початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2273625

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ

Ім'я винахідника: Решетняк Олександр Пилипович (RU); Соколов Леонід Михайлович (RU); Тихонов Ігор Іванович (RU)
Ім'я патентовласника: Решетняк Олександр Пилипович (RU); Соколов Леонід Михайлович (RU); Тихонов Ігор Іванович (RU)
Адреса для листування: 398005, г.Ліпецк, вул. Крупської, 10а, ЗАТ "Союзтеплострой-Липецьк"
Дата початку дії патенту: 2004.02.03

Винахід відноситься до способів переробки твердих побутових відходів і може бути використано в комунальному господарстві та сільському господарстві для переробки пташиного посліду і гною. Спосіб передбачає занурення твердих побутових відходів в басейн з вапняним молоком, в якому підтримується лужне середовище з рН 8,5 ÷ 8,65 і температура 20 ÷ 70 ° С. Після закінчення 5 ÷ 8 годин відходи витягують з басейну, дають обтечь рідини і сортують по компонентам. Частина розчину з осадом постійно виводять на переробку відомими способами, а органічну частину твердих побутових відходів компостують. Винахід дозволяє знизити капітальні та поточні витрати на утилізацію відходів при досягненні екологічної безпеки технології.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до способів переробки твердих побутових відходів (ТПВ) і може бути використано в комунальному та сільському господарстві.

Захист навколишнього середовища - багатофакторна проблема міст. Кожен з факторів (транспорт, промислові підприємства, звалища і ін.) Представляє з себе значне джерело екологічної небезпеки для населення. Так, фахівці оцінюють викиди від транспорту на 70% від усіх забруднень повітряного басейну. Причому слід зазначити, що транспорт забруднює тільки повітряну навколишнє середовище.

Однак не можна оцінити, який сумарний шкоду стосовно загального доводиться на звалища побутового сміття, які забруднюють повітряне середовище (від самозаймання та інтенсивного виділення шкідливих летючих речовин, в т.ч. діоксинів і фуранів), підземні водойми (від проникнення з атмосферними опадами хвороботворних мікроорганізмів, продуктів розкладання і гниття харчових відходів) і грунт, заражаючи і омертвлені її на багато років. Він дуже великий, тим більше, що зона його впливу на природу безперервно розширюється через відчуження і надання додаткових площ під все більше збільшується кількість побутових відходів, від перенесення відходів в інші місця птахами і безпритульними тваринами.

Отже, ліквідація сміттєзвалищ побутового сміття та їх значного згубного впливу на навколишнє природне середовище - найперша і основне завдання.

Деякі, відомі до теперішнього часу фахівцям методи знешкодження відходів або не вирішують основну задачу, або для цього потрібні величезні ресурси і кошти. Так, одні з них за своїм технологічним процесом здатні виділяти вторинні шкідливі і отруйні речовини, а тому не є знешкоджувальними (компостування, піроліз).

Інші - вельми енерговитратні (спалювання в «жужільному розплаві», полум'яне спалювання), через що вони є дорогими не тільки за капітальними витратами, але і по експлуатаційних витрат, а тому підприємства, засновані на них, не можуть бути без значних дотацій з міського бюджету.

У зв'язку з цим особливо слід відзначити принципові недоліки технології «ПІРОКСЕЛ» (ВНІІЕТО, м.Москва), наполегливо нав'язується авторами для спалювання побутових відходів. Ця технологія включає в себе дві стадії термічної переробки побутового сміття: піроліз і спалювання в шлакової ванні.

Перша стадія - піроліз до побутових відходів взагалі не застосовують, оскільки оскільки він здійснюється при нестачі кисню (тобто при коефіцієнті надлишку повітря <1), то з хлор-і фторовмісних компонентів - гуми, пластмаси, полімерів, яких в загальній масі сміття близько 6,5%, виділяються дуже небезпечні і отруйні речовини (діоксини, фурану, фосген і ін.), Які безпосередньо надходять через шар свіжого сміття в навколишнє середовище.

