Таблица 1.4 – Сравнительный анализ вариантов
advertisement
Министерство образования и науки Республики Казахстан РГП на ПХВ «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Л.Н. ГУМИЛЕВА» УДК 622.232.8.72 № госрегистрации 0112РК02150 Инв. № УТВЕРЖДАЮ Проректор по научноисследовательской работе ______________ Ж. Уразбаев «____» ____________ 2012 г. ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА (промежуточный) Руководитель проекта ______________ Т.Е.Ермеков подпись, дата Астана 2012 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ Руководитель проекта, д.т.н., профессор ______________________ Т.Е. Ермеков (введение, разделы 1-4, заключение) подпись, дата Старгий научный сотрудник, к.б.н., доцент __________________________ Л.Х. Акбаева (раздел 1, 1.1, 2.1) подпись, дата Старший научный сотрудник, к.т.н., доцент ________________________ Д.С.Ергалиев (раздел 3.4, 4.1) подпись, дата Старший научный сотрудник, к.б.н. ________________________ Г.Ж. Байсалова (раздел 1.3, 2.3, 3.1) подпись, дата Научный сотрудник ________________________ Г.М. Ергалиева (раздел 2.2, 1.3, обработка данных, расчет и оформление) подпись, дата Научный сотрудник, магистр наук _______________________ М.В. Долгов (раздел 1.1, 1.2, 2.2., 3.1, 3.2, 4.2, 4.3) подпись, дата Лаборант _______________________ подпись, дата 2 Ф.Ч. Эсенова (оформление, сбор данных) РЕФЕРАТ Отчет 133 с., 4 ч., 35 рис., 36 табл., 128 источников, 2 приложения. Объектом исследования является инновационный проект по переработке и утилизаций твердых бытовых отходов химическим способом Цель работы - разработка технико-экономического обоснования (ТЭО) путем обоснования технологических, технических, климатических, конструктивных, энергетических, физико-химических и химических параметров процессов дробления, измельчения и химизация твердых и жидких отходов, которая обеспечит и будет способствовать реализации процессов путем прессования формообразования, экструдирования и т.д. В процессе работы на I-ом этапе, 2012 года получены новые материалы путем химических соединений отходов ТБО и производства, а также рассмотрены их физикомеханические свойства для определения условии применения. Следует отметить, что заводом «УБТЖО» обеспечивается уменьшение объема «Парникового эффекта» в атмосфере земли. 3 СОДЕРЖАНИЕ НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ……………………………………………………….. 6 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ………….………………………................… 7 ВВЕДЕНИЕ……...…………………………………………………………………... 1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА МЕХАНИЗАЦИИ 13 И АВТОМАТИЗАЦИИ, УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА В СТРАНАХ СНГ И ЗА РУБЕЖОМ……………………... 1.1 20 Обзор и анализ состояния переработки и утилизации твердо-бытовых и жидких промышленных отходов в странах СНГ и за рубежом………………….. 20 1.2 Обоснование конструктивных параметров технологической линии утилизации твердо-бытовых (ТБО) и жидких промышленных отходов…. 1.3 34 Обоснование параметров утилизации ТБО и жидких промышленных отходов при смешивании в миксере…………………………………………………………. 45 1.4 Способ термического прессования изделий из промышленных отходов и отходов производства……………………………………………………………….. 47 ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………. 2 50 ИННОВАЦИОННЫЕ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ЗА СЧЁТ ХИМИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ «ПУЛЬПЫ» С ОТХОДАМИ…………………………………. 2.1 Оформления заявления на получение патента о различных способах и устройствах утилизации отходов…………………………………………………... 2.2 Обоснование оборудования технологической линии 3 52 утилизации отходов…………………………………………………………………………… 2.3 52 62 Обоснование параметров полимеризации и химизации твердых и жидких отходов производства……………………………………………. 66 ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………. 72 ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТБО И ЖИДКИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ……………………. 73 3.1 Обоснование параметров миксера для ускорения процессов химических реакций смешивания твердых и жидких отходов производства………………… 3.2 73 Выбор конструкции миксера для ускорения процессов химических реакций смешивания твердых и жидких отходов производства…………………………... 4 77 3.3 Расчет параметров конструкции выпускаемых изделий за счет соединения пульпы с отходами производства…………………………………………………... 85 ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………. 4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ УТБЖО ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И УТИЛИЗАЦИИ ТБО И ЖИДКИХ ОТХОДОВ………… 4.1 97 Выбор технологического оборудования процессов дробления и измельчения путем резания ТБО………………………………………………………………….. 4.2 96 Выбор транспортирующих средств и расчет оптимальной 97 мощности электродвигателей при транспортировании ТБО…………………………………. 103 4.3 Расчет технико-экономических показателей технологической линии утилизации отходов промышленности…………………………………………….. 105 Выводы………………………………………………………………………………. 120 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….………………………... 121 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………..… 123 Приложение А………………………………………………………….. 132 Приложение Б………..…………………………………………………. 133 5 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ В настоящей научной работе использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 12.0.002-74 ГОСТ ССБТ. Термины и определения. 12.2.007.0-75 ГОСТ 14.201-83 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие правила отработки конструкции на технологичность. ГОСТ 14.2. 064-81 Органы управления производственным управлением. ГОСТ 14.203-73 Правила обеспечения технологичности конструкции сборочных единиц. ГОСТ 14.204-73 Правила обеспечения технологичности конструкции деталей. 6 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ Названиетерминов Определения Коммунальные бытовые Отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности отходы человека Вид отходов Совокупность отходов, имеющих общие признаки Класс опасности отходов Показатель вредности отходов, определяемый по степени возможного вредного воздействия на здоровье людей и окружающую среду Лимиты на загрязнение Пределы поступления общего объема загрязняющих веществ, окружающей среды отходов производства и потребления, а также влияния на окружающую среду шума, вибраций, магнитных полей и иных вредных физических воздействий в уровнях, при которых сохраняется благоприятная окружающая среда Норматив обращения с Количественные и качественные ограничения, связанные с отходами образованием, сбором, хранением, использованием, утилизацией, перевозкой и захоронением отходов с учетом их Обращение с отходами воздействия на окружающую среду Все виды деятельности, связанные с образованием, сбором, хранением, использованием, утилизацией, перевозкой и Объекты размещения захоронением отходов Полигоны, шламохранилища, хвостохранилища, отвалы горных отходов пород и другие специальные оборудованные места для хранения Опасные отходы и захоронения отходов Отходы, содержащие вредные вещества и обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью) либо которые могут представлять опасность для здоровья человека, окружающей среды самостоятельно или при вступлении во Отходы потребления взаимодействие с другими веществами Изделия, материалы и вещества, утратившие полностью или частично свои потребительские свойства в результате физического или морального износа 7 Отходы производства Остатки сырья, материалов, химических соединений, образовавшихся при производстве продукции, выполнении иных технологических работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства необходимые для применения в соответствующем производстве, включая техногенные минеральные образования, отходы сельскохозяйственного производства Малоотходная технология Процесс производства продукции, при котором при производстве единицы продукции образуется меньшее количество отходов по сравнению с существующими способами получения этой продукции Термины и определения принятые в соответствии с межгосударственным стандартом СГНГ, ратифицированным РК (межгосударственный стандарт, Ресурсосбережение. Обращение с отходами. ГОСТ 30772-2001. Термины и определения.) Название терминов Безопасные отходы Определения Отходы, существование которых и (или) обращение с которыми в определенных условиях и в определенное время признаны безопасными для жизни, здоровья человека и окружающей Взрывоопасныеотходы природной среды Отходы, смеси отходов, содержащие химические вещества способные к химической реакции с выделением газов такой температуры и давления и с такой скоростью, что это вызывает Владелецотходов взрыв Юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, которые по соглашению с собственником отходов производят их заготовку, утилизацию, перевозку на места хранения, Демеркуризация захоронения и/или уничтожение Обезвреживание отходов, заключающееся в извлечении отходов содержащейся в них ртути и/или ее соединений Жидкие огнеопасные Отходы в виде жидкости, смеси жидкостей и /или содержащие отходы твердые вещества в растворе или суспензии, которые выделяют огнеопасные пары при температуре выше 60 град, в закрытом сосуде или выше 65, 6 град. - в открытом сосуде 8 Захоронение отходов Размещение отходов в назначенном месте для хранения в течение неограниченного срока, исключающее опасное воздействие захороненных отходов на незащищенных людей и окружающую природную среду Идентификация отходов Деятельность, связанная с определением принадлежности данного объекта вотходам того или иного вида, сопровождающаяся установлением данных о его опасных, Классификатор отходов ресурсных, технологических и других характеристиках Информационно-справочный документ прикладного характера, в котором для удобства восприятия и хранения данные распределены и закодированы по определенным признакам в виде таблиц, графиков, описаний в соответствии с результатами классификации отходов Кодирование отходов Технический прием, позволяющий наиболее полно, кратко и достоверно представить классифицируемые отходы в виде групп знаков (букв, цифр, т т.п.) по правилам, установленным системой классифицирования Лимит размещения отходов Предельное количество отходов конкретного вида, разрешенное уполномоченными органами для размещения определенным способом в определенном месте (территория, Минимизация отходов емкость и т.п.) на установленный срок физическому или Сокращение или полное прекращение образования отходов в юридическому лицу источнике или технологическом процессе Нейтрализацияотходов Физическая, химическая иди биологическая обработка отходов с целью снижения или полного устранения их вредного Обезвреживание отходов воздействия на окружающую среду Обработка отходов, имеющая целью исключение их опасности или снижения ее уровня до допустимого значения Обработка отходов Деятельность, связанная с выполнением каких либо технологических операций, которые могут привести к изменению физического, химического или биологического состояния отходов для обеспечения последующих работ по обращению с отходами 9 Опасность отходов Измеряемые и документируемые свойства отходов, обусловливающие возможность того, что в определенных условиях содержащиеся в составе отходов вещества, обладающие одним из опасных свойств, представляют непосредственную или потенциальную опасность для здоровья людей и природной среды как самостоятельно, так и при Отходы вступлении в контакт с другими веществами и отходами Остатки продуктов или дополнительный продукт, образующееся в процессе или по завершении определенной деятельности и не используемые в не непосредственной связи с Паспортизация отходов этой деятельностью действий по идентификации, в том числе Последовательность физико-химическому и технологическому описанию свойств отхода на этапах технологического цикла его обращения, проводимая на основе паспорта отходов с целью Переработка отходов ресурсосберегающего и безопасного регулирования работ в Деятельность, связанная с выполнением технологических этой сфере процессов по обращению с отходами для обеспечения повторного использования в народном хозяйстве полученных сырья, энергии, изделий и материалов Полигон захоронения Специально оборудованная для захоронения . отходов, отходов исключения воздействия захороненных отходов на незащищенных людей и окружающую природную среду Производитель отходов Любое юридическое лицо, индивидуальный предприниматель, которые производят отходы, или, если эти лица известны, лицо, которое владеет данными отходами или на чьей территории они расположены Размещение отходов Деятельность, вязанная с завершением комплекса операций по осуществлению хранения или захоронения отходов Регенерация отходов Действие, приводящее к восстановлению отходов до