Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации на Эко портале обращайтесь portaleco.ru@gmail.com

 Методы подготовки и переработки твердых отходов.
(6 голоса, среднее 4.33 из 5)
Статьи - Экология города

Методы подготовки и переработки твердых отходов.

Для утилизации и обезвреживания промышленных отходов наиболее распространенными являются следующие методы подготовки и переработки отходов: измельчение размеров кусков, укрупнение размеров частиц, классификация и сортировка, обогащение, термообработка, выщелачивание, обезвоживание (рис.8.6).

 Методы подготовки и переработки твердых отходов

Рис. 8.6. Методы подготовки и переработки твердых отходов

Измельчение отходов. Твердые отходы как органические, так и неорганические можно измельчать до нужного размера раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, распиливанием, истиранием и различными комбинациями этих способов.

В зависимости от свойств и размера кусков исходного материала и конечного продукта применяют различное оборудование, работающее по описанным выше принципам. Основными методами измельчения являются дробление и помол. Иногда, если необходимо измельчать очень крупные отходы, их предварительно режут на мелкие куски, которые в дальнейшем измельчают на стандартном оборудовании.

Дробление широко используют при переработке отходов вскрыши, металлургических шлаков, вышедших из употребления резинотехнических изделий, отходов пластмасс и других отходов. Для дробления используют щековые, конусные, валковые, роторные дробилки различных типов. Размер кусков до дробления может составлять от 1000 до 20 мм, после дробления 250—1 мм.

Помол материалов крупностью 1—5 мм осуществляют мокрым и сухим способами с помощью мельниц различного типа. Размер фракций после измельчения может составлять 0,1—0,001 мм. Помол применяют при переработке топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых производственных шламов, отходов пластмасс, пиритных огарков и других BMP.

Укрупнение размеров частиц используют при подготовке к переплаву дисперсных отходов черных и цветных металлов, при утилизации пластмасс, саж, пылей, пиритных огарков, при переработке в строительные материалы отходов обогащения и других BMP. Укрупнение размеров мелкодисперсных материалов осуществляют методами гранулирования, таблетирования, брикетирования, высокотемпературной агломерации.

Гранулирование осуществляют окатыванием и прессованием в гранулято- рах различных конструкций. Производительность этих аппаратов и характеристики грануляторов зависят от свойств исходных материалов, применяемых связующих, конструктивных факторов.

Таблетирование отходов осуществляют с помощью таблеточных машин различных типов, принцип действия которых основан на прессовании дозируемых материалов в матричные каналы. Таблетки выпускают в виде цилиндров, сфер, дисков, колец и т.п.

Брикетирование применяют с целью придания отходам компактности, уменьшения их объема, улучшения условий транспортировки, хранения. Брикетирование осуществляют с помощью прессов различных конструкций. Например, брикетирование древесных отходов повышает теплоту сгорания опилок и стружек. Плотные брикеты можно использовать как твердое топливо. Прессование металлической стружки приводит к снижению потерь металла на угар.

Высокотемпературную агломерацию осуществляют с помощью агломерационных машин и используют при укрупнении дисперсных железосодержащих отходов: окалины, пылей, шламов, пиритных огарков. Для проведения агломерации на основе таких BMP приготовляют шихту, включающую твердое топливо, концентрат, флюсы, отходы. При горении топлива происходит спекание минеральных компонентов шихты. Спеченный концентрат дробят до нужных размеров, просеивают, мелкие фракции возвращают на агломерацию.

Классификацию и сортировку по фракциям осуществляют просеиванием и грохочением путем использования различных конструкций сит, решеток, грохотов; гидравлической и воздушной сепарации с помощью гидроциклонов, спиральных классификаторов.

Обогащение осуществляют выделением одного или нескольких компонентов из общей массы отходов. Самыми распространенными являются гравитационные, флотационные, электрические и магнитные способы обогащения.