Друга стадія - спалювання побутових відходів в шлакової ванні, хоча і відбувається при високій температурі (2000-2100 ° С), проте надходить після піролізу сміття перед тим, як зануритися в рідкий шлак, на поверхні рідини термічно розкладається, виділяючи значні кількості шкідливих і отруйних речовин, які ніде не нейтралізуються. Крім того, ця стадія енергозатратна, тому що немає ніякого сенсу плавити всю іншу масу сміття (93,5%) при високій температурі, що не містить хлору і фтору.

В цілому технологія «ПІРОКСЕЛ», запозичена з металургійного виробництва, до побутових відходів абсолютно не прийнятна.

У більшості країн світу (Німеччина, Франція, Данія, Швеція, Японія, США, Англія та ін.) Найраціональнішим, простим і поширеним методом визнано сміттєспалювання в топкових пристроях спеціальних котлоагрегатів, що по суті передбачає використання побутового сміття як паливо. Однак застосовувані в зазначених країнах технологічні процеси спалювання побутових відходів не передбачають безвідходності, а тому не вирішують основну задачу - ліквідацію сміттєзвалищ.

Тому що спостерігається зараз прагнення іноземних фірм нав'язати російським містам свої технології, проектувати і будувати сміттєспалювальні та інші (наприклад, по брикетуванню побутових відходів та захоронення брикетів на тій же звалищі або на полігоні) підприємства, є досить негативним явищем теперішнього часу. Мета - поширення свого впливу на російському ринку, навіть за допомогою своїх грошей. Однак і цей досвід ми маємо. На жаль, він дуже негативний. Так, в 1975-1985 р у нас (в Росії і на Україні) були запроектовані і побудовані 10 сміттєспалювальних заводів по запозиченої за кордоном досить примітивної і дотаційною з міських бюджетів технології. Причому вони в своїх містах не вирішили проблему ліквідації сміттєзвалищ. Це були закуплені за кордоном заводи (в Чехословаччині, Данії та Франції). В даний час більшість цих сміттєспалювальних підприємств працюють лише на 50% по продуктивності, а частина з них взагалі зупинені через відсутність дотаційного фінансування і запасних частин.

(Про технічному рішенні проблеми знешкодження твердих побутових відходів і ліквідації звалищ в м Липецьку. OOO «ТЕПенерго». В.Р.Пурім, Н.Н.Тімакова. М., 1999).

До недоліків технології спалювання сміття слід і віднести високі капітальні витрати на будівництво.

Найбільш близьким до пропонованого способу з технічної сутності і досягається результату щодо знищення діоксинів і фуранів є спосіб переробки твердих побутових і дрібнодисперсних промислових відходів, за яким переробку ТПВ здійснюють в кальційвмісний жужільному розплаві (патент RU 2208202 C2, кл. 7 F 23 G 5 / 00, 5/32, 2001).

Недоліками відомого способу є:

- Складність апаратурного оформлення;

- Висока енергоємність;

- Високі питомі капітальні витрати (близько 150 USD / т річної продуктивності по ТПВ).

Метою винаходу є зниження питомих капітальних і поточних витрат на утилізацію ТПВ при досягненні екологічної безпеки технології.

Поставлена мета досягається тим, що:

- ТПВ занурюють в басейн з вапняним молоком, в якому підтримується лужне середовище з рН 8,5-8,65 і температура 20-70 ° С, після закінчення 5-8 годин ТПВ витягують з басейну, дають обтечь рідини і сортують по компонентам, частина розчину з осадом постійно виводять на переробку відомими способами, а органічну складову ТПВ компостують;

- В якості хімічного реагенту використовують калій, натрій і аммонійсодержащіе з'єднання;

- В басейні ТПВ продувають озоном.

Органічна складова (харчові відходи) після обробки хімічними реагентами і окислениями є екологічно чисте добриво з широким діапазоном використання.

При розробці технологій переробки ТПВ встановлено, що в своєму складі вони містять найнебезпечніший клас речовин - спеціальні суміші діоксини та діоксіноподобние речовини (ДО).

