способ переработки мусора городских свалок и устройство для переработки мусора городских свалок

Формула изобретения

1. Способ переработки мусора городских свалок, заключающийся в профилировании территории свалки в процессе накопления мусора, экскавации мусора из свалки, сортировке мусора с отделением металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов, брикетировании после сортировки остатков мусора, отличающийся тем, что после профилирования территорию свалки разбивают на технологические площадки, которые посыпают торфом и при наличии древесными опилками, сортировку мусора ведут путем послойной циклической поверхностной переработки технологических площадок клыками роторных корчевателей торфяных пней и затем рабочими органами камнеуборочных строительно-дорожных машин с одновременным перемешиванием торфа и при наличии древесных опилок с мусором по глубине площадок и перетряской на сепараторах крупного, а затем мелкого металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов с наполнением их в бункерах машин для дальнейшего вывоза за пределы свалки, а очищенный перемешанный с торфом и при наличии древесными опилками мусор подвергают поверхностному измельчению путем послойного фрезерования комплексом фрезерных торфяных машин, сфрезерованную мусорную крошку в смеси с торфом и при наличии древесными опилками подвергают сушке под действием солнечной радиации в летнее время года или путем вымораживания влаги в зимнее время года и убирают в соответствии с технологией уборки фрезерного торфа для дальнейшего складирования в штабелях и брикетирования в бытовое топливо.

2. Устройство для переработки мусора городских свалок, основная технологическая база которого включает комплекс профилирующих и подъемно-транспортных машин, сортировочную производственную площадку, брикетирующие прессы, отличающееся тем, что сортировочная производственная площадка выполнена в виде спрофилированных и отсыпных торфом и при наличии древесными опилками технологических площадок, устроенных по всей площади свалки мусора, а технологическая база выполнена из циклически работающего на технологических площадках свалки торфяного машинного комплекса, состоящего из роторного корчевателя с сепаратором и бункером-накопителем крупного металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов и работающими вслед за ним камнеуборочной строительно-дорожной машиной с сепаратором и бункером накопителем мелкого металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов и машиной для поверхностно-послойного фрезерования очищенных и перемешанных с торфом и при наличии древесными опилками технологических площадок, а также из торфяных ворошилок, валкователей и уборочных машин фрезерного торфа для периодического сбора высушенной с торфом и при наличии древесными опилками мусорной крошки, подвергаемой брикетированию на торфяных прессах.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к технологии и устройствам переработки бытовых отходов и промышленного мусора городских свалок до полной их ликвидации.

Известен способ получения брикетированного топлива из бытового мусора, включающий смешение мусора с водой, отделение нерастворимого осадка, формирование брикетов из оставшейся вязкой горючей массы и сушку брикетов, причем смесь мусора с водой в массовом отношении 1:(2...8) кипятят в течении 0,5...1,5 часа и отваренную массу выдерживают до расслаивания на нерастворимый осадок и вязкую горючую массу, при этом сушку брикетов ведут при 100°С [1].

Недостатком известного способа переработки мусора является значительные энергозатраты на кипячение мусора в воде и сушку вязкой массы, большая длительность процесса сушки, а также большая дороговизна термообработки органической части мусора при кипячении. При этом при кипячении происходят значительные вредные газовыделения и загрязнение воздуха атмосферы, а сушку необходимо вести до момента достижения вязкой массой механических свойств, оптимальных для создания прессом прочного брикета.

Наиболее близким по технологии к предлагаемому является способ переработки мусора городских свалок, заключающийся в сортировке твердых отходов производства и потребления с выделением ценных фракций, пригодных для вторичной переработки с последующим измельчением и прессованием до плотности естественных грунтов, и пакетированием в блоки стандартных размеров с дальнейшим захоронением отходов на полигоне и их рециклингом [2].

Недостатком известного способа переработки мусора городских свалок является большие затраты на сооружение стационарных сортирующих и перерабатывающих комплексов, реализующих способ, а также необходимость в отведение полигонов для хранения пакетированного вторсырья и его рециклинга. Способ энергоемок и требует значительного потребления тепло- и электроэнергии. По данному способу органическая часть отходов, так называемые “хвосты”, после сортировки перерабатываются на отдельных технологических линиях, а, в основном, операции ведутся с твердыми фракциями свалок.