Гравитационные способы обогащения основаны на различии плотности и скорости падения частиц обогащаемого материала в жидкой или воздушной среде. Эти методы разделяют на промывку, обогащение отсадкой, в тяжелых суспензиях, в перемещающихся по наклонным поверхностям потоках.

Отсадка представляет собой процесс разделения минеральных частиц по плотности под действием переменных по направлению вертикальных струй воды или воздуха, проходящих через решето отсадочной машины.

Обогащение в тяжелых суспензиях и жидкостях заключается в разделении материалов по плотности с помощью суспензий или жидкостей, плотность которых является промежуточной между плотностями разделяемых частиц. Для обогащения применяют различные типы сепараторов.

Обогащение в потоках на наклонных поверхностях осуществляют на концентрационных столах, шлюзах, винтовых сепараторах. Обогащение материала происходит в тонком слое воды под действием различно направленных потоков воды.

Промывку осуществляют с помощью промывочных машин для отделения глинистых, песчаных и других минеральных, а также органических примесей от твердых отходов. Для промывки используют воду, иногда с добавками ПАВ, острый пар, различные растворители.

Флотационные способы основаны на различной смачиваемости поверхностей частиц водой. Тонкоизмельченные отходы обрабатывают водой, к которой добавляют флотационные реагенты, усиливающие различие в смачиваемости частиц рудного минерала и пустой породы. В качестве реагентов используют масла, жирные кислоты и их соли, меркаптаны, амины и др.

Эффект разделения флотацией зависит от насыщения воды пузырьками воздуха, прилипающими к зернам тех минералов, которые плохо смачиваются, становясь более легкими, они выносятся на поверхность, отделяясь от хорошо смачиваемых частиц. В зависимости от характера насыщения воды воздухом различают напорную, барботажную (пенную), электрическую, биологическую и химическую флотацию.

Магнитные способы обогащения основаны на разделении материалов по магнитным свойствам. Их применяют в том случае, если отходы содержат металлические включения. Материалы предварительно измельчают, классифицируют, некоторые обжигают. Обогащение материалов крупностью до 3 мм проводят сухим способом, мельче 3 мм — мокрым. Используют магнитные сепараторы различных типов.

Электрические способы обогащения основаны на различии электрофизических свойств разделяемых материалов. Такими способами обогащают рудное сырье, отходы, содержащие примеси цветных металлов, формовочные смеси, пески для стекольной промышленности. Для этих целей используют электрические сепараторы. При контакте с поверхностью заряженного металлического электрода частицы обогащаемого материала получают заряд, величина которого зависит от электропроводности частиц. Наэлектризованные частицы направляют в электрическое поле, где происходит их сепарация.

Термические методы переработки и обезвреживания отходов. К ним относятся пиролиз, газификация, огневой метод обезвреживания и переработки отходов.

Пиролиз представляет собой процесс разложения органических соединений под действием высоких температур при отсутствии или недостатке кислорода. В результате пиролиза образуются пиролизный газ, смолы и твердый углеродистый остаток (сажа, активированный уголь и др.).

Количество и качество продуктов пиролиза зависят от состава отходов и температуры процесса. В зависимости от температуры различают три вида пиролиза:

низкотемпературный пиролиз (450—550° С), при котором достигается максимальный выход смол и твердого остатка, а также минимальный выход пиролизного газа с высокой теплотой сгорания; среднетемпературный пиролиз (до 800° С), при котором выход газа увеличивается при уменьшении его теплоты сгорания, а выход смол и твердого остатка уменьшается; высокотемпературный пиролиз (900—1050° С), при котором выход жидких продуктов и твердого остатка минимален, а выход пиролизных газов с невысокой теплотой сгорания максимален.

Разработаны и другие методы высокотемпературного пиролиза при температурах до 1700° С.

Пиролизу подвергают отходы пластмасс, резины, шламы нефтепереработки и др.