ДО - це супертоксиканти - особливо шкідливі і небезпечні продукти синтетичної хімії, побічні продукти ряду хімічних виробництв і попутні мікровиброси промисловості та господарської діяльності людини. ДО - практично ніде не згадується до 90-х років в навчальній і науковій літературі клас найнебезпечніших речовин. На відміну від найпростіших діоксинів галоідосодержащіе діоксини (ДО) є хлоровані або бромовані бензольні кільця, з'єднані кисневими містками. Це так звані поліхлордібензодіоксіни і поліхлордібензофурани і відповідно полібромдібензодіоксіни і полібромдібензофурани. Особливу небезпеку ДО представляють в зв'язку з тим, що, не дивлячись на свою нерозчинність у чистій воді і чистому повітрі, ДО чудово розчиняються у воді, що містить гумінові кислоти або фульвокислоти з грунтового гумусу зважаючи на їх високу здатність до комплексоутворення з складовими частинами гумусу. З аерозолями повітря ДО утворює комплексні з'єднання і завдяки їх високій здатності до прилипання вони добре переносяться не тільки по землі, але і по повітрю. У грунті ДО розкладаються протягом 20-30 років і більше, в воді розкладання ДО триває від 2-х років і більше (Л.А.Федоров. «Діоксини, як екологічна небезпека: ретроспектива і перспективи». М .: Наука, 1993 , 267 с.).

У хімічній промисловості головним джерелом надходження ДО в сферу проживання є виробництво хлор- і бромсодержащих препаратів. Спостерігається зростання забруднення ДО внаслідок безперешкодного переносу їх за багатьма харчових ланцюгах, особливо продуктів м'ясного і молочного характеру.

В останні роки типовим джерелом зараження спеціальні суміші ДО природного середовища крім названих виробництв є низькотемпературне спалювання ТПВ. Спеціальні випробування низки зарубіжних фахівців показали, що ДО стійкі до впливу високої температури. Більш того, при температурі 800 ° С відбувається утворення бромсодержащих ДО, а не їх руйнування.

Вивченню умов освіти і розкладання діоксинів і фуранів (Ф) при спалюванні відходів присвячена велика кількість робіт, в результаті яких було встановлено, що діоксини і фурану погано розкладаються аж до температури 750 ° С і практично повністю розкладаються при температурі понад 1000 ° С (Хімія твердого палива, № 4, 1995, стр.67-72). За іншими даними для повного розкладання діоксинів і фуранів достатня витримка при температурі 1000-1100 ° С на протязі 3-х секунд (J.Jap. Soc. Safety Eng., 1988, № 6, р.336-343 і ID: Environ. et Techn., 1989, № 89, р.28, 30).

Освіта діоксинів в димових газах найбільш інтенсивно відбувається при їх витримці при температурах близько 300-400 ° С (Chemosphere, 1987, 16, № 8-9, р.1917-1922).

За даними ВАТ «НДІ з промислової та санітарної очистки газів» зміст ДО і фуранів в зоні спалювання може досягати 6000 нг / м ³ (лист № 323/31 від 09.10.98).

Наявність в димових газах аміаку, з'єднань калію, кальцію і натрію різко знижує інтенсивність утворення діоксинів (J.Air and Waste Monag. Assoc. 1991 року, 41, № 5, p.761-722).

Зниження інтенсивності утворення діоксинів відбувається внаслідок зв'язування хлору в з'єднання CaCl _2, KCl, NaCl, NH ₄ Cl.

При введенні в потік димових газів, що мають температуру близько 100 ° С, розпорошеного СаО на пиловловлюючого апараті вловлюється:

(ВАТ «НДІ по промисловому та санітарному очищенню газів лист № 321/31 від 09.10.1999 р)

Отже, СаО руйнує діоксини і фурану, вступаючи з ними в хімічну взаємодію, а повнота протікання хімічної реакції - питання температури і часу.

