых свалок и полигонов, подгнивший, мокрый, слипшийся на центробежно-пневматических сепараторах разделить невозможно, а на гидросепараторах он как бы отмывается и разделить его вполне на них возможно.

Использовать биопроизводную часть сырых ТБО от старых свалок как материал для сжигания в печах теплоэлектроцентралей не получится, а сушить дорого. Логично использовать их как биоудобрения, предварительно очистив от не биологических компонентов, чтобы не засорять поля.

Логично и экономически эффективно не использовать гидросепарацию для переработки свежих ТБО из городских контейнеров, а минуя свалки сразу подавать на центробежно-пневматические сепараторы, не использующих технологическую воду и исключающих дорогостоящий процесс ее очистки.

Гидросепарация позволит переработать ТБО всех существующих в России свалок и полигонов, а это 85 млрд. тонн мусора и соответственно млрд. тонн дополнительных ресурсов, при этом освободится от ТБО тысячи гектаров ныне замусоренных земель.

А центробежно-пневматическая сепарация позволит достаточно дешево перерабатывать миллионы тонн ТБО свежего мусора, вводя в хозяйственный оборот соответственные миллионы тонн дополнительных ресурсов, производя дополнительные тепло и электроэнергию и спасая от замусоривания новыми свалками тысячи гектаров российских земель.

Сколько потребуется гидросепараторов для решения проблем с ТБО хотя бы в Московской области. Учитывая, что в Московском регионе накоплено около 300 млн. тонн мусора- бытовых отходов, то для его сепарации, переработки и вторичного использования в течении, как мы предлагаем, десяти лет необходимо построить в Московской области 75 заводов (по одному в каждом городе МО, чтобы рассредоточить поле деятельности, возможны другие варианты, учитывающие г. Москву как основного производителя ТБО) по 10 гидросепараторов в каждом.(расчет такой: 300 млн т. ТБО/10 лет=30 млн. т. в год. Делим на годовую производительность гидросепаратора (110 т × 365=40150 т. в год). Получим 747 гидросепараторов, округленно 75 заводов по 10 гидросепараторов в каждом.

Для свежих ТБО, подвозимых из городов на заводы по центробежной переработке ТБО имеем другой расчет: 10 млн т. в год ТБО делим на 40150 тонн/год=249 центробежно-пневматических сепараторов, округленно 250 шт. Достаточно иметь по одному заводу в каждом районе МО (а их имеется в МО 36), и в каждом иметь по семь центробежно-пневматических сепараторов, и проблема текущего мусора в Москве и Московской области исчезнет.

Через десять лет от накопленного мусора ничего не останется, и встанет проблема рекультивации освобожденных земель. А их в Московской области прибудет порядка 150000 га, (считая что средняя высота свалки 1 м.) Всего территория Московской области составляет 4 млн 400 тыс. га.

Стоимость подмосковной земли постоянно растет и в настоящее время составляет примерно 2000 руб. за сотку, что равно 200 тыс. руб. за гектар. Если (теоретически) продать рекультивируемые сотки потенциальным дачникам за 150 тыс. га можно выручить, по существующим ценам, 150 тыс. га × 200 тыс. руб=30 млрд. руб. или 500 млн. долларов. Это только по Московской области, и только от продажи земли, хотя и здесь экономический результат более чем весомый. Но ТБО при их грамотной переработке и кладезь самых разнообразных ресурсов, причем счет идет на миллионы тонн.

Изобретение относится к области коммунального хозяйства. Производят подачу твердых бытовых отходов (ТБО) мусоровозами на завод по сепарации, переработке и вторичному использованию ТБО в приемное отделение завода, в приямок скипового питателя. Осуществляют подъем очередной порции скиповым питателем на верхнюю площадку технологической цепочки в бункер дезинтегратора. ТБО дезинтегрируют на удобные для сепарации фрагменты и подают загрузочным устройством в один из двух видов применяемых сепараторов - гидросепаратор или центробежно-пневматический сепаратор. ТБО подают на гидросепаратор или центробежно-пневматический сепаратор в зависимости от того, какой тип ТБО подается на сепарацию и переработку, а именно, ТБО со старых, лежалых свалок и полигонов подают на гидросепаратор. ТБО проходят на нем гидравлическое разделение на фракции по скорости оседания фрагментов ТБО в проходящем потоке воды. Свежие ТБО из городских или поселковых мусорных контейнеров подают в центробежно-пневматический сепаратор, где они проходят механическое разделение на близкородственные фракции по своим центробежно-инерционным свойствам, используя к тому же пневматический отдув к центру сепаратора. Биопроизводные материалы, выделенные из состава ТБО на гидросепараторе, как то: бумага, картон, куски дерева или тканей, направляют на обеззараживание температурой не выше 100 градусов Цельсия в термобарабан на расчетное время. По выходе из барабана они поступают в бурты для дозревания на 1-3 года. После кондиционирования биоактивными добавками их используют как биоудобрения. Сухие чистые биопроизводные материалы, выделенные из состава ТБО на центробежно-пневматическом сепараторе, направляют на высокотемпературное сжигание в печах кипящего слоя теплоэлектростанций с получением тепла и электроэнергии. Обеспечивается повышение эффективности сортировки отходов как со старых свалок и полигонов, так и свежего мусора, подвозимого мусоровозами из городских, поселковых контейнеров. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ двухвидовой сепарации, переработки и вторичного использования твердых бытовых отходов (ТБО), включающий подачу мусоровозами ТБО на завод по сепарации, переработке и вторичному использованию ТБО в приемное отделение завода, в приямок скипового питателя, подъем очередной порции скиповым питателем на верхнюю площадку технологической цепочки в бункер дезинтегратора, где ТБО дезинтегрируют на удобные для сепарации фрагменты и подают загрузочным устройством в один из двух видов применяемых сепараторов: гидросепаратор или центробежно-пневматический сепаратор, характеризующийся тем, что ТБО подают на гидросепаратор или центробежно-пневматический сепаратор в зависимости от того, какой тип ТБО подается на сепарацию и переработку, а именно, ТБО со старых, лежалых свалок и полигонов подают на гидросепаратор, ТБО проходят на нем гидравлическое разделение на фракции по скорости оседания фрагментов ТБО в проходящем потоке воды, а свежие ТБО из городских или поселковых мусорных контейнеров подают в центробежно-пневматический сепаратор, где они проходят механическое разделение на близкородственные фракции по своим центробежно-инерционным свойствам, используя к тому же пневматический отдув к центру сепаратора; при этом биопроизводные материалы, выделенные из состава ТБО на гидросепараторе, как то: бумага, картон, куски дерева или тканей, направляют на обеззараживание температурой не выше 100° С в термобарабан на расчетное время и по выходе из него поступают в бурты для дозревания на 1-3 года, и после кондиционирования биоактивными добавками используют как биоудобрения, а сухие чистые биопроизводные материалы, выделенные из состава ТБО на центробежно-пневматическом сепараторе, направляют на высокотемпературное сжигание в печах кипящего слоя теплоэлектростанций с получением тепла и электроэнергии.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что биопроизводные материалы, выделенные из состава ТБО на обоих типах сепараторов, направляют на очистку от полимерных пленок на электростатический сепаратор.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что тяжелые фракции ТБО проходят после первичной сепарации электромагнитный сепаратор, где выделяют железосодержащие фрагменты.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что из тяжелых фракций ТБО выделяют после первичной сепарации на сепараторах цветные металлы как надрешетный продукт после прохождения этих фракций через щековую дробилку и виброгрохот.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что выделенные механически на сепараторах фракции стекла, пластмасс, цветных металлов, резины, комбинированных материалов разделяют на соответствующих транспортерах с помощью ручной разборки или робототехническими устройствами со светоотражательными определителями и робототехническими захватами.