В настоящее время известно более 50 систем по пиролизу отходов, отличающихся друг от друга видом перерабатываемых отходов, температурой процесса и конструктивными решениями установок.

Продукты пиролиза могут широко использоваться в народном хозяйстве.

Основными компонентами пиролизного газа являются водород, метан и оксид углерода. Пиролизный газ имеет преимущества перед природным, так как не содержит соединений серы.

Твердый продукт пиролиза — сажу используют в производстве резинотехнических изделий, пластмасс, типографских красок, пигментов. Инертные материалы, например, расплавленный шлак, гранулируют и используют в промышленности строительных материалов.

Газификация представляет собой термохимический высокотемпературный процесс взаимодействия органических соединений с газифицирующими агентами, в результате чего органические соединения превращаются в горючий газ. В качестве газифицирующих агентов применяют воздух, водяной пар, диоксид углерода, а также их смеси.

Процессы пиролиза получили большее распространение, чем газификация.

Огневой метод обезвреживания и переработки отходов заключается в сжигании горючих отходов и огневой обработке негорючих отходов высокотемпературными продуктами сгорания топлива. Эти методы включают переплав, например, металлолома, отходов термопластов, отвальных металлургических шлаков, обжиг пиритных огарков и железосодержащих шламов, спекание гальванических шламов.

Метод выщелачивания основан на извлечении одного или нескольких компонентов из комплексного твердого материала путем их избирательного растворения в жидкости-экстрагенте (растворителе). Этот метод используется при извлечении металлов из шлаков, пиритных огарков, отходов горнодобывающей промышленности; при извлечении лигнина из древесных отходов и т.д.

В зависимости от характера физико-химических процессов, протекающих при выщелачивании, различают простое растворение и выщелачивание с химической реакцией. Скорость выщелачивания зависит от концентрации реагентов, температуры, интенсивности перемешивания, величины поверхности твердой фазы и других факторов.

Механическому обезвоживанию подвергаются осадки бытовых и промышленных сточных вод, гальванические шламы и другие водонасыщенные отходы, образуемые в мокрых технологических процессах. Часто такие отходы представляют собой трудноразделяемые суспензии. Для улучшения водоотдачи проводят предварительную обработку их реагентными и безреагентны- ми способами. В качестве реагентов используют известь, соли железа, алюминия. Основными недостатками реагентного способа обработки являются высокая стоимость и дефицитность реагентов, а также коррозионное воздействие их на оборудование.

Безреагентная обработка отходов предусматривает замораживание и оттаивание, тепловую обработку, введение в состав отходов опилок и др.

При замораживании и оттаивании связанная вода переходит в свободную и отделяется от твердой фазы. Тепловая обработка заключается в нагревании отходов до температуры 170—200° С, при этом часть органического вещества распадается, осадок уплотняется и лучше отдает воду.

Основными методами механического обезвоживания отходов являются фильтрование, центрифугирование и пропуск пульпы через гидроциклон.

При фильтровании отходов обычно используют вакуум-фильтры и фильтр-прессы. Фильтрующей средой является фильтровальная ткань и слой осадка, прилипающий к ткани и образующий в процессе фильтрования дополнительный фильтрующий слой, который и обеспечивает задержание мельчайших частиц суспензии. Наибольшее распространение получили барабанные вакуум-фильтры. Кроме барабанных, применяются ленточные, дисковые вакуум-фильтры, а также фильтр-прессы, виброфильтры.

Центрифугирование обеспечивает высокую степень обезвоживания пульпы. Промышленность выпускает различные типы центрифуг, применяемые для разных отходов.

Для сгущения и обезвоживания осадков на очистных сооружениях средних и малых предприятий получили распространение гидроциклоны, которые применяются, как правило, в комбинации с бункерами-уп- лотнителями.


Похожие статьи:

Добавить статью в закладки

 
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки на экологический портал!
Материалы размещены и подготовлены для образовательных и некоммерческих целей.
ООО "Новая Экология" © 2010 - 2017