Дослідним шляхом встановлено, що після закінчення 9-12 місяців після введення, рівномірного розподілу в ТПВ 3-5% СаО (КОН, NaOH, NH ₄ OH або Са (ОН) ₂₎ діоксини і фурану в ТПВ не виявляються. Початкове зміст ДО і Ф становило 80-100 нг / кг.

Питомі капітальні витрати на реалізацію заявляється способу складуть близько 12-15 USD / т ТПВ.

Таким чином, пропонований спосіб дозволяє високоефективно при капітальних витратах в 12-15 USD / т річної продуктивності по ТПВ (проти 150-715 USD / т) переробляти відходи на вторсировину і екологічно чисте добриво, при цьому низькотемпературна переробка ТПВ виключає утворення додаткових кількостей ДО і Ф.

ТПВ в своєму складі крім діоксинів і фуранів містять інші шкідливості, в тому числі:

- Хвороботворні мікроорганізми (гельмінтозних забруднення);

- Сполуки важких металів (Pb, Zn, Cd, Mn, Hg, Al, As, Si, Li, Та й т.д.);

- Іони важких металів, здатні утворювати високотоксичні леткі газоподібні металоорганічні сполуки.

Перемішування 30 кг вапна з 1 т рідкого гною є ефективним знезаражувальним засобом гною, обсемененного сальмонелами. Лужне середовище підвищує дезінфекційну ефективність формальдегіду (О.С.Гріна, В.Н.Новіков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД, стор.83).

Концентрація F вище 1,5 мг / л веде до збільшення ризику флюорозу зубів, а ще більша концентрація викликає флюороз скелета типу остеосклероза і тугоподвижность суглобів (цю хворобу медики ставлять в один ряд з раком).

Ефективно дефторування води оксидами кальцію і магнію (О.С.Гріна, В.Н.Новіков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД, стор.119, 120).

Подщелачивание стічних вод з рН 6,4 до рН 8,5 знижує вміст в них свинцю з 486 мг / л до 0,14 мг / л, марганцю з 2700 до 900 мг / л (О.С.Гріна, В.Н. Новиков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД, стор.121).

При високих концентраціях іони металів стають токсичними, що викликає функціональні деформації і навіть летальний результат. Встановлено синергізм накопичення важких металів в організмі через їх комплексного впливу. При синергизме ефект дії багаторазово посилюється (наприклад, токсичність іона свинцю погіршується при нестачі кальцію) (О.С.Гріна, В.Н.Новіков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД , стор.254).

Обробка ТПВ вапняним молоком (рН 8-12) дозволяє використовувати органічну складову в якості добрива.

Потрапили з добривом в грунт важкі метали (навіть мідь і цинк) практично не потрапляють в рослини, а по хрому і кадмію фіксувалися тільки сліди. Це дає підстави вважати, що вапно, що міститься в добриві, перешкоджає міграції металів в рослини (О.С.Гріна, В.Н.Новіков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація переробка. М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД, стр.264).

В процесі збору, транспортування та переробки ТПВ протікають біологічні процеси, які не забезпечують достатню чистоту стоків. Тому часто для доочищення стоків використовують фізико-хімічні методи, наприклад озонування, яке забезпечує глибоке знебарвлення стоків і досить повне видалення біохімічно окисляються органічних речовин (О.С.Гріна, В.Н.Новіков. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка . М., 2002 Видавництво торговий дім ГРАНД, стор.172).

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб утилізації твердих побутових відходів, що відрізняється тим, що тверді побутові відходи занурюють в басейн з вапняним молоком, в якому підтримується лужне середовище з рН 8,5-8,65 і температура 20-70 ° С, після закінчення 5-8 ч витягують з басейну, дають обтечь рідини і сортують по компонентам, частина розчину з осадом постійно виводять на переробку відомими способами, а органічну частину твердих побутових відходів компостують.

2. Спосіб за п.2, що відрізняється тим, що в якості хімічного реагенту використовують калій, натрій і аммонійсодержащіе з'єднання.

3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в басейні тверді побутові відходи продувають озоном.

Версія для друку
Дата публікації 12.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів