Комплексна утилізація відходів населених пунктів

Рисунок 1.3 – Схема утилізації відходів населених пунктів

Переважними процесами утилізації відходів є: для рідких відходів − механічне очищення від залишків та сміття у решітках та піскоуловлювачах з отриманням рідкого осаду, біологічне очищення у аеротенках та біоставках або полях фільтрації; знезараження хлором і випуск очищених стічних вод у водойми. Для твердих побутових відходів (ТПВ) переважним методом утилізації є складування на полігонах.

На даний час актуальним є більш глибока і енергоефективна переробка відходів міст, яку пропонується виконувати за такою схемою (рис. 1.4). Сплавну каналізацію після механічного очищення направляти на біологічну переробку в метантенки для отримання подвійного ефекту: очищення стічних вод і отримання біогазу. Фактором, що буде обмежувати вихід біогазу, є наявність поверхнево-активних речовин у стічних водах. При біологічному очищенні стічних вод і сирого осаду буде утворюватися надлишковий осад, який рекомендується направляти на спалювання. Вивізну каналізацію рекомендовано спочатку направляти на сортування для видалення металу, скла, паперу та інших матеріалів, що можна переробляти, а органічні відходи та несортоване сміття спалювати у установках для спалювання сміття разом з надлишковим осадом.

Рисунок 1.4 – Енергозберігаюча схема утилізації відходів населених пунктів

На рис 1.5 наведено схему установки для спалювання сміття. Суміш твердих побутових відходів після сортувальної станції та надлишкового осаду від очисних споруд потрапляє у приймальну камеру 1. Вологість даної суміші в середньому складає 20…25%, негорючих речовин біля 20%. Теплота згорання даних відходів варіюється в межах 6…12 МДж/кг. Подача відходів регулюється таким чином, щоб забезпечити рівномірність проходження їх через пристрій. Рух відходів відбувається під дією сили ваги, в зоні 2 відбувається висушування, а в зоні 3 – піроліз. Підігріте до 1000 °С повітря подається вентилятором 5 у зону горіння 4. В зоні горіння 4 відбувається окислення піролізного газу і плавлення негорючих компонентів. Шлак, що утворюється з негорючих елементів, відводиться через гідрозатвор у шлакоприймач 6. Газовий потік, що утворюється при горінні відходів, містить у собі біля 90% тепла від спалювання.

Рисунок 1.5 – Установка для спалювання відходів

Склад газового потоку такий: оксид вуглецю, діоксид вуглецю, водень, водяна пара і вуглеводні. При доокисленні даної суміші в камері вторинного горіння 8 при температурі 1100…1300 °С утворюється рідкий шлак з завислих речовин газового потоку. Повітря для доокислення підігрівається регенеративними підігрівачами – рекуператорами і подається вентилятором 5. Для підігріву повітря на окислення витрачається близько 15% теплової енергії газів, все інше тепло направляється через газохід 9 на економайзер 10, де з води утворюється спочатку насичена пара, а потім перегріта. В результаті віддачі тепла димові гази охолоджуються до 250°С і потрапляють на систему газоочищення 11. Система газоочищення доводить якісний склад газів до такого: 70% азоту, 10% діоксиду вуглецю, інше – пара та кисень. Шлак, що утворюється при спалюванні, має об’єм в 10 разів менший вихідної маси і використовується при будівництві доріг.

Економайзер для утилізації тепла (рис. 1.6) встановлюється в газоході і розділяє потік газу на десятки струмин, що протікають по системі трубок, які омиваються водою. У верхній зоні економайзера з води утворюється пара, яка відводиться трубопроводом на пароперегрівач. Перегріта пара відводиться на потреби господарства.

Рисунок 1.6 – Економайзер для утилізації тепла викидних газів

Таким чином, комплексна утилізація відходів дозволяє вирішити екологічну проблему забруднення повітря, ґрунтів та води, дозволяє отримувати біодобрива і шлак для дорожнього виробництва, а також біогаз та пару, яку потім можна використовувати на ТЕЦ для виробництва теплової і електричної енергії.