Известно устройство [1] для переработки мусора городских свалок, включающее площадки для хранения бытового мусора с органическими и неорганическими компонентами, приспособления для сепарации мусора, загрузочные устройства, смеситель мусора с водой в баке-кипятильнике, фильтраторы нерастворимого осадка, охладитель и брикетный пресс с сушилкой.

Недостатками известного устройства для переработки мусора городских свалок являются значительные энергозатраты на кипячение мусора с водой и сушку вязкой массы, большая длительность процесса сушки, значительные выделения вредных газовыделений и загрязнение воздуха атмосферы, дороговизна производственного комплекса и его значительные размеры для работы на полную мощность при уничтожении больших объемов мусора в условиях городских свалок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматизированного мусоросортировочного и мусороперерабатывающего комплекса МСК/МПК “Станко” (г.Москва) [2], состоящее из складской площадки для твердых отходов производства и потребления, конвейеров, сепараторов черных и цветных металлов, брикетировочного пресса с обвязкой брикетов, эстакады с конвейером и рабочими местами для сортировки отходов, дробилки для измельчения отходов, сепаратора для отсева мелких фракций, а также автоматизированной системы управления комплексом, причем комплекс для измельчения твердых фракций оснащен роторной дробилкой, а для отбора крупногабаритных отходов - специальными грузоподъемными устройствами.

Недостатком известного мусоросортировочного и мусороперерабатывающего комплекса является его значительная стоимость возведения на территориях городских свалок, большая энергоемкость технологических операций, использование ручного труда на участках сортировки, бактериологическая опасность загрязнения окружающей среды от неперерабатываемой органической части привозимого для переработки мусора, утилизация пакетов твердых остатков мусора после сортировки на отдельно отведенных полигонах захоронения для будущего рециклинга.

Технический результат по предлагаемому способу переработки мусора городских свалок, заключающемуся в профилировании и уплотнении территории свалки в процессе накопления мусора, экскавации мусора из свалки, сортировке мусора с отделением больших и мелких фракций металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов, брикетировании после сортировки остатков очищенного мусора, достигается тем, что после профилирования территорию салки разбивают на технологические циклически перерабатываемые площадки, которые засыпают поверхностным слоем торфа с экскавируемой влажностью и при наличии опилками - отходами деревообрабатывающего производства, сортировку мусора ведут путем послойной циклической поверхностной переработки технологических площадок клыками роторных корчевателей пней торфяных и затем рабочими органами камнеуборочных строительно-дорожных машин с одновременным перемешиванием торфа и древесных опилок с мусором по глубине площадок на 0,4...0,5 м и перетряской на сепараторах крупного, а затем мелкого металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов с накоплением их в бункерах машин для дальнейшего вывоза за пределы свалки, а очищенный перемешанный с торфом и древесными опилками мусор подвергают поверхностному измельчению путем послойного фрезерования комплексом фрезерных торфяных машин, сфрезерованную мусорную крошку в смеси с торфом и древесными опилками подвергают сушке под действием солнечной радиации в летнее время года или путем вымораживания влаги в зимнее время года и убирают в соответствии с технологией уборки фрезерного торфа для дальнейшего складирования в штабелях и брикетирования в бытовое топливо.

