Технологии утилизации и переработки отходов (стр. 3 )

Тщательные исследования дали возможность ученым США оценить элементный состав ТБО для конкретных отходов [6]. Наиболее важные результаты для российских ТБО на основе этих исследований приведены в прил. 1 пособия [6]. Они позволяют определить доли углерода, водорода, кислорода, азота, серы и несгораемых остатков в каждом из рассматриваемых девяти компонентов (табл. 1.4). При этом процентные доли химических элементов следует умножать на величины Zi.

Таблица 1.4

Элементный состав и теплотворная способность компонентов ТБО

Виды отходов	Исходная влажность, %	Элементный состав Xiв, % по массе	Теплот. способ. кДж/кг
С	Н	О	N	S	Hecгop. фрак.
Бумага, картон	10,24	43,41	5,82	44,32	0,25	0,2	6	15817
Пищеотходы смешанные	72	44,99	6,43	28,76	3,3	0,52	16	5513
Дерево	12	49,4	6,1	43,7	0,1	<0,1	0,6	14956
Металл (орг. состав от ярлыков, покрыт.)	3,11	4,54	0,63	4,28	0,05	0,01	90,49	8746
Текстиль	15,31	46,19	6,41	41,85	2,18	0,2	3,17	16049
Кожа, резина, кости	5,51	68,82	9,17	5,52	5	1,2	10	22282
Пластики	1,7	56,16	7,66	8,69	0,27	0,11	4,44+ С1-22,67	22688
Стекло	-	-	-	-	-	-	100	-
Прочие (грязь улич., дом.)	20	34,7	4,76	35,2	0,14	0,2	25	11165

При этом сумма всех элементов во всех компонентах после подсчета должна составлять 100 % (вместе с несгораемыми остатками), т. е.

. (1.7)

По данным табл. 1.4 подсчитывается также теплотворная способность ТБО:

, кДж/кг. (1.8)

Теплоемкость СS , кДж/кг×K, подсчитывается аналогично. При этом можно определить теплоемкость пищеотходов C2, кДж/кг×K, в зависимости от влажности W в процентах:

С2 = 21,9 × W +2000.

Для остальных компонентов можно применить:

дерево, бумага, картон, текстиль C1 = С3 = С5 = 2000...2500;

камни, кости, пластик, стекло C6 = С7 = С8 = 800...1200;

металл С4 = 400...900.

Прочие составляющие (С9) при отсутствии расшифровки состава включаются в пищеотходы С9 = С2. Тогда:

. (1.9)

Полученную теплоемкость сравнивают с известными веществами (от чистой воды 4187 кДж/кг×К до чистых металлов 400 кДж/кг×К). Теплотворную способность целесообразно сопоставлять с ее величинами для дров, угля, бензина и мазута.

Продолжение примера 1

Определение элементного состава ТБО

Виды отходов	Zi %	Влага, Wi × Z, %	Элементный состав Xiв, % по массе	Ни× Z, кДж/кг
С	H	О	N	S	Несгор. фрак.
Бумага, картон	26	2,66	11,28	1,51	11,08	0,06	0,05	1,5	3592,42
Пищеотходы	30	21,6	13,5	1,93	8,63	0,99	0,156	4,8	1653,9
Дерево	3	0,36	1,482	0,183	1,311	0,003	<0,003	0,018	437,3
Металл (покрыт., обол., тара)	5	0,16	0,227	0,031	0,214	0,003	0,0005	4,52	642
Текстиль	4	0,61	1,848	0,256	1,674	0,087	0,008	0,127	2228,2
Кожа, резина, кости	10	0,55	6,88	0,92	0,55	0,5	0,12	1	22282
Пластики	8	1,36	4,493	0,613	0,695	0,022	0,0088	0,36+ Сl-1,81	1815
Стекло	4	-	-	-	-	-	-	4	-
Прочие	10	2,0.	3,47	0,47	3,52	0,014	0,02	2,5	1116,7
Итого	100	29,3	43,2	5,92	28,1	1,682	0,37	18,9+ Сl-1,81	11934

Влага, подсчитанная для всего ТБО в таблице (29,3 %), характерна для Северной зоны (именно для этого случая приведены данные по Wi в табл. 1.4). Для Центральной и Южной зоны при подсчетах влаги следует увеличить исходную влажность бумаги, дерева, текстиля и грязевых компонентов на 5 – 15 %, не меняя ее для пищеотходов и других компонентов и оставляя параметры Хi, Нi без изменения.

Подсчитанная по формуле 1.8 величина теплотворной способности (11934 кДж/кг) показывает, что даже для сравнительно сухих отходов теплотворная способность существенно ниже обычных топливных компонентов (уголь - около 25000, дрова - около 12000, мазут - около 38000 кДж/кг). Теплоемкость отходов также сравнительно невелика.

Для пищеотходов С2 = 21,9 × 21,6 + 2000 = 2657 Дж/кг × К.

Для всего ТБО по формуле 1.9 получим:

СS = (0,3 + 0,1) × 2657 + (0,26 + 0,03 + 0,04) × 2000 + (0,1 + 0,08 + 0,04) ´ ´1000 + 0,05 × 500 = 1968 Дж/кг ×К.

Увеличить теплотворную способность отходов и приспособить их к сжиганию можно, например, путем предварительной сортировки: отбором негорючих компонентов, пищеотходов и особо опасных хлорсодержащих материалов. Увеличение теплоемкости, достигнутое этими способами или измельчением ТБО, также благоприятно сказывается при переработке или захоронении на полигоне.

1.5 Оценка параметров сбора и вывоза ТБО.

Определение количества контейнеров и мусоровозов

Порядок сбора и удаления бытовых отходов определяется местными условиями, основными из которых являются: этажность и плотность застройки, наличие и тип применяемых спецмашин и сборников отходов. Основными системами сбора и удаления ТБО являются системы «сменяемых» контейнеров (с применением контейнерного мусоровоза) и «несменяемых» сборников (с применением кузовного мусоровоза).

Транспортировка ТБО к местам утилизации или обеззараживания состоит из нескольких стадий. На первой стадии ТБО, как правило, собирают в контейнеры, которые могут быть различной кубатуры, и выполнены из металла или пластика. Из контейнеров ТБО перегружаются в мусоровозы, которые перевозят их к местам утилизации или обеззараживания.

По способу погрузки ТБО из контейнера мусоровозы делятся на две группы:

1 Мусоровозы с задней загрузкой (рис. 1.1).

2 Мусоровозы с боковой загрузкой (прил. 3).

Боковая загрузка осуществляется в мусоросборник мусоровоза манипулятором, расположенным, как правило, с правой стороны машины путем опрокидывания неподвижного контейнера в открывающийся люк на крыше мусоросборника.

Применение боковой загрузки является неэффективным в настоящее время и применяется все реже и реже. Наибольшую популярность в последнее время получили мусоровозы с задней загрузкой.

Технология разгрузки контейнеров мусоровозами с задней загрузкой заключается в загрузке мусора из контейнеров в заднюю часть мусоровоза специальным манипулятором. В задней части манипулятора работает прессователь, позволяющий увеличить коэффициент уплотнения ТБО до 5 ед.