Предлагаемый способ переработки мусора городских свалок позволяет в течение 10-15 лет полностью уничтожить скопившийся объем мусора в свалках городов с количеством населения до 0,5 млн. жителей и средним уровнем развития промышленности при круглогодичном рабочем процессе без затрат средств городского бюджета на строительство специализированных мусороперерабатывающих заводов, при этом используются простаивающие в торфяной отрасли хозяйства брикетно-прессовое оборудование и современные комплексы подготовительных, добывающих и перерабатывающих машин. Торфяная отрасль восстанавливается за счет дополнительной добычи торфа для его использования на технологических площадках свалки городского мусора, при этом торф играет роль связующего, горючего и антисептика для уничтожения гнилостных остатков бытовых отходов на свалке, утилизируются в горючее древесные опилки лесопилок, тем самым повышается экология окружающей свалки среды. Операции по сепарации и встряхиванию крупных и мелких фракций металлического лома и камней, строительного мусора непосредственно на технологических площадках свалки более производительны по сравнению с ручным сепарированием на конвейерах стационарного мусороперерабатывающего завода. Полученное брикетное топливо на основе мусорной крошки, торфа и древесных опилок является достаточно пригодным для бытовых нужд и особенно эффективно при его переработке методом пиролиза для получения в соответствующих установках жидкого топлива, пригодного для более эффективного отопления и обеспечения горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. Получение горючей мусорной крошки путем поверхностно-послойного фрезерования позволяет измельчать мусор, очищенный от крупных и мелких негорючих включений, до мельчайших фракций, в том числе отходы деревянных конструкций, стекло, мелкий кирпич, пластмассу и др., которые вяжутся мелкими фракциями отсыпанного и перемешанного с мусором торфа и становятся пригодными для формирования брикетов.

Технический результат по устройству для переработки мусора городских свалок, основная технологическая база которого включает комплекс профилирующих (бульдозеры) и подъемно-транспортных машин (экскаваторы, грузовой транспорт и др.), сортировочную производственную площадку, брикетирующие прессы, достигается тем, что сортировочная производственная площадка выполнена в виде спрофилированных и отсыпных на мусор торфом и древесными опилками технологических площадок, устроенных по всей площади свалки мусора, а технологическая база выполнена из циклически работающего на технологических площадках свалки торфяного машинного комплекса, состоящего из роторного корчевателя с сепаратором и бункером-накопителем крупного металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов, и работающих вслед за ним камнеуборочной строительно-дорожной машиной с сепаратором и бункером-накопителем мелкого металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов и машиной для поверхностно-послойного фрезерования очищенных и перемешанных с торфом и древесными опилками технологических площадок, а также из торфяных ворошилок, валкователей и уборочных машин фрезерного торфа для периодического сбора высушенной с торфом и древесными опилками мусорной крошки, подвергаемой дальнейшему брикетированию на торфяных прессах.

Предлагаемое устройство технологического комплекса для переработки мусора городских свалок позволяет при создании спрофилированных технологических площадок по всей площади свалки осуществлять последовательное послойное уничтожение накопленного на городских свалках мусора путем циклического использования машинного комплекса торфяной и строительно-дорожной отрасли народного хозяйства и переработки его в бытовое топливо. Создание технологических профилированных площадок с отсыпкой и перемешиванием их с торфом и древесными опилками позволяет осуществлять круглогодичную циклическую работу предлагаемого машинного комплекса, получать конечный продукт - топливные брикеты достаточной прочности на основе торфяного связующего. Впервые предлагается использовать корчеватели пней типа МПТ-81, камнеуборочные машины для перемешивания торфа и древесных опилок с мусором и для сепарации мусора на крупные и мелкие фракции и накопления металлического лома, камней и несгораемых строительных отходов в бункерах для вывоза за пределы свалки. Впервые предложено в качестве измельчителя мусора свалок использовать послойно-поверхностные фрезерующие торфяные машины типа МТП-42А (с глубинным фрезерованием, в том числе и мерзлой торфяной залежи вместе с кустарником на глубину 0,4 м). Уборку и брикитирование мусорной крошки, полученной в процессе сушки совместно с торфом и древесными опилками, осуществляют периодически комплекс торфяных уборочных машин и постоянно работающие торфяные прессы. Таким образом, при минимальных затратах на создание предлагаемого технологического комплекса путем использования в определенной последовательности циклически действующих торфяных и строительно-дорожных машин можно произвести полную переработку накопленного на городских свалках мусора с получением вторсырья и бытового брикетного топлива.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на представлены блок-схема и схематично рабочие органы циклически действующего на спрофилированных технологических площадках городской свалки мусора технологического машинного комплекса, составленного из периодически действующих в определенной последовательности торфяных и строительно-дорожных машин.

Устройство для переработки мусора городских свалок состоит из периодически и последовательно работающих друг за другом по замкнутому круглогодичному циклу торфяных и строительно-дорожных машин, состоящих из профилировщиков 1 технологических площадок свалки мусора в виде бульдозеров и шнековых профилировщиков торфа типа МТП-52, самоходного корчевателя 2 в виде корчевателя пней МТП-81, следующего за ним рабочего органа камнеуборочной строительно-дорожной машины 3 с сепараторами 4 крупных и мелких твердых включений и бункерами-накопителями 5, машины поверхностно-послойного фрезерования в виде торфяного фрезера 6 типа МТП-42А с тарельчатыми фрезами 7, способными фрезеровать в том числе промороженную торфяную залежь с кустарником на глубину 0,4 м; периодически выезжающих ворошилок 8 для сушки мусорной крошки типа ВФ-1ВСЗ, а также для уборки высушенной мусорной крошки штабелеющих машин 9 типа МТФ-71 или бункерных ковшовых или пневмоуборочных машин 10 типа МТФ-43, убирающих мусорную крошку с валков, подготовленных валкователями 11 торфа типа ВФТ-37, и доставляющих ее к торфяным прессам 12 для получения топливных брикетов 13.

Устройство технологического комплекса для переработки мусора городских свалок работает следующим образом. Профилировщиками 1 сначала грубо бульдозером, а затем точнее шнековым профилировщиком (МТП-52) делают и ровняют на всей площади свалки мусора технологические площадки, которые покрывают слоем экскавируемого торфа и при наличии - слоем древесных опилок и перемешивают с поверхностным слоем мусора в процессе извлечения крупных и мелких включений металлического лома, камней и несгораемых твердых строительных отходов роторном корчевателя 2 (МТП-81) и идущей за ним камнеуборочной строительно-дорожной машиной 3, производящие извлечение и сепарацию включений мусора на сепараторах 4 и их транспортировку в бункеры-накопители 5 для дальнейшего вывоза за пределы свалки и вторичной переработки. Очищенную от твердых включений технологическую площадку фрезеруют послойно фрезером 6 (МТП-42А), например, с дисковыми фрезами 7, с получением измельченной мусорной крошки, смешанной с торфом и древесными опилками, которую в процессе сушки ворошат ворошилками 8 (ВФ-1ВСЗ) и собирают в штабели штабелеющей машиной 9 (МТФ-71) или собирают в бункеры уборочных машин 10 (МТФ-43) из валков, подготовленных валкователями 11 (ВФТ-37). Собранная в штабеля или бункерными уборочными машинами мусорная крошка поступает в торфяные прессы 12 для получения топливных брикетов 13.

Предлагаемый способ и устройство технологического комплекса для переработки мусора свалок легко реализуется в пригородах, расположенных вблизи торфообрабатывающих предприятий Московской, Тверской, Санкт-Петербургской и многих других областей, где в сегодняшний рыночный период торфяная отрасль народного хозяйства простаивает и существует большой современный парк торфяных машин, способных перерабатывать мусор городских свалок и получать бытовое брикетное топливо без затрат на создание стационарных мусороперерабатывающих заводов из бюджетных статей области и города. При этом повышается экология окружающей свалки среды за счет использования антисептических свойств насыпных слоев торфа, нейтрализующих гнилостные процессы в пищевых отходах свалки, активно утилизируются древесные опилки как отходы деревообрабатывающей промышленности без их сжигания. Сушка сфрезерованной мусорной крошки совместно с торфом и при наличии - с древесными опилками ведется до требуемой эксплуатационной влажности, достаточной для действия связующих основ торфа и получения достаточно прочного топливного брикета. К предлагаемым изобретениям имеется повышенный интерес со стороны администрации области и города Твери, а также торфяного предприятия “Новая Орша”.

Источники информации

1. SU 1713925 А1. Способ получения брикетированного топлива из бытового мусора. (НПО “Камень и силикаты”, Э.А.Гогинян, Р.А.Оганесян и др.), 22.01.90, (аналог на способ и устройство).

2. Техническое предложение ОАО “Станкоснаб”. “Мобильно-стационарный (контейнерный) комплекс переработки твердых бытовых отходов производительностью до 5000 тонн в год” (ЛПОм-2422-005.00.000) - М.: ОАО ЛОЭЗ “Гидромаш” - 2003 г. (прототип по способу и устройству).