уровня вторичного сырья или материала для вторичного использования по прямому или иному назначению, в соответствии с действующей документацией и существующими потребностями 10 Сбор отходов Деятельность, связанная с изъятием отходов в течение определенного времени из мест их образования, для обеспечения последующих работ по обращению с отходами Сжигание отходов Термический процесс окисления с целью уменьшения объема отходов, извлечения из них ценных материалов, золы или Складирование отходов получения энергии Деятельность, связанная с упорядочением размещением отходов в помещениях, сооружениях на отведенных для этого участках территории в целях контролируемого хранения ы Собственник отходов течение определенного времени Юридическое лицо, индивидуальный предприниматель, производящие отходы, в собственности которого они находятся, которое намерено осуществлять заготовку, переработку отходов и другие работы по обращению отходов, Твердые огнеопасные включая их отчуждение Твердые отходы, кроме классифицированных как отходы взрывоопасные, которые при транспортировании способны Технологический цикл отходов легко загораться либо могут вызвать или усиливать пожар при Последовательность технологических процессов ликвидации тушении конкретного отхода Токсичныеотходы Отходы, содержащие вещества, которые в случае попадания в окружающую среду представляют или могут представить угрозу для человека в результате биоаккумулирования и (или) токсичного воздействия на биологические системы Транспортирование Деятельность, связанная с перемещением отходов между отходов местами или объектами их образования, накопления, хранения, Уничтожение отходов утилизацииотходов, имеющая целью практически полное Обработка Утилизация отходов прекращение их существования Деятельность, связанная с использованием отходов на этапах их технологического цикла и /или обеспечение повторного (вторичного) использования или переработки списанных изделий 11 Хранение отходов Режим (вид) существования отходов, заключающийся в их нахождении в определенном месте, в определенных заданных или известных условиях, в течение определенного интервала времени, с целью последующей обработки, транспортировании, использования, уничтожения или захоронения Этапы технологического Последовательность процессов обращения с конкретными цикла отходов отходами в период времени от его появления и до окончания его существования: на стадиях жизненного цикла продукции и далее паспортизации, сбора, сортировки, транспортировки, хранения (складирования) включая утилизацию, захоронение и /или уничтожение отходов 12 ВВЕДЕНИЕ Процесс взаимодействия системы «общество-человек-окружающая среда» следует рассматривать, как создателей отходов потребления в не исчерпываемом количестве, а отходы потребления вечно, так как земные запасы сырья могут заканчиваться, следует отметить, что обеспеченность как отходов «Сырья» имеет взаимосвязь с существованием человечества. «Отходы» - это материалы или вещества, образующиеся в результате человеческой деятельности, с древних веков свидетельствующие о присутствии человека. Академиком В.И. Вернадским в начале XX-века сформулированы положения о химических, физических и анатомо-морфологических принципах образования отходов. В последние годы проблемы утилизации отходов, являющихся продуктом нашей каждодневной жизнедеятельности, стала одной из серьезных экологических проблем. С развитием цивилизации количество отходов, выбрасываемых в окружающую среду, увеличивается. Современное общество часто называют «обществом массового производства, потребления и выброса мусора», где потребление вызывает очередное потребление [1-10]. После того, как в странах Европы, США, Япония, Австралия и др. утилизация отходов стала очевидной и серьезной проблемой, в результате загрязнения почв опасными веществами, увеличения городских полигонов, огромные суммы стали выделяться на восстановление нарушенного баланса окружающей среды, на предотвращение выбросов вредных веществ, развитию деятельности по вторичной переработке или сортировке отходов. В городах происходит наиболее интенсивное накопление ТБО и жидких промышленных отходов, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут серьезно загрязнять окружающую природную среду. Не менее острой экологической проблемой является переработка и хранение промышленных и бытовых отходов, которых на территории Казахстана накоплено более 20 млрд. тонн, в том числе 6,7 млрд. тонн жидких и токсичных. Каждый год цифра увеличивается на миллиард, что напрямую угрожает здоровью человека. Это объясняется тем, что 95% отходов вывозится и складируется на открытых свалках, которые не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства РК. Их размещение и обустройство осуществляется без проектов и оценки воздействия на окружающую среду. Только 5% твердых бытовых отходов в РК подвергается утилизации или сжиганию. Общество наращивает темпы удовлетворения потребителей за счет природной среды, 13 а сама природа служит ресурсным и материально-пространственным базисом для общества. Направление цивилизации привело в глобальном масштабе к ее деградации. Развитие производства достигло уровня, когда социально-экономическое развитие государств рассматривается в непосредственной взаимосвязи с качеством среды. Актуальность проблемы состоит, прежде всего, в необходимости минимизации отрицательных последствий антропогенного процесса. Экологические проблемы перешли в сферу планетарных стратегических целей выживания человечества. Концепция покорения природы привела к разрушающему характеру развития научнотехнического процесса и хозяйственной деятельности [11-15]. В настоящее время перспективным направлением переработки ТБО является химический способ, предложенный ученными ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, которыми получены более 20-и инновационных патентов РК. Целью предлагаемого проекта разработки и исследования технологии производства и потребления твердо-бытовых и жидких отходов (ТППТБЖО) является разработка техникоэкономического обоснования (ТЭО) путем обоснования технологических, технических, климатических, конструктивных, энергетических, физико-химических и химических параметров процессов дробления, измельчения и химизация твердых и жидких отходов, которая обеспечит и будет способствовать реализации процессов путем прессования формообразования, экструдирования и т.д. Результатом являются поточность технологических процессов измельчения всех компонентов твердо-бытовых отходов (ТБО) до размеров 10 мм, при исключении человека, на всех стадиях операции. В качестве анализирующего измеряющего устройства, при конечном результате измельчения всех морфологических хозяйственных твердо-бытовых отходов, принято существующее серийное обогатительное оборудование[16-21]. Освобожденные от крупных расформирования на скребковых компонентов ТБО, путем распаковывания и конвейерах, одновременно проходят промывку и высушивание, где освобождаются от избытка влаги. Промывочные жидкости (эмульгаторы) насыщенные запахами и газами передаются в миксер, где производится химизация, затем используются для получения электроэнергии. Высушенные ТБО попадают в накопительный бункер, который «сглаживает» цикличность поступления ТБО, затем порционно поступают в предварительную дробилку. Грузовым электромагнитном осуществляется извлечение железосодержащих материалов, отходов и т.д. После этого ТБО размерами до 80 мм поступают в предварительную дробилку, где проходят дробления до размеров 40 мм, после чего поступают на вторичное дробление и 14 измельчение до размеров 10 мм. На этом завершается операция дробления ТБО, осуществляемая с помощью зубчатых и ножных дробительных установок. В дальнейшем начинается химический способ переработки ТБО путем смешивания с химическими отходами, такими как шламы гальвано производства, кислая смола, фусты коксохимии, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, смолы, а также жидкие отходы машиностроительной промышленности. Химические процессы смешивания осуществляются следующими операциями: в общий миксер поступают измельченные смешанные химические отходы из специальных резервуаров, ТБО и жидкие а также полимерный компонент, который позволяет получить химические соединения всех компонентов твердых и жидких отходов. Для ускорения химических реакций в миксере предусмотрена специальная конструкция вращающихся ромбообразных шнеков, которые регулируются и реверсируются в зависимости от содержания ТБО и компонентов химических соединении в миксере, в которых по необходимости будут установлены специальные приборы для наблюдения и управления за химическими процессами в миксере. Отходы после переработки в виде пульпы и газа отходят из смесителя в систему очистки для дальнейшего добавления различных производственных отходов рудников шахт, металлургических заводов, электротеплоцентрали и т.д. При помощи химических добавок они подготавливаются в виде пульпы к следующему этапу экструдирования, прессования и формообразования, при котором необходимо определить состав связывающих элементов, например, песка, илы, зало, строительных измельченных отходов и др. с красителями, которые позволяют получить различные цвета и блеск. С целью безопасности процессов утилизации отходов не допускается использование специальных опасных, радиоактивных, медицинских, взрывчатых веществ, горючих жидкостей и почвы, самовоспламеняющихся веществ, горючих газов, трупов животных, промышленных стоков, промывочных вод и др. Процессы экструдирования, прессования и формообразования проводятся на базе существующего технологического оборудования, необходимого чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделий и материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов, таких как доски, стойки, железнодорожные снегозадерживающие заборы путем экструдирования необходимо: химические добавки - 10%, песок - 30%, зола - 8%, ил - 5%, красители - 5%, а остальные 42% составляют химические пульпы из миксера–смесителя. В качестве инвестиционных проектов будут определены технологии переработки пищевых отходов, отработанной бытовой и электронной техники, отработанных батареек, 15 аккумуляторов от телефонов и фотоаппаратов. Разработка технологии получения новых материалов из отходов фосфорной промышленности с получением новых материалов, для использования в различных отраслях экономики, технологии комплексной экологически безопасной переработки минеральных отходов химических производств, которые будут осуществляться с помощью технологических линий завода утилизации твердо- бытовых и жидких отходов (УТБЖО). Разработка конструкции специального устройства для переработки отходов путем резания различных полимерных автомобильных шин, отходы информационных технологий с целью их измельчение до размеров 1-3 мм для химических соединений в миксере, который дает возможность получить новые виды экологически чистых материалов. Разработка способов нейтрализации вредных опасных веществ и токсичных отходов, с целью их использования при химических соединениях с различными отходами производства и потребления. Необходимо отметить, что заводом УТБЖО обеспечивается технология комплексной переработки нефтяных шламов, исключающая загрязнение окружающей среды. Завод УТБЖО позволяет использовать технологию получения продукта из крупнотоннажных отходов с учетом особенностей развития строительной отрасли страны. Лабораторными исследованиями доказано, что с одной тонны химических соединений ТБО и жидких промышленных отходов можно получить до 20 м 3 различных газов (метан, пропан и т.д.), в свою очередь из которых можно получить100 тысяч киловатт электроэнергии в смену. Инновационный технологической проект одной линии утилизация отходов нефтегазовой промышленности позволяет получать новые материалы, путем использования при химических соединениях с отходами производства и потребления, а также позволяет перерабатывать шламы без загрязнения окружающей среды. В результате получены новые материалы путем химических соединений отходов ТБО и производства, а также рассмотрены их физико-механические свойства для определения условии применения. Следует отметить, что заводом «УБТЖО» обеспечивается уменьшение объема «Парникового эффекта» в атмосфере земли. Актуальность и полезность: Безопасность окружающей среды выступает обязательным условием развития на урбанизированных территориях в условиях устойчивого развития. Процесс взаимодействия системы «общество-человек-окружающая среда» следует рассматривать, как создателей отходов потребления в не исчерпываемом количестве, а отходы потребления вечно, так как земные запасы сырья могут заканчиваться, следует отметить, что обеспеченность как 16 отходов «Сырья» имеет взаимосвязь с существованием человечества. Способ утилизации хозяйственных бытовых и жидких промышленных отходов (мусора) позволяет создать завод нового поколения, в котором все производственные процессы автоматизированы на базе современных технологий. Преимуществами завода УБТЖО являются[21-24]: 1.Отсутствует физический и ручной труд; 2.Не требуются полигоны для захоронения отходов, так как производится химизация переработки твердых, бытовых и жидких промышленных отходов; 3.Образующиеся газы при химизации отходов используются для выработки тепла и электроэнергии; 4.Все виды твёрдых и жидких отходов (кроме металлических и железобетонных) перерабатываются в полезные, импортозамещающие изделия и продукцию для электроснабжения, а также используются для производства взрослых и детских обувных подошв; 5.Вышеуказанные переработанные изделия являются стерильными, инертными, не разлагающимися, несгораемыми, долговечными, надежными материалами со сроком службы свыше 50 лет; 6. Разработана инновационная технология утилизации отходов производства и потребления путем химизации, посредством которой можно получить свыше 100 наименований новых изделий и продукции для различных отраслей; 7. Разработана специальная инновационная технологическая линия с целью утилизации отходов химической промышленности путем химизации; 8. Разработаны специальные рекомендации по обеспечению экологической и санитарно-эпидемологической безопасности работы технологической линии со всеми операциями получения новых материалов путем химизации; 9. Разработана специальная инструкция и стандарт, отвечающий международным требованиям с целью привлечения инвестиционных проектов по утилизации отходов производства и потребления в странах СНГ и за рубежом; 10. Разработан инновационный индустриальный проект по утилизации отходов производства и потребления химическим методом, взамен городских полигонов захоронения, мусоросортировочных заводов, которые имеют широкое применение в странах США, Японии, Франции, Германии, Италии, России и др.; 11. Сформирована концепция осуществления государственного управления в сфере обращения с отходами и обеспечения экологической безопасности; 12. Разработан глоссарий по отходам; 17 13.Обеспечена разработанная концепция химико-физическим осуществления способом государственного утилизации отходов управления, производства и потребления, которая позволяют получить инновационные материалы для различных отраслей, а также получения тепло и электроэнергии за счет полученных газов. а) способ термического прессования из полиэтилена и полиэтиленового регенератора; б) способ наружного оборачивания изношенных металлических труб термопластиком и устройства его осуществления; в) способ нанесения пластикового покрытия на внутреннюю поверхность изношенных металлических труб; г) индикация положения гидроцилиндра при различных получениях материалов, а также управление утилизацией отходов; д) адаптивно-программное управление утилизацией отходов потребления и промышленности; е) автоматическое управление процессами утилизации технологической линии; ж) разработка устройства для измельчения отходов до размеров 1-3 мм. Стратегия президента РК по восхождению Казахстана в число 50 самых конкурентоспособных стран Мира стимулирует общество стремиться к разработке инновационных технологий. Казахстан присоединялся к Стокгольмской конвенции по стойким органическим загрязнителям, поэтому необходима проработка Закона об утилизации отходов. В Республике создана Высшая техническая комиссия (ВНТК), которая будет определять основные приоритеты развития науки. На Астанинском инновационном форуме от 28 мая 2010 года Холдинга «Парасат» был рассмотрен инновационный индустриальный проект «Утилизация твердо- бытовых и жидких промышленных отходов взамен городских полигонов мусоросортировочных заводов», в лабораторных условиях захоронения и были получены новые импортозамещающие материалы. Согласно письму № 57-3 от «5» марта 2010 года «Управление природных ресурсов и регулирование города Астаны» предусмотрена возможность строительства экспериментального цеха УБТЖО в 2012 году. Впервые в Мировой практике производиться исследование технологических процессов переработки твердо-бытовых и жидких промышленных отходов химическим способом. Научно-практическая значимость работы, а также задачи исследования: Главным достоинством технологии процессов переработки твердых бытовых и 18 жидких промышленных отходов (УТБЖО) является исключение сортировочных работ ТБО и отказ от полигона городского захоронения; Сущностью технологических процессов УТБЖО является обеспечение поточности технологических процессов утилизации ТБО всех морфологических составов путем сначала сушки, затем дробления и измельчения при минимуме технологических операций; Повышение производительности и эффективности процессов дробления всех компонентов ТБО путем химизации твердых и жидких отходов, для которого необходимо проведение научно-исследовательских и экспериментальных работ; Теоретические и экспериментальные исследования параметров химизации ТБО и жидких промышленных отходов с учетом требований экологической, производственной безопасности, а также экологической чистоты выпускаемой продукции. Ожидаемые результаты: – выработанные за счет химизации газы (метан, пропан, бутан и др.) используется для получения тепло- и электроэнергии; – все виды отходов утилизируются в полезные новые импортозамещающие изделия и продукты для различных отраслей, которые составляют свыше 40 наименований; – не требуется сортировочная работа и захоронение ТБО на городских полигонах; – процесс не сопровождается выделением вредных выбросов в атмосферу, не наносит вред водным ресурсам и земной поверхности; – обеспечивается полная безопасность и охрана труда за счет автоматизации всех производственных процессов; – вся выпускаемая продукция экологически чиста; – не требуется предварительной селекции и сепарации отходов. Новый инновационный проект по переработке и утилизаций твердых бытовых отходов химическим способом включен в программу НИОКР МООС РК на 2012-2015 годы [25-26, 66-76]. 19 1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ, УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА В СТРАНАХ СНГ И ЗА РУБЕЖОМ 1.1 Обзор и анализ состояния переработки и утилизации твердо-бытовых и жидких промышленных отходов в странах СНГ и за рубежом Ежегодно в мире образуется около 25·109т отходов. Одной из основных проблем стран с большой площадью (Россия, США, Казахстан) является то, что на большой территории страны гораздо дешевле размещать отходы на полигонах, чем применять метод вторичной переработки или метод сжигания. Что касается европейских стран, то там отказ от стимулирования раздельного сбора, вторичной переработки отходов, сжигания приведет к нехватке земель под новые полигоны захоронения отходов (что объясняется значительно меньшей территорией этих стран). В этой связи Страны Европейского Союза (ЕС) достигли наибольших успехов в управлении отходами, хотя и не во всех странах. Например, в Италии из 24 млн. тонн мусора, образовывающегося ежегодно, 8 млн. тонн вообще не собирается и не утилизируется. Оказываются на свалках 95% испанских бытовых отходов. Лидеры же в переработке и вторичном использовании отходов — Германия, немного отстают от нее Бельгия, Швеция и Нидерланды. В настоящее время в Алматы, Астане, Караганде и других городах Республики Казахстан весь объём образующихся твердо-бытовых отходов (в дальнейшем ТБО) вывозится и хоронится без сортировки и переработки на городских свалках [8, 27]. По данным областного управления охраны окружающей среды на 1 января 2003года на свалках захоронено 4,4 тыс. тонн ТБО, а в 2004 году планируется вывезти около 900 тыс. тонн. Такое количество мусора способствует созданию антисанитарной, экологически опасной обстановки в области. Поэтому возникла необходимость для проектирования и строительства мусороперерабатывающего завода с возможностью сортировки, переработки и утилизации отходов. Анализ морфологического состава показывает (таблица 1.1) что в одном кубическом метре ТБО содержится: 36% бумаги,14% пищевых отходов, 6% текстильных изделий, 4% металла, 4% стекла, 9% пластмассы и полимеросодержащих отходов. Причем доля полимерных отходов в общей массе растет. Например, в г. Караганда за 2010 год общий объём ТБО на полигоне составляет 4500 тыс. тонн. 20 Таблица 1.1 – Морфологический состав ТБО на 01.01.2010г. % от всего объёма ТБО Классификация ТБО Европа СНГ США РК г. Караганда Бумага 24,7 20-36 38,0 36,0 36,0 Пищевые отходы 37,8 20-38 25,0 13,0 14,0 - 1-4 - 4,0 3,0 7,8 3-6 - 6,0 6,0 - 2,5 - 4,0 4,0 Металлолом 2,8 2-4 8,0 4,0 4,0 Стекло 2,8 5-7 7,0 4,0 4,0 Пластик 8,0 8,9 8,0 9,0 9,0 16,1 10-35,5 15,0 24,0 20,0 100 100 100 100 100 Дерево Текстиль Кости Прочие (негабаритные предметы, химические и строительные отходы, резины, шины и др.) Итого Ущерб населению и народному хозяйству Республики Казахстан нарастает как в силу антисанитарного состояния мусорных свалок, так и вследствие коррозии труб коммунальных сетей (отопление, водоснабжение и канализации) и достигает миллиардов тенге в год. Коррозия коммунальных сетей (трубопроводов отопления, водоснабжения и канализации) создает перерасход воды и тепла, ответное загрязнение подаваемой по трубе воды и грунтовых вод, химическую активацию среды грунта, которая разрушает трубопроводы с внешней стороны. Сточные и грунтовые воды, загрязненные в результате контакта с промышленными и бытовыми отходами, отрицательно влияют на химический состав почвы, и размещенные на ней и в ней конструкции инженерных сетей, зданий и сооружений. Возрос выпуск изделий из первичных полимеров и их композиций, выпускаемых в виде тары и емкостей различного назначения, предметов быта, обихода и технических деталей. По данным Карагандинского коммунального транспортного управления ежемесячно на общегородскую свалку поступает свыше 180 тонн полимерных, пластмассовых, промышленно-бытовых отходов, которые загрязняют природную среду, так как сроки разложения их составляют свыше 200 лет. Лабораторные эксперименты показали, что вторичная переработка полиэтиленов изменяет механические свойства на 17-21% в сторону снижения, остальные свойства 21 остаются неизменными. ТБО пластмассы можно использовать вторично для получения изделий где не требуется высокая механическая нагрузка: оконные и дверные рамы, коробки, плиты, панели, автомобильные детали (бамперы, ручки), а также снегозадерживающие заборы для железнодорожного транспорта, наружная оболочка для металлических труб с целью защиты от коррозии грунтовыми водами, внутренние футеровки отопительных водопроводов и канализационных труб [26]. Теоретическое и экспериментальное исследования показывают, что технологические процессы сортировки, очистки, разделения и переработки отходов обеспечиваются механическими, гидростатическими операциями разделения в электростатическом поле и операцией магнитогидростатического разделения в парамагнитной жидкости, состав которой нейтрализует биологическое загрязнение отходов, особенно полимерных. В странах СНГ (Россия, Украина, Белоруссия и др.), в странах дальнего зарубежья (США, Япония, Германия и др.) не занимаются комплексной переработкой ТБО с целью извлечения полимерных компонентов ТБО с последующем их использованием для получения вторичных полимерных изделий и покрытий. В этих странах превалирует тенденция к сжиганию ТБО с целью получения тепловой и электроэнергии. В мире существует несколько технологий промежуточной очистки: сжигание, сжигание с регенерацией тепла (в том числе выработкой электроэнергии), сжигание с плавкой зольной пыли, газификация с плавкой твёрдых металлов, регенерирование из отходов топлива, компостирование, измельчение и сортировка. В городах происходит наиболее интенсивное накопление твердых бытовых отходов (ТБО) и жидких промышленных отходов (растворы неорганических и органических веществ, органические жидкости в виде масел, растворителей и др.), которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут серьезно загрязнять окружающую природную среду. Страны мира можно подразделить на несколько групп, в зависимости от политики управления ТБО, основанной на региональных, климатических, геологических, экономических и политических условиях. Так, например, в Японии более 70% мусора сжигается городскими властями. В таких странах как Швейцария, Дания, Люксембург также практикуют сжигание мусора (приблизительно 70% от общего объема) в связи с высокой плотностью населения, высоким уровнем ВВП и ограниченностью территорий. В то же время США, Канада, Испания, Норвегия, Великобритания, Германия, Италия, Португалия и Финляндия, непосредственно сбрасывают 60-90% отходов на полигоны ТБО. Испания, Португалия и Финляндия около 10-20% городских ТБО отправляют на заводы 22 компостной обработки. В США, Канаде и Германии более 10% ТБО сортируют на промежуточных станциях в целях извлечения ценного материала из отходов. Во Франции, Бельгии и Голландии более половины городских отходов отправляются на полигон, 25-40 % из оставшихся ТБО сжигаются, а остальные очищаются для компостирования либо для извлечения полезных материалов. Основная масса твердых бытовых отходов без разделения (сортировки) на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках, городских полигонах захоронения, 97% из которых не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства РК. Во многих городах размещение и обустройство осуществлены без проектов и оценки воздействия на окружающую среду. Только 5% твердых бытовых отходов в РК подвергается утилизации или сжиганию. В мире существует несколько технологий промежуточной очистки: сжигание, сжигание с регенерацией тепла (в том числе выработкой электроэнергии), сжигание с плавкой зольной пыли, газификация с плавкой твердых материалов, регенерирование отходов топлива, компостирование, измельчение и сортировка. Следует отметить, что иностранные инвесторы ТОО «Вторма-экология», АО «Имабеиберика» (Испания), АSТА Anlagen (Берлин, Германия), АК «Алтын алмас» (партнер Испания из Казахстана), «Ювента-ДВ» (Германия) и др., не жалея финансовых средств, стремятся внедрить в городах (Астана, Алматы, Атырау, Караганда, Актобе и др.) старую технологию по захоронению, сортировке и сжиганию ТБО. Главным достоинством технологии процессов переработки твердых бытовых и жидких промышленных отходов (ТППТБЖО) является исключение сортировочных работ ТБО и отказ от полигона городского захоронения хозяйственных отходов [27-41]. В последние годы, по отчетным данным за 2006 по 2009 годы объем поступивших отходов по г. Астана на захоронение составляет (таблица 1.2): Таблица 1.2 – Данные за 2006 по 2009 годы объем поступивших отходов по г. Астана на захоронения Поступление отходов № на полигон 2006 г. (м3) 2007 г. (м3) 2008 г. (м3) 2009 г. (м3) 1 Поступило всего 553289,9 601449,0 678940,3 974962 2 Захоронено ТБО 5211253,6 574034,6 616050,3 906795,5 32036,3 27414,5 62290 68166,5 захоронения 3 Производственные жидкие и мед. отходы В ходе развития города Астана значительно увеличился объем накопления, а также 23 изменился состав производимых отходов от жилых, производственных зданий, учреждений здравоохранения, бизнеса и промышленности. С позиции санитарных норм и охраны окружающей среды, существующая система управления отходами в г. Астана будет развиваться с целью обеспечения наименьшего воздействия на окружающую среду. Основная масса твердых бытовых отходов без разделения (сортировки) на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках (полигонах), 97% которых не соответствует требованиям природоохранного и санитарного законодательства Республики Казахстан. Их размещение и обустройство осуществлены без проектов и оценки воздействия на окружающую среду. Только 5 % твердых бытовых отходов в РК повергается утилизации или сжигаются. С целью выбора альтернативных решений переработки ТБО, произведен анализ Мировой практики применения вариантов мусороперерабатывающих и сортировочных заводов по стоимостным, технологическим и эколого-эксплуатационным показателям, которые приведены в таблицах 1.3, 1.4, 1.5. Таблица 1.3 – Сравнительный анализ альтернативных решений по техническим и стоимостным характеристикам Значение показателей в долларах США Лучшие в мировой практике № Наименование показателей СПТБО (Казахстан) NSL НYNDRO Berlin (Германия) MЕХ (США) 1 1 2 Строительные работы 2 Оборудование 3 4 Упаковка и транспорт 3 ASTА Anlagen 4 Ак- ТОО Алтын- Вторма- алмас экология 1 2 5 6 7 8 7430667 (Испания) (Испания) 1500000 2391000 2704500 2000500 9800000 3000000 2220000 5041000 4551700 22600000 19466666 796400 282100 348800 3200000 644835 4000000 1600000 1122400 949500 5300001 2250169 5 000 000 27000000 9250000 7 850500 32300000 27272422 25000 Шефмонтажные, пусконаладочные работы 5 Итого долларов США 24 Продолжение таблицы 1.3 6 7 8 9 10 Производительность 210000 (800 т в год (тонн) 300000 60000 60000 200000 420000 1 472000 1 000000 сутки) Годовой объем 6 800000 выпуска продукции Срок окупаемости Срок строительства (мес.) 8 700000 1600000 1 160000 1,5 8 6 4 5,3 7 11 28 14 16 1,4 1,2 Герма- Герма- Испания Испания ния ния 5,6 5,2 Технология и Отечествен- оборудование ные США Германия Германия Площадь для 11 размещения 4,2 6,8 5 5 Импорт- Импорт- ное ное завода, г Доставка Оборудова- 12 комплектующих ние отечест- оборудований венное Импорт- Импорт- Импортное ное ное оборудо- оборудо- оборудо- оборудо- оборудование вание вание вание вание Повсеместно возникающие вокруг городов плохо организованные и просто стихийные свалки являются наиболее серьезными загрязнителями поверхностных и грунтовых вод. В результате миграции с территории действующих и рекультивированных полигонов (свалок) химических веществ содержащихся в фильтрате ТБО, в поверхностные и грунтовые воды происходит загрязнение почвы и водоисточников. Таблица 1.4 – Сравнительный анализ вариантов мусороперерабатывающих заводов по технологическим характеристикам Технологические показатели ТБО № Варианты заводов Захоронение отходов в полигоне Прямая доcтавка Хране- Проме- Сорти- ние жуточ- ровка (разrpуз- ные ка) станции нет нет Завод 1 СПТБО нет да да (Казахстан) 25 Перера- Обез- ботка врежи- ТБО вание полнос- полноc- тъю тъю 2 УТБЖО (Казахстан) полноc- тью тью полнос- полнос- тью тъю да нет нет нет нет да нет нет нет да нет да да да чаcтично чаcтично да нет да да да чаcтично чаcтично да нет да да да нет частично да нет да да да нет частично USA NSL 3 НYNDR полнос- нет OMЕХ 4 ASTAAnlagеn (1вариант) ASTA 5 Anlagen Berlin (2 вариант) 6 7 АкАлтыналмас ТОО Втормаэкология Таблица 1.5 – Сравнительный анализ вариантов мусороперерабатывающих заводов по эколого-эксплуатационным показателям Эколого-эксплуатационные показатели отсутствие № Варианты вредных Заводов продуктов для захоронения 1 1 2 3 4 2 Завод СПТБО вредных выбросов в атмосферу и вoдныe отсутствует ние из-за рубежа автоматиза- физичесции кого производ- ручного ственных труда, процессов людей 5 6 7 частично Казахстан да нет Казахстан да нет из США да нет нет нет отсутст- полностью вует USA NSL отсутствует отсутст- HYNDROМEX полностью вует частично частично Berlin (1 вариант) оборудова- Наличие 4 отсутствует ASTA Anlagen Степень ресурсы 3 полностью УТБЖО отсутствие 26 из Германии Продолжение таблицы 1.5 2 1 AST А Anlagen 5 Berlin (2 вариант) Ак-Алтыналмас 6 7 3 4 частично частично частично частично ТОО Захороне- Втормаэкология ние ТБО 5 из Германии из Испании из частично Испании полностью 6 7 нет да нет нет нет да Результаты анализа сравнительных вариантов (таблицы 1.3, 1.4, 1.5) заводов по переработке ТБО показывают, что наиболее перспективными по экологическим, экономическим, технологическим и другими показателями Мирового стандарта являются заводы NSLHYNDROМEX (США) и СПТБО и УТБЖО (Казахстан). В Казахстане по отчету Еврокомиссии практически отсутствует система управления твердыми бытовыми отходами, которая должна отвечать требованиям высокоразвитого индустриального государства [26]. Согласно последним сведениям о состоянии коммунальных отходов в РК, общее количество муниципальных отходов, накопленных на территории страны, составляет 96868,9 тыс. тонн. Из этого количества утилизируется 93,18 тыс. тонн (в среднем не более 2%) отходов, остальная часть вывозится и складируется на полигонах. Всего зарегистрировано 4525 мест размещения отходов, из них узаконено 307 (6,8%) полигонов, на остальные же свалки ежедневно незаконно складируются отходы без разрешения, оплаты за эмиссии в окружающую среду и т.д. Рассматривая состояние сбора и вывоза отходов, можно наблюдать аналогичную картину. Из 6325 населенных пунктов лишь 1558 (24,6%) охватываются услугами предприятий по сбору и вывозу отходов. Наиболее остро эта проблема стоит в Акмолинской, Восточно-Казахстанской, Карагандинской, Павлодарской и Северо- Казахстанской областях. В целом же по статистике на 1 жителя Республики Казахстан на сегодняшний день накоплено 6400 кг коммунальных отходов /26/. Современная ситуация характеризуется также следующими факторами: объемы ТБО непрерывно возрастают, городских и пригородных территорий; 27 ухудшая санитарное состояние состав ТБО заметно усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных компонентов; увеличиваются затраты на обращение с отходами. Для Казахстана статистика производимых коммунальных отходов в год составляет свыше 14 млн. м3, среднее накопление в крупных городах (с количеством жителей до 500 тыс.) до последнего времени колебалось в среднем от 1,3 до 2,2 м3 на жителя в год (таблица 1.6) [27]. Таблица 1.6 - Объемы накопления ТБО для некоторых городов Казахстана Среднее накопление м3 в Объем накопления, Площадь год/житель тыс. м3 полигона, га 1 2 3 4 Павлодар 1,82 572,3 25,3 Кокчетав 1,36 159,8 14,0 Талдыкорган 1,61 146,4 14,0 Костанай 1,61 350 28,0 Астана 1,89 548 27,0 1 2 3 4 Уральск 1,22 270,7 12,8 Жезказган 1,32 235 12,5 Шымкент 1,89 769,6 29,2 1,47 490 28,2 Караганда 1,86 890 35,8 Алматы 2,2 1050 29,2 Город Усть-Каменогорск Состав ТБО не одинаков по всей площади страны. Если учитывать глубокое материковое расположение, резкоконтинентальный климат и неравномерное распределение природных осадков, то территорию Казахстана можно дифференцировать на 3 климатические зоны. Морфологический состав ТБО для этих зон будет таким, как представлено в таблице 1.7. 28 Таблица 1.7 - Морфологический состав твердых бытовых отходов для различных климатических зон Казахстана, % от массы Климатическая зона Компонент средняя южная северная Бумага, картон 25...30 20...28 21...24 Пищевые отходы 30...38 35...45 28...36 Пластмасса 17...22 20...25 19...28 Дерево 1,5...3 1...2 2...4 Металл черный 2...3,5 1,5...2 3...4,5 Металл цветной 0,2...0,3 0,2...0,3 0,2...0,3 Текстиль 4...7 4...7 5...7 Стекло 5...8 3...6 6...10 Прочее 1...2 1...2 1...3 По таблице видно, что процент пищевых отходов в ТБО преобладает в южной части страны (почти 45%). Это объясняется тем, что в регионе существуют благоприятные климатические условия для выращивания растительных продуктов – овощей и фруктов. Местное население, употребляет пищу в «натуральном виде», т.е. без упаковывания, в результате чего образуется большое количество именно пищевых отходов. А в средней и северной полосе РК большую долю в составе ТБО занимают бумага, картон и пластмасса, т.е. упаковочный материал. Если проанализировать последние статистические данные коммунальных отходов за 9 месяцев 2009 года (таблица 1.8), по состоянию то можно заметить, что наибольшее количество ТБО образовалось в Актюбинской, Павлодарской, Карагандинской областях и в г. Алматы. Наименьший объем образованных за этот период ТБО отмечается в Кызылординской области (45,6 тыс. тонн), Жамбылской области (73,3 тыс. тонн), СевероКазахстанской области (76,2 тыс. тонн), и Атырауской области (85,5 тыс. тонн). Таблица 1.8 - Сведения о полигонах коммунальных отходов (ПКО) по Республике Казахстан Наименование Кол-во областей, городов насел. республиканско-го пунктов назначения (шт) Общий объем отходов, Количество ПКО Все- Узако- го ненные (шт) (шт) 29 размещенных на ПКО Не узако- Общий За 9 мес. 2009 ненные (тыс. тонн) г. (тыс. тонн) (шт) 1 2 3 4 5 6 7 Акмолинская 604 612 6 606 1372,821 110,412 Актюбинская 410 470 3 467 7534,8 625,738 Алматинская 777 622 28 594 708,4 131,1 Атырауская 154 9 5 4 19712,822 85,452 Восточно- 434 216 8 208 12700,00 200,00 Жамбылская 324 177 0 177 2706,375 73,281 Западно- 478 469 136 333 4779,796 204,390 Карагандинская 284 160 6 154 34656,760 388,006 Костанайская 665 508 64 444 1276,971 278,007 Кызылординская 167 146 3 143 727,62386 45,591 Мангыстауская 46 22 7 15 703,630 101,825 Павлодарская 412 219 4 215 5771,02 442,2 Северо- 714 654 4 650 1463,145 76,229 854 238 30 208 2630,786 129,678 Г. Астана 1 2 2 0 1386,191 254,836 Г. Алматы 1 1 1 0 4245,185 336,055 ВСЕГО: 6325 4525 307 4218 96868,9 3493,8 Казахстанская Казахстанская Казахстанская ЮжноКазахстанская В связи с высоким темпом роста населения и развития города Астаны, проблема управления твердыми бытовыми отходами является одной из основных проблем города. На сегодняшний день объем накопления ТБО на человека составляет 1,89 м3/год. За год горожане производят более 1 млн. м3 [34]. Юридические лица являются дополнительной нагрузкой для системы управления ТБО города. Количество бытовых отходов от офисов, магазинов и рынков составило в 2007 году 88,638 тонн/год. Объем уличного мусора и мусора от несанкционированных свалок в 2007 году – 15,307 тонн, в 2008 – 15,812 тонн [35]. За последние 5 лет по причине быстрого роста числа жителей столицы, улучшения благосостояния граждан, а также из-за интенсивного развития строительной индустрии наблюдается резкое увеличение отходов (рисунок 1.1). 30 Рисунок 1.1 - Динамика поступления отходов на городской полигон захоронения за 2002-2008 годы, м3 Как уже отмечалось ранее, Астана – быстрорастущий город. По данным Агенства по статистике РК, население столицы составляет 681, 5 тыс. человек (рисунок 1.2). Рисунок 1.2 - Численность населения г. Астаны, тыс. человек Динамичный рост численности населения и повышение уровня благосостояния жителей привели к резкому увеличению объема производимых твердых бытовых отходов. Кроме того, доходы населения также тесно связаны с выработкой отходов. Растущие доходы ведут к повышению количества ТБО из-за роста потребления. По данным Департамента статистики города Астаны, по сравнению с 2006 годом в 2008 году доходы, использованные на потребление, увеличились на 37%, а величина прожиточного минимума на 50% (рисунок 1.3). 31 Рисунок 1.3 - Покупательская способность населения, тенге При сравнении данных за несколько лет наблюдается, что при повышении уровня благосостояния населения увеличивается доля бумажных отходов и пластмассы за счет упаковочных материалов. Органами, осуществляющими деятельность по системе управления ТБО, в т.ч. сбору, перевозке и захоронению отходов на полигоне, являются 5 предприятий. Основной компанией, обслуживающей примерно 70% населения, является АО «Астана Горкоммунхоз» при акимате г. Астаны. ТОО «Техсервис Астана» обслуживает около 20% населения и около 10% городской площади обслуживают мелкие предприятия – ИП «Абдрахманова В.Г.», ТОО «МПС 2001» и ИП «Орлов» [35]. Эти предприятия ежедневно вывозят свыше 1100 тонн ТБО, без предварительного разделения на компоненты, на полигон захоронения, который расположен в пределах территории г. Астана на 6 км Павлодарской трассы. С северо-восточной и юго-восточной сторон полигон ТБО окружают пропаханные и засаженные молодые лесополосы. С южной стороны к нему почти вплотную прилегают 2 заполненные водой карты золоотвала Астанинской ТЭЦ-2. С запада – на расстоянии 50 м – автодорога и далее – пастбище. Полигон твердых бытовых отходов построен по проекту «Модернизация удаления бытовых отходов и улучшение экологической обстановки города Астаны», за счет «мягкого» испанского кредита в соответствии с постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 февраля 2001 года № 293 «О привлечении ГКП «Горкоммунхоз» средств негосударственного внешнего займа под государственную гарантию Правительства Республики Казахстан» [38]. 32 Полигон ТБО занимает площадь 50,4 га и состоит из четырех ячеек. В настоящее время построена первая ячейка размером 300х400 м, вокруг нее отсыпан земляной вал (по внешней стороне – 5 м, по внутренней – 2 м). В настоящее время рассматривается строительство второй ячейки. Полигон ТБО г. Астаны представляет собой огражденную специализированную территорию, где собираемые отходы располагаются слоями, с покрытием из защитного материала, чтобы гарантировать экологически чистые условия его эксплуатации. На полигоне предусмотрены: система сбора дренажа (фильтрата) сточных вод от ячеек хранения отходов, которые образуются вследствие выпадения осадков или дополнительного увлажнения территории, все сточные воды собираются в резервуары и, после очистки используются вновь; система сбора и отвода биогаза с помощью специальных труб; система контроля за температурой в слоях полигона химическим составом сточных вод (фильтрата) после очистки; система профилактики и ремонта транспортных средств; мытье машин и дезинфекция их колес при выезде с территории полигона; система охраны полигона и компьютеризация работ. Отходы, принимаемые городским полигоном, соответствуют категории безопасных городских твердых отходов, либо промышленных отходов. Захоронение ТБО на полигоне происходит следующим образом: мусор принимается на ежедневную площадку, распределяется и уплотняется самоходным катком-уплотнителем до 2 метров, а затем покрывается грунтом, чтобы отходы не разлетались и не издавали запаха. Обустройство и организация работ на полигоне ТБО соответствует СП РК «Полигоны твердых бытовых отходов», Алматы, 2000 г., СанПиН №3.01.016.97 «Санитарные правила устройства и содержания Полигонов для твердых бытовых отходов» и другим нормативным документам [40]. Учет количества поступающих отходов производится путем взвешивания их на электронных платформенных весах. Администрация полигона отмечает в журнале регистрации не только количество поступающих отходов, но также их тип и место складирования, с целью архивации полученных сведений. На въезде проводится радиометрический контроль, с целью недопущения провоза и захоронения на полигоне опасных отходов [38]. 33 По данным АО «АстанаГоркоммунхоз» за период эксплуатации (с 23 июля 2006 года) на полигоне было размещено 3 603 342 м3 отходов, в том числе (на 1.01.09 г.): коммунальные отходы – 3425903 м3; производственные отходы – 88720 м3; строительные – 88719 м3 /35/. Проанализировав состав муниципальных отходов, можно выделить 4 основных компонента – бумага и картон, пластмасса, пищевые отходы, зола и шлаки (таблица 1.8). Таблица 1.8 - Ориентировочный состав ТБО г. Астаны № Вид отхода Фактическое содержание (%) 1 2 Пищевые 1 отходы 3 (остатки овощей, картофеля, 25,2 хлебные, рыбные отходы и т.п.) Бумага (оберточные пакеты, картон) 2 21,2 Но, к сожалению, в Астане очень слабо развита система переработки ТБО и вторичного использования сырьевых ресурсов. 1.2 Обоснование конструктивных параметров технологической линии утилизации твердо-бытовых (ТБО) и жидких промышленных отходов Существует достаточно много видов технологических линий по утилизации различных видов отходов. Однако стоит отметить, что все они узко ограничены в своих возможностях и не позволяют обеспечивать полный цикл от сортировки до получения новых изделий. В связи с этим остро стоит вопрос по созданию новых типов технологических линий по утилизации отходов, соответствующих современным требованиям и обеспечивающих полный цикл от сортировки до получения новых изделий. Прежде чем определять тип технологической линии, необходимо выполнить предварительные расчеты основных ожидаемых параметров. К основным видам необходимых расчетов можно отнести следующие виды расчетов. 1) Выбор и расчет параметров оборудования для промывки и сушки ТБО. Барабанная сушилка отличается большой производительностью, малым потреблением энергии, низкими эксплуатационными расходами и надежностью в работе. Длина барабана определяется по формуле: 34 Vб W , м3 A (1.1) где W – количество испаряемой влаги из ТБО, кг/ч; А – напряжение барабана по влаге, кг/м3· ч. Для шлама А = 120 кг/м3· ч При влажности 6%, W = 600 кг/час, тогда Vб = 600/120 = 50 м3 При диаметре барабана Д = 2 м. Выбор оборудования для дробления и измельчения ТБО. Зубчатые двухвалковые дробилки предназначены для крупного и среднего дробления ТБО. Производительность двухвалковых зубчатых дробилок берётся из каталога. Её также можно подсчитать по формуле: Q = 188·D·n·L·S·δ·μ, т/ч (1.2) где Q – производительность зубчатых дробилок, т/ч; D– диаметр валков n– скорость вращения валков, об/мин; L – длина валков, м S – ширина щели между валками, м d – плотность материала, т/м3 m= 0,25+0,58 – коэффициент разрыхления материала; Диаметр валков находят по формуле D=(2+4)dmax, где dmax – крупность подавляемого материала. Исходя из крупности материала выбираем дробилку (dmax = 200 мм), выбираем диаметр валов D=(2-4)dmax= =400-800 мм. Из приложений выбираем зубчатую дробилку. Поставленным задачам подходят дробилки ДРО-577 и ДРО-579. Их технические характеристики указаны в таблице 1.9. Таблица 1.9 – Технические характеристики дробилки ДРО-577 и ДРО-579 Показатели Производительность ,т/ч Максимальный размер куска дробимого материала, мм Крупность дробленого продукта, мм ДРО-577 ДРО-579 125-180 150 800 600 0-150 0-125 Размеры валков, мм: 35 630 Диаметр 900 Длина 900 800 Скорость вращения валков, об/мин 36 50 25,0 20 11400 12000 Мощность электродвигателя, кВт Масса дробилки, кг Основные размеры, мм Длина 4000 3600 Ширина 3270 34450 Высота 1215 1235 Выбор и расчет бункеров и различных емкостей технологической линии утилизации отходов. Погрузочный бункер, емкость его суточной нормы, при работе в две смены - 1600 тонн из мусоровозов: V Q j, м 3 (1.3) где Q – вместимость бункера, т.; δ – насыпная масса материала, т/м3; φ – коэффициент заполнения бункера (0,8-0,85). Высота пирамидальной части бункера: H1 LB tg , м 2 (1.4) где L – шаг колонн здания, м; В – ширина загрузочного отверстия бункера, м (в = 300 + 600 мм); α – угол наклона днища бункера, градус (α = 50+60) V H ( L Lb b), м 3 3 (1.5) Высота призматической части бункера Н2 = V-V1/φ1·L2, м (1.6) где φ1 – коэффициент заполненной призматической части бункера φ1 = 0,4+0,7 Измельчитель электрический – ЭКС 125 (СМ-493Б) «Дробмаш», Россия. Техническая 36 характеристика показана на таблице 1.10. Таблица 1.10 – Техническая характеристика ЭКС 125 (СМ-493Б) «Дробмаш» Производительность, кг/ч 2000 Габаритные размеры Длина 2250 Ширина 930 Высота 3053 Высота 3390 Вес сепаратора 2200 Цена с учетом реставрации, тенге 32600,0 Расчет аэродинамических сопротивлений снегозадерживающих заборов для железных и автомобильных дорог изготовляемых из отходов. Расчёт производится на базе снегозадерживающего забора сборной конструкции согласно инструкции по снегоборьбе на железных дорогах ЦП/4390. С аэродинамической точки зрения решетку противоснегового щита можно рассматривать, как цельный забор, то есть без зазоров при её низменной толщине. Расчёт производится для доски удвоенной ширины с учетом вихревых зон давления воздуха при скорости движения. При единичной доске с размерами 40х160х3000 площадь сопротивления спаренных досок воздушному потоку определяется: Sдоп.доски = 2 · 0,32 · 3 = 1,92м2 Динамическое давление воздушного потока при скорости v= 30м/с, P nb v 2 2 , (1.7) где: ρnb– плотность воздуха в нормальных условиях. P 1,3 900 598 590 Н / м 2 . 2 Величину 590 Н/м2 можно считать максимальным напряжением потока воздуха по поверхности доски прямоугольного сечения. 37 Рисунок 1.4 – Схема напряжения на доску противосилового забора где f– максимальный прогиб; q – интенсивность равномерной поперечной нагрузки; А и В – места заделки доски в заборе, которые являются опасным сечением A B где Q q или A B Q , 2 q . 2 Максимальный момент: M max Q 12 (1.8) Допустимая нагрузка: Qдоп 12 т Z (1.9) Максимальный прогиб: Q 3 f 384 E J (1.10) Для досок размерами h=40 мм, в=320 мм (из 2-х полос по 160 мм) согласно схем нагрузок момент сопротивлении по осям: Zx bh 2 b2h , Zy 6 6 (1.11) J Рисунок 1.5 – Схем нагрузок момент сопротивлении по осям Так как доски перпендикулярны воздушному потоку своей широкой частью, их размер находят по формуле: Zz 0,32 0,0016 8,6 108 м 3 6 Для полиэтиленов предел прочности при статическом изгибе после переработки при температуре 160-180 градусов ПВД (полиэтилен высокого давления) ПНД (полиэтилен низкого давления) имеет следующие значения: Gн(ПВД) = 12-14МПа, Gн(ПНД) =20-38МПа. Принимаем наименьшее значения: Gн= 12МПа. 38 Расчёт допустимых нагрузок воспринимаемое доской из отходов полимеров: Qдоп 12 Gn Z z 12 Gn bh 2 12 12 108 0,32 0,0016 4096 H 6 3 Истинная нагрузка при скорости ветра 30 м/с, F= ρ·S=590 ·2 ·0,16 ·3 =566,4 567Н Запас прочности при изгибе: h Qдоп 4096 7,2 F 567 Вес доски из отходов полимера: Р =ρ · v · q= 0,16 - 0,04 · 3 ·108· 10 192Н Допустимая нагрузка от собственного веса для досок из отходов полимера с размерами 40х160х3000 мм: Q доп n Q доп n 8 Gn Z y 8 Gn hb 2 6 (1.12) 8 12 108 0,004 0,256 27000 H . 3 6 Собственная нагрузка из полиэтилена Рс= 192Н . Запас прочности: m Qдоп 27000 140 Рс 192 Вес полиэтиленовой доски в 2,2 раза меньше, чем железобетонной доски. Выбор и расчет оборудования для горохочения. Выбираем для расчёта двухситый грохот, считая эффективную рабочую площадь нижнего сита 0,7. Проведем расчет для каждого сита как расчет гидрационного или вибрационного грохотов последовательного расположения. Производительность вибрационных грохотов определяется по эмпирической формуле: Q= F·q·б·l·m·n·o·k где F – рабочая площадь сита, м2; q – удельная производительность, их 1 м2 поверхности сита, м3/ч; б – насыпная плотность материала ТБО, т/м3; l,m,n,o,p,k - поправочные коэффициенты. Определим рабочую площадь сита первой ступени: 39 (1.13) F= Q/(Q·б·l·m·n·o·p·k), м2 (1.14) для отверстия сита диаметром 50 мм : q=42 м2/ч, б=0,3 т/м3, к=0,5, l=2,0, m=2,1, n=1, o=0,3, p=1 F= 100/(42·0.3·0.5·2·2.1·1·0.3·1)=8 м2 Рабочая площадь сита грохота должна быть не менее 8 м2 . Выбор типа магнитного сепаратора. Поскольку хозяйственно бытовые отходы имеют жиросодержащие предметы и представляются в концентрированном виде, процесс сепарации можно рассматривать как сепарацию сильномагнитных руд. Для сухой сепарации сильномагнитных руд производительность рассчитывается по формуле: Q=0,82n (L·0,1) v·б (lg(d2/d1))a·b (1.15) где Q – производительность, т/ч; n – число барабанов для основной сепарации; L – длина барабана; v – скорость перемещения (принимается 1м/с); б – плотность ТБО, т/м3; d2,d1 – наименьший диаметр зерен ТБО, мм (для неквалифицированного материала = 0,01); а – эмпирический коэффициент в – эмпирический коэффициент Имеем: Q = 100т/ч L =1,2м (для электромагнитного барабана БМ 12/10) Б = 7,8 т/м3 (для железа); d1 =150 мм (размер консервной банки) d2 = 0,01 d1=1,5 мм Из таблиц: а = 1, в = 1 Находим число барабанов для основной сепарации: n=Q/ (0,82 (L-0,1) v(d1-d2/ lg d1/d2) a·b) (1.16) Для L= 2,5м (сепаратор магнитных барабанов БМ/250, производительностью 180 т/ч). n=100/0,82*(2,5-0,1)*1*7,8 (150-1,5/ lg (150/1,5)*1*11 Таблица 1.11 – Технические характеристики электромагнитного барабана БМ12/10 Показатель БМ 12/10 40 Длина барабанов, мм 12000 Внутренний диаметр, мм 1000 Длина активной части барабана, мм 1330 Скорость вращения барабана, об/мин 34 Габаритные размеры, мм 2265 Длина Ширина 1200 Вес барабана, кг 5150 Цена с учетом реставрации 5640,0 Таблица 1.12 – Техническая характеристика сепаратора (магнитного барабана) ПБМ 90/250 Показатель ПБМ 90/25 Размеры барабана, мм Длина 900 Диаметр 2500 Производительность, т/ч 180 Мощность привода, кВат 4 Масса сепаратора, кг 3180 Цена с учетом реставрации, тенге 74,60 Выбор оборудования для обогащения. Посредством горохочения все сырьё ТБО было разделено на мелкое и крупное, то и другое содержит тяжелые и легкие компоненты. Чтобы отделить легкие и тяжелые компоненты ТБО оба потока сырья подвергаются пневматическому обогащению. Для пневматического обогащения применяются сепараторы и пневматические отсадочные машины. Производительность пневматических сепараторов зависит от крупности обогащаемого ТБО. Так как, количество лёгких компонентов составляет 80% от общего количества, то при производительности 100т/ч нужно взять пневматические сепараторы (отсадочные машины) с производительностью не ниже 100т/ч. Таблица 1.13 – Технические характеристики пневматических сепараторов типа СП и СПБ Показатель СП-12 СПБ-100 41 Производительность, т/ч 100 100-140 Максимальная крупность 75 6-50 (0-10) обогащаемого концентрата, мм Дека: Рабочая площадь,м2 12,0 - Число качания в минуту 310-400 - Мощность 19,8 24,0 14506 29500 электродвигателя, кВт Масса сепаратора, кг Габаритные размеры, мм Длина 8150 15800 Ширина 3590 5050 Высота 5000 2500 Цена с учетом реставрации, 19260,0 21760,0 тенге Таблица 1.14 – Техническая характеристика пневматической осадочной машины ПОМ-2А Показатель ПОМ-2А Производительность, т/ч 100 Площадки деки, м 4,5 Число пульсирующего воздуха 200-420 Расход воздуха, м3 /ч 15000-20000 Напор воздуха, кн/м 3,6 Мощность электродвигателя, кВт 4,5 Масса машины, кг 6200 Габаритные размеры, мм Длина 5712 Ширина 1850 Высота 6000 Цена с учетом реставрации, тенге 12960,0 Расчет вспомогательного оборудования. Выбор и расчет оборудования для пылеулавливания. Рукавные фильтры РФГ-У применяют для очистки воздуха после пневматических 42 обогатительных машин. Производительность рукавного фильтра определяется по формуле: V=F0 q, м3/ч (1.17) где F0 – фильтрация поверхности фильтра ,м2; q – удельная производительность (180-200м3/ч, м2). Таблица 1.15 – Техническая характеристика вспомогательного оборудования Показатель ШЭ-80 ШЭ-100-80 ШЭ-120-10 ШЭ-140-100 1000 1200 1400 До 250 До 250 300 300 4,8 4,8 6,4 8,65 Диаметр, мм 800 800 1000 1000 Масса, кг 3334 1000 4750 5658 6890,0 4750 7460,0 9880,0 Ширина конвейера 800 ленты, мм Толщина слоя породы не менее мм Потребление мощности, кВт Шкив Цена с учетом реставрации, тенге Выбор и расчет бункеров и различных емкостей Погрузочный бункер, емкость которого при суточной норме работы в две смены 1600т: V= Q , м3 б (1.18) где Q – вместимость бункера, т; б – насыпная масса материала , т/м3; – коэффициент заполнения бункера (0,8-0,85). Высота пирамидальной части бункера: Н1 = LB tg, м 2 где L – шаг колонн здания, м; В – ширина загрузочного отверстия бункера, м (в=300+600мм); – угол наклона днища бункера, градус ( = 50+60). 43 (1.19) V= H ( L Lb b) , м3 3 (1.20) Высота призматической части бункера H2 =V-V1/1L2, м (1.21) где 1 – коэффициент заполненной призматической части бункера. Технические характеристики сепаратора электрического ЭКС 125 представлены в таблице 1.16. Таблица 1.16 – Техническая характеристика сепаратора электрический ЭКС 125 Производительность, кг/ч 2000 Габаритные размеры Длина 2250 Ширина 930 Высота 3053 Высота 3390 Вес сепаратора 2200 Цена с учетом реставрации, тенге 32600,0 Надо либо увеличить качество электрических сепараторов до необходимого уровня, либо модернизировать сепаратор, увеличив его производительность. Количественные показатели по сырью и извлекаемой продукции (усредненные значения): Поступления сырья – 100 тонн/час; Извлеченное (разделенное первичное сырьё для вторичного использования – 78-87 тонн/час; Бумага – 18-20 тонн/час; Полимеры – 5-12 тонн /час; Пищевые отходы – 35-45 тонн/час; Стекло – 7-9 тонн/час; Кости – 6-8 тонн/час; Металл – черный – 5-12 тонн/час; цветной – 2-3 тонн/час. В зависимости от морфологического состава ТБО поступающего на линии сортировки, с учетом переменного состава ТБО, на захоронение поступает от 6 до 18-20% обходимого количества ТБО. 44 1.3 Обоснование параметров утилизации ТБО и жидких промышленных отходов при смешивании в миксере Главным достоинством технологии процессов утилизации твердых бытовых и жидких промышленных отходов (УТБЖО) является исключение сортировочных работ ТБО и отказ от полигона городского захоронения. Сущностью технологических процессов УТБЖО является обеспечение точности технологических процессов утилизации ТБО всех морфологических составов путем сначала, мойка и сушка затем дробления и измельчения при минимуме технологических операций, повышения производительности и эффективности процессов дробления всех компонентов ТБО путем химизации твердых и жидких отходов. Результатом УТБЖО являются различные сочетания химических соединений отходов: пластмасса, асбест, аккумуляторы, садовые отходы, отработанные масла, автопокрышки, электронные технологий и вещества, приборы, кислоты, щелочи, отходы информационных химические реактивы. Кроме этого, краски, лаки, красители, клеящие органические растворители, нефтепродукты, углеводороды, эмульсии, разлагающиеся органические отходы, органические химикаты и др. с раздробленными и измельченными до 10 мм компонентами ТБО, которые поступают в общий миксер. В дальнейшем в миксере происходит химические реакции полимеров, органических соединений с последующим провидением межмолекулярных реакции полимеризации. Химическая реакция в миксере происходит с повышенной температурой и давлением с выделением газов (метана, пропана, азота и др.) за счет регулирования выпуска газов в печи электро– теплоэнергии имеется возможность регулировать давление в (миксере) смесителя. В смесителе подготавливаются химическая смесь из измельченных твердых бытовых и жидких химических отходов, которые требуются специальные соединяющие элементы в виде химических добавок такие как: хлористый калий, натрий, окись железа, хлорные железо, окись хрома, полимеры и др. После соединения химических смесей твердых бытовых и жидких отходов с химическими добавками они подготовлены в виде пульпы к следующему этапу, которые пригодны для экструдирования, прессования и формообразования, которые необходимо определить состав связывающих элементов, например песка, илы, строительных измельченных отходов и др. с красителями. С целью безопасности процессов утилизации отходов не допускаются использования специальных опасных, радиоактивных, медицинских, взрывчатых веществ, горючие жидкости и почвы, самовоспламеняющиеся 45 вещества, горючие газы, трупы животных, промышленные стоки и промывочные воды и др. Процессы экструдирования, прессования и формообразования проводятся на базе существующего технологического оборудования, необходимо чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделии, материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов досок и стоек железнодорожных снегозадерживающих заборов путем экструдирования необходимо химические добавки – 10%, песка – 30%, золы – 8%, ила – 5%, красители – 5%, а остальные 42% составляют химические пульпы из миксера – смесителя. Техническая задача УТБЖО решается сначала отбором крупноразмерных, железо содержащих строительных отходов размерами (длина 500мм, ширина 300мм, высота 200мм) и более, посредством мойки и высушивания всех компонентов отходов (мусора) до состояния не слипания его компонентов. При этом, при постоянном его перемещении и последовательно их разрезания механическими ножницами крупных, картонных деревянных, полимерных и др. ящиков, емкостей, затем начало операции дробления всех морфологических составов ТБО до размеров 80 мм. После выбор железных отходов посредством магнитного потока, затем первичная дробилка до размеров 40 мм и вторичная дробилка и измельчения до размеров 10 мм. Далее все поступает в миксер, где производится смешивание с жидкими химическими отходами (шламы гальванопроизводства, кислая смолка, фусты коксохимии, ртутный шлам, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, органические химикаты, отработанные масла, шины, кислоты, щелочи, смолы, соединение цинка, хрома, свинца, углеводорода, эмульсии). Посредством вращающихся ромбообразных реверсируемых шнеков, которые ускоряют химические соединения, находящиеся в смеси в различных соотношениях, а также обеспечивают полимеризацию компонентов отходов, которые нейтрализуется. Происходит детоксикация, так, как добавляются различные фосфорные, азотные и другие жирные кислоты, которые находится в смеси с твердыми отходами, в результате образующиеся густые пульпы и газы для дальнейшего очистки, затем использования для экструдирования и формообразования. В результате химических реакций при высоких температурах до 200 градусов Цельсия и повышенном давлении до 40 атмосфер происходит целый спектр молекулярных процессов: полимеры, текстиль, резины, органические и другие материалы расширяются; после чего все живые микроорганизмы, существовавшие в отходах такие, как бактерии и грибки погибают; все газы и пары, образующиеся в ходе химического процесса, перерабатываются в газоочистительной системе и затем используются для получения теплоэнергии. За счет более глубокой утилизации твердых бытовых отходов (мусора) при 46 использовании привода с ромбообразными вращающимися и реверсируемые шнеками в миксере, что обеспечивает ускоренную детоксикацию, а также полимеризацию морфологических составов ТБО за счет повышения температуры и давления в миксеро – смесителе. Техническим результатом УТБЖО является поточность технологических процессов дробления и измельчения всех компонентов ТБО до размеров 10мм, а также химизация твердых и жидких отходов при исключении человека, на всех стадиях операции. В качестве технологических оборудований используются серийные технические средства с учетом измеряющего устройства, при конечном результате измельчения всех морфологических составов хозяйственно – твердых бытовых отходов. 1.4 Способ термического прессования изделий из промышленных отходов и отходов производства Инновационная технология обработки пульпы из хозяйственно-бытовых отходов и жидких промышленных отходов, а именно их соединение с отходами производства и с промышленными отходами. Известные способы утилизации твёрдых хозяйственно-бытовых отходов (см. Казақстан. Предварительные патенты № 18441. ВОЗЗ 7/00, (2006.01) и инновационный патент № 24236 (2010.01)), где сухие измельчённые твёрдые отходы смешивают в одном смесителе с жидкими промышленными отходами, с получением пульпы и газа, который отводится из смесителя в систему отчистки. Недостатками обоих изобретений является то, что не обеспечивается утилизация и переработка отходов производства и промышленности так как получаются только пульпы и газы. Следует отметить, что все морфологические составы ТБО кроме металлических желез измельчаются размером до 1-3 мм, затем смешиваются в герметизированном миксере с жидкими отходами. В процессе химических соединений в миксере температура 80-90 градусов и давление до 90-95 атмосфер. Выделяющиеся газы (метан, пропан, бутан и др.) высасываются для выработки электро и тепло энергии. Получаются инновационные чёрные густые пульпы, 40-45% которых составляют полимеры. Рядом проводимых последовательных реакций – химических превращений полимеров (полимероаналогичные превращения, межмолекулярные реакции, деструкции) можно модифицировать полимерную основу бытовых отходов (бумага, полиэтиленовые мешки, ткани и т.п.). В ходе реакции получается новый полимерный материал, который обладает 47 новыми физико-химическими свойствами в виде пульпы. Для осуществления этих реакций в качестве эмульгатора можно использовать отходы мыла, порошка; в качестве растворителя – нефтепродукты: бензин, керосин и т.п. Химическая реакция в миксере происходит с повышением температуры, давления и выделением газов (метан, пропан, бутан и т.д.) за счёт регулирования выпуска газов в печах электро и тепло энергии имеется возможность регулировать давление в (миксере) смесителе. Температура регулируется подачей холодной воды в наружный корпус смесителя. В смесителе подготавливается химическая смесь из измельчённых твёрдых бытовых и жидких отходов, которые требуют специальные соединяющие элементы в виде химических добавок, такие как: хлористый калий, натрий, окись железа, хлорные железа, окись хрома, полимеры и др. После соединения химических смесей твёрдых бытовых и жидких отходов с химическими добавками они подготавливаются в виде пульпы. Известен способ формирования изделий из термопластика, в частности полиэтилена (см. Германия (ДЕ), заявка № OS 3713951, В29 С49/01) где термопластик перед опрессовыванием обрабатывается или пропитывается оклеивающим веществом в прессформе. Недостатком является то, что склеивающее вещество надо равномерно распределить по разветвлённой поверхности термопластика, заключённого в пресс-форму. Следует отметить, что к отходам производства относятся отходы чёрной и цветной металлургии, зола ТЭЦ, строительные отходы, дорожные покрытия и т.д. К промышленным относятся отходы, полученные при разработке месторождений полезных ископаемых рудных и нерудных, угля, сланца, фосфора, калийных солей, нефти и другие. Целью изобретения является получение инновационных материалов и изделий, методом прессования изделия из композиции, состоящей из: пульпа - 30%, выполняющая роль склеивающего вещества и измельчающаяся до 1-3 мм; кирпич – 35%; штукатурка – 25%; зола – 10%, выполняющая роль термоаккумулирующего вещества, например для условий города Астана. Аналогичным образом выбираются отходы, расположенные близко к городу, так как в любом городе имеются хозяйственно-бытовые отходы, из которых можно получить пульпу. Поставленная цель достигается получением изделий, для создания которых используют инновационную пульпу, которая имеет различную температуру плавления при близкой плотности. Разность температур плавления такова, что позволяет при не превышении температуры плавления более тугоплавкости, запасти тепла столько, что при 48 превышении по объёму всего в 0,9-1,2 раза, его достаточно, чтобы расплавить один объём пульпы при нагреве его выше точки плавления до 80-85 градусов. Новизна предполагаемого способа заключается в применении пульпы в качестве склеивающего компонента при использовании избыточного количества тепла запасённого пульпой при нагревании его до температуры, не превышающей температуру плавления. 1 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 1.6 - Блок схема устройства для получения изделий из отходов производства и промышленности На рисунке 1.6 приведена блок-схема устройства для получения изделий из пульпы 1 при наличии в высокотемпературном компоненте наполнителя, имеющего температурные характеристики не хуже температурных характеристик компонента. Имеет синхронный двухёмкостной дозатор 5 с учётом их пропорциональности, позволяющий выдерживать соотношение как количественно для изделия, так и для осуществления проводимого процесса. Имеет подогреватели 6 и 7, нагревающие порции пульпы до температуры близкой к температуре их плавления. После нагревания пульпы с 49 компонентами засыпается в подогретую пресс форму 8, температура внутренней поверхности которой не превышает температуру плавления пульпы. При засасывании в пресс форму пульпа равномерно перемешивается в свободном потоке с компонентами. Устройство на рисунке 1.6 содержит бункер 1,2,3,4 с наполнителем. Кроме того устройство содержит дозатор 5, где отмеряется необходимая порция низкоплавкого компонента. Изделия получают следующим образом: из бункера 1,2,3,4 (рисунок 1.6) компоненты подаются в двухёмкостной дозатор 5, где отмеряются порции в объёме необходимом для получения изделия, так и в соотношении объёмов пульпы необходимых для расплавления пульпы высокого давления за счёт термоаккумулирующих свойств пульпы. Из дозатора 5 каждый компонент подаётся в свой подогреватель 6-7, где нагревается до температуры не превышающей температуру его плавления. Из нагревателя 6 и 7 компоненты засыпаются в нагретую пресс форму 8. При засыпке осуществляется операция. Затем пресс форма 8 охлаждается и вынимается готовое изделие. Таким образом осуществляется цикл операций и при наличии наполнителя (рисунок 1.6) только после отмера соответствующих объёмов в дозаторе 5 высокоплавкая пульпы и наполнитель смешиваются и нагреваются совместно с компонентами. Результаты лабораторных исследований показывают что регенерированные пульпы отходов производства и промышленности можно использовать при получении вторичных изделий не подвергающихся большим механическим нагрузкам. Широкое внедрение данного способа обеспечивается при утилизации и переработке отходов производства и промышленности. За счёт само обеспечения вторичного сырья даёт огромный техникоэкономический эффект. Следует отметить, что дальнейшее совершенствование устройств и способов позволит заменить городские полигоны захоронения, а также мусоросортировочные заводы, в которых присутствует физический труд. ВЫВОДЫ 1. Произведён обзор и анализ состояния ТБО и промышленных отходов по основным городам РК, анализ показал что в среднем ежегодно прирост отходов составляет 1520%. 2. Произведён расчёт по обоснованию основных оборудования по технологической линии УТБЖО. 50 конструктивных параметров 3. В лабораторных условиях произведён расчёт по обоснованию основных параметров при химических соединениях ТБО и жидких промышленных отходов. 4. Доказано, что из 1 тонны ТБО и жидких отходов получается до 120 м 3 различных газов (метан, пропан, бутан и др.), при образовании инновационного материала в виде «пульпы», которая используется для соединения с другими отходами производства и промышленности. 5. Впервые в мировой практике представлен новый способ термического прессования изделий из промышленных отходов и отходов производства путём их химического соединения с пульпой. 51 2 ИННОВАЦИОННЫЕ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ЗА СЧЁТ ХИМИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ «ПУЛЬПЫ» С ОТХОДАМИ 2.1 Оформление заявления на получение патента о различных способах и устройствах утилизации отходов Инновационная технология относится к обработке пластмасс, а именно соединению пластиков, в данном случае термопластов. Известен метод технологического изготовления изделий из термопластической смолы (см. Япония, заявка №52-32656: В29С11/00; В29Г 3/00. Сумимото К.К.), где смесь термопластической смолы и мелко-гранулированного полимера подвергают размягчению температурой ее текучести. Недостатком является ограниченность применения композиции т.е. «Термопластическая смола – полимерная гранулы» в силу их большого различия в физикохимическом составе и возможной концентрации механических напряжений по поверхности соприкосновения термопластической смолы с гранулой. Известен способ формирования изделий из термопластика, в частности полиэтилена (см. Германия (ДЕ), заявка №OS 3713951, В29 С49/01), где термопластик перед опрессовыванием обрабатывается или пропитывается оклеивающим веществом в прессформе. Недостатком является то, что склеивающее вещество надо равномерно распределить по разветвленной поверхности термопластика, заключенного в пресс-форму. Целью изобретения является получение изделий из полиэтилена методом прессования, причем изделие выполняется из композиции, состоящей из полиэтилена высокого давления, выполняющего роль склеивающего вещества и полиэтилена низкого давления, выполняющего роль термоаккумулирующего вещества. Поставленная цель достигается тем, что для получения изделий используют полиэтилен высокого давления (ПЭВД) и полиэтилен низкого давления (ПЭНД), взятый в виде мелких гранул – крошки или мелкой стружки. Эти два вида полиэтилена имеют различные температуры плавления при близкой плотности. Разность температур плавления такова, что позволяет при не превышении температуры плавления, полиэтилену низкого давления, более тугоплавкому, запасти тепла столько, при превышении по объему всего в 52 1,5-2 раза, что его достаточно, чтобы расплавить один объем полиэтилена высокого давления (ПЭАД) при нагреве его выше точки плавления. Рисунок 2.1 – Устройство термического прессования изделий из пульпы и полиэтиленового регенерата 53 Рисунок 2.2 – Способ термического прессования изделий из пульпы и полиэтиленового регенерата Новизна предполагаемого способа заключается в применении полиэтилена высокого давления (ПЭВД) в качестве склеивающего компонента при использовании избыточного количества тепла запасенного полиэтиленом низкого давления (ПЭНД) при нагревании его до температуры, не превышающей температуру его плавления. На рисунке 2.1 приведена блок-схема устройства для получения изделий склеиванием в процессе прессования, при наличии избыточного количества тепла заклеенного в одном из компонентов. На рисунке 2.2 приведена блок-схема устройства для получения изделий тем же способом, но при наличии в высокотемпературном компоненте наполнителя, имеющего температурные характеристики, не хуже температурных характеристик компонента. Устройство на рисунке 2.1 содержит бункер 1 с мелкой крошкой или мелкой стружкой полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с более высокой температурой плавления, содержит бункер 2 с полиэтиленом высокого давления (ПЭВД). Имеет синхронный двухемкостной дозатор 3, позволяющий выдерживать соотношение как количественно для изделия, так и для осуществления проводимого процесса. Имеет подогреватели 4 и 5, нагревающие порции полиэтилена до температуры, близкой к температуре их плавления. Компоненты перед прессованием в пресс форме предварительно и раздельно нагревают до температур, не превышающих температуры плавления, изделия прессуют из материалов с объёмом частиц не более 2-3 мм3, пропорционально подобранной смеси компонентов, с близкими физико-химическими свойствами. После нагревания полиэтиленовые компоненты засыпаются в подогретую прессформу 6, температура внутренней поверхности которой не превышает температуру плавления полиэтилена высокого давления (ПЭВД). При засыпании в пресс-форму полиэтилен равномерно перемешивается в свободном потоке. Устройство на рисунке 2 содержит бункер 7 с наполнителем. Кроме того устройство содержит дозатор 8, где отмеряется необходимая порция низкоплавкого компонента. Изделия получают следующем образом: из бункера 1 и 2 (рисунок 2.1) компоненты подаются в двухемкостной дозатор 3, где отмеряются порции в объеме необходимом для получения изделия, так и в соотношении объемов полиэтиленов низкого и высокого давления, необходимых для расплавления полиэтилена высокого давления за счет термоаккумулирующих свойств полиэтилена низкого давления. Из дозатора 3 каждый компонент подается в свой подогреватель 4 и 5, где нагревается до температуры, не превышающей температуру его плавления. Из нагревателя 4 и 5 компоненты засыпаются в 54 нагретую пресс-форму 6. Затем пресс-форма 6 охлаждается и вынимается готовое изделие. Таким образом осуществляется цикл операций при наличии наполнителя (рисунок 2.1), только после отмера соответствующих объемов в дозаторе 3 высокоплавкий полиэтилен и наполнитель смешиваются и нагреваются совместно. Результаты лабораторных исследований показывают, что регенерированные полиэтилены (отходы изделий из полиэтиленов на общегородской свалке) можно использовать при получении вторичных изделий не подвергающихся большим механическим нагрузкам (температурные режимы, и усилия при давлении и т.д.). Широкое внедрение данного способа обеспечивается при сортировке и переработке хозяйственнобытовых отходов (мусора) за счет само обеспечения вторичного сырья и дает огромный технико-экономический эффект. Использование новых материалов при покрытии изношенных металлических труб. Известен способ нанесения полимерного покрытия наложением пластичных полимеров методом экструзии и устройство для нанесения таким способом покрытия червячной экструдер, с полым центральным каналом внутри червяка (см. Фишер Э. «Экструзия пластичных масс», М, «Химия», 1970, стр. 201-208). Недостатками данного способа являются повышенный расход материала, необходимость червячного экструдера с полым каналом внутри червяка. Известен способ нанесения полимерного покрытия на трубу или проволоку посредством 5-50% раствора высокомолекулярного олефина (полиэтилена или полипропилена), который экструдируют через кольцевой мундштук, через центральное отверстие которого пропускают трубу или проволоку (см. ЕПВ(ЕР) В29С47/02, заявка №281209, 1988). После экструзии из экструдера удаляют остаток растворителя. Недостатком способа является необходимость наличия растворителя, растворяющего олефином и необходимость его удаления после покрытия. Известно устройство для покрытия пластиком стальных труб (см. Япония (JP) В29С63/18.47/02). Устройство имеет цилиндрическую экструдионную головку, через центральное отверстие которой протягивают трубу, сразу же по выходу из экструдионной головки эластичный ролик обжимает подножие наплавленного валика, поверхность пластика охлаждают. Недостатком устройства является наличие наплавленного валика в верхней части трубы по выходу ее из экструдионной головки. Задачей изобретения является способ оболачивания металлических труб термопластиком и устройство для его осуществления. Поставленная цель достигает тем, что сначала наружный поверхностный слой 55 металлической трубы разогревают токами высокой частоты до температуры намного выше температуры плавления используемого термопластика, затем трубу транспортируют через слой порошкообразного термопластика, где на нагретую поверхность налипают частицы термопластика, по выходу трубы из слоя порошка налипшие частицы подвергают расплавлению с наружной стороны либо теплом инфракрасного излучения, либо высокочастотным электрическим полем. По выходу из нагревателя поверхность трубы с расплавленным термопластиком обкатывают роликами с антиадгезионным покрытием, расположенными на вращающейся цилиндрической головке охватывающей транспортируемую трубу. Рисунок 2.3 – Устройство наружного оболачивания металлических труб термопластиком Рисунок 2.4 – Способ наружного оболачивания металлических труб термопластиком и устройство его осуществления На рисунке 2.3 показана последовательность осуществления способа и положение элементов устройства для его осуществления, где расплавляющий элемент – инфракрасный излучатель. На рисунке 2 показана та же последовательность осуществления способа и положения 56 элементов устройства, но расплавляющий элемент – конденсатор высококачественного электрического поля. Устройство для осуществления способа наружного оболачивания металлических труб 1 пленкой из термопластического материала содержит входные транспортирующие и центрирующие положение ролики (не показаны), охлаждаемый индуктор 2, питаемый от генератора высокочастотных колебаний (не показан), бункер 3, с порошком из термопластика (со свободнолежащими или псевдоожиженным), регулируемые диафрагмы 4,5 перекрывающие транспортные отверстия бункера, нагреватель 6 и обкатывающее устройство 7, содержащие свободновращающиеся, на упругих креплениях (не показан), ролики 8 (прямые цилиндрические, или конусные, или с дугообразной образующей боковой поверхности) из антиадгеционного, для используемого термопластика материала или имеющих такое термопластиковой покрытие. Пластифицированная пленкой) охлаждается поверхность (оболоченная в охладителе (не показан) а выходные транспортирующие ролики (не показаны) удаляют готовое изделие, освобождая рабочее пространство для следующих труб. Устройство работает следующим образом. Трубы 1, с предварительно подготовленной поверхностью очищения от окислов и грязи, фосфатированная подается транспортирующими и центрирующими роликами (не показаны) через отверстие индуктора 2, нагревающего наружную поверхность трубы до температуры достаточной для частичного оставления и прилипания частиц порошка используемого термопластика. Затем нагретая труба, проводится через отверстие в стенке бункера 3, содержащего порошкообразный термопластик и выводится через отверстие в противоположной стенке бункера. Отверстия входного и выходного бункера перекрываются автоматически открывающимися диаграммами 4, 5, отрегулированными на трубу заданного диаметра. Порошкообразный термопластик, находящийся в бункере 3, плавясь, прилипает к поверхности трубы, которая своим движениям увлекает часть порошка, не налипшего, но находящегося в пограничном слое через выходное отверстие бункера 3. Эта часть порошка осыпается вниз в собирающую емкость или транспортный лоток (не показан) и возвращается в бункер для последующего использования. Труба с прилипшими частицами термопластика движется через тепловой нагреватель с рефлектором или цилиндрический высокочастотный конденсатор 6, где инфракрасное излучение или высокочастотное электрическое поле нагревает прилипшие частицы термопластика до пластического состояние с частичным расплавлением. По выходу на нагреватель, разогретый и частично расплавленный термопластик закатывается на поверхность трубы свободновращающимися роликами 8, упруго закрепленными на 57 цилиндрическом обкатывающем устройстве 7. В результате обкатывания на поверхности трубы образуется цельная пластиковая пленка. С целью устранения крутящего момента на трубу обкатывающих устройства может быть два, расположенных друг за другом и обкатывающих поверхность трубы взаимопротивоположно. Пластифицированную трубу охлаждают охладителем (не показаны) и выходные транспортирующие ролики (не показаны) удаляют готовое изделие, освобождая место для следующей трубы. Данное устройство связано с переработкой полимерных промышленно-бытовых отходов, которой с 1993 года занимается лаборатория № 48 КарГТУ. Предварительный анализ показывает, что ежегодный объем полиэтиленовых отходов только по г. Караганда составляют свыше 1,5 млн. тонн в год. Использование новых материалов для внутреннего покрытия металлических изношенных труб. Инновационная технология относится к способу нанесения пластмассового покрытия из пластмассы на внутреннюю поверхность металлической трубы мерной длины. Известен способ изготовления изделий из смеси термопластической смолы с мелкогранулированным полимером (см. Япония (JP), заявка №52-32656, В29 С11/00, В29 F3/00, Сумимото К.К.), где формируемое из данной смеси изделие подвергают температурной обработке между температурой размягчения термопластической смолы и температурой ее текучести. Недостатком является наличие связывающего компонента типа термопластической смолы, не образующего в процессе реализации изделия однородное вещество с используемым гранулятом. Известен способ изготовления трубопроводных изделий (см. Германии (ДЕ), заявка №3326387, В29 С65/64, 47/20), где предварительно экструдером из порошка или гранул получают стренгу и формуют с остаточным механическим напряжением. Полученное изделие вставляют в металлическую трубу, раздувают и нагревают. Посредством снятия остаточного напряжения под действием нагревания пластмассовая труба впрессовывается в металлическую трубу. Недостатком является предварительная изготовление используемой заготовки из пластического материала и двухстадийность процесса, где пластический материал дважды подвергается нагреванию. Задачей изобретения является повышение коррозионной стойкости металлической 58 трубы вследствие изоляции ее поверхности слоем пластмассового покрытия от соприкосновения с веществом, транспортируемым по трубе. Рисунок 2.5 – Способ нанесения пластмассового покрытия на внутреннюю поверхность металлической трубы Рисунок 2.6 – Способ нанесения пластмассового покрытия на внутреннюю поверхность металлической трубы Решение поставленной задачи достигается тем, что в покрываемую трубу вводят трубу или стержень с диаметром, меньше внутреннего диаметра облицовываемой металлической трубы, причем вводимая труба или стержень имеет противоадгезийную для используемого пластмассового вещества поверхность. В цилиндрический кольцевой зазор полученной системы засыпают с уплотнением порошок или гранулы используемой пластмассы. Затем обе металлические обкладки нагревают до температуры «размягчения» или «спекания» используемой пластмассы, одновременно с торцовкой вводят, под давлением, дополнительное количество материала для устранения каверн и пустот. После завершения процесса образования однородного пластмассового слоя вся система охлаждается до температуры отвердевания пластмассы и введенную трубу или стержень извлекают. 59 Для устранения смещения и несносности вставляемой трубы или стержня внутри облицовываемой трубы в кольцевой зазор вводят с интервалом между слоями засыпаемого пластмассового полуфабриката, кольцевые перфорированные фиксаторы положения, заранее изготовленные из применяемого пластмассового материала, но с более высокой температурной стойкостью, которые в процессе образования изолирующего слоя становится его составной частью. На рисунке 1 показан способ получения пластмассового облицовочного слоя на внутренней поверхности мерной металлической трубы. На рисунке 2 показана схема использования пластмассового материала. Внутрь металлической трубы 1 вводят трубу или стержень из металла 2 с противоадгезийной внешней поверхностью. В кольцевой цилиндрический зазор с уплотнением засыпают порошок или гранулы из пластмассы 3. Для устранения кривляния в кольцевой цилиндрический зазор могут быть введены кольцевые перфорированные фиксаторы положения 4 из материала родственного, используемому для создания облицовочного слоя. На концах облицовываемой трубы располагают съемные прессующие устройства 5,6 с диэлектрическими трубчатыми поршнями 7,8, посредством которых вводят порции пластмассового полуфабриката устраняющие пустоты и каверны, и осуществляют обжим пластмассового слоя и сохраняют на трубе до отвердевания пластмассы. Использование новых материалов при переработке отходов для получения различных изделий и продукции путём прессования материалов. Известен экструдер для переработки полиэтилена с высоким молекулярным весом (см. США В29Д 23/04 патент №3954372, 1976). Экструдер выполнен в виде корпуса удлинённой формы, образованного двумя парами плоских плит, между которыми имеется канал, по которому продавливается исходный гранулированный материал посредством плунжера, совершающего возвратно-поступательное перемещение. По длине корпуса смонтированы нагреватели, образующие три зоны нагревания: сжатие, промежуточную, охлаждение. Материал выдавливается через выпускную щель экструдера. На участке сжатия корпус снабжён рёбрами жёсткости. Недостаток длинного устройства в том, что оно предназначено для переработки полиэтилена только с высоким молекулярным весом, обладающего высоким коэффициентом объёмного расширения при нагревании. Известно устройство для непрерывного получения моноблочных изделий из термопластика (см. СССР В29С 47/14, а.с. №1452696, 1989). Устройство представляет червячный экструдер, от нагревательной части которого отведён патрубок с нагревателем, задача которого расплавлять экструдируемый материал с последующим охлаждением 60 расплава в кожухе-охладителе. Недостатком предложенного устройства является необходимость полного расплавления термопластика и выводной патрубок с нагревателем. Задачей изобретения является устройство для получения моноблочных изделий из термопластической пульпы с отходами, что достигается первичным нагреванием обрабатываемого материала в бункере-подогревателе, конструкцией транспортного канала и транспортирующего механизма. На рисунке 1 показан общий вид устройства с показом внутреннего сечения канала и устройства бункера на рисунке 1 – вид А. Устройство содержит канал 1, по которому транспортируется нагреваемый термопластик, теплораспределяющее вещество 2, заключённое в корпус с внешней теплоизоляцией 3, в теплораспределяющее вещество помещены электронагреватели 4. Устройство имеет поршневой толкатель 5, возвратные пружины 6, и на внешнем конце поршневого толкателя свободно вращающийся ролик 7, обкатывающий ролик круговой эксцентрик 8, закреплённый на валу понижающего редуктора 9, и приводимого в действие оборотно-регулируемым электродвигателем 10. С каналом 1 цельно связан бункерподогреватель 11, содержащий электронагреватели 12. 61 Рисунок 2.7 – Устройство для получения моноблочных изделий из термопластической пульпы с отходами Устройство работает следующим образом. Включением электронагревателей 4 и 12 доводят до рабочего уровня теплораспределяющее вещество 2 и исходный сырьевой материал. Посредством поршневого толкателя 5 исходный сырьевой материал из бункераподогревателя подают в транспортный канал 1, который выполнен в виде ряда взаимоперпендикулярных плоско-конусных ступеней прямоугольной формы. В транспортном канале термопластовое сырьё, догревают и уплотняют. Поршневой толкатель 5 совершает возвратно-поступательные движения вследствие обкатки закреплённого на поршневом толкателе свободно вращающего ролика 7, обкатываемого круговым эксцентриком 8, и возвратимыми пружинами 6. Такое устройство, действуя как вибратор, уплотняет и перемещает термопластический материал в транспортном канале, но без присущего вибратору шума и сильных механических колебаний. По мере разогревания термопластического материала и сжатия в конфузорных частях канала нелинейность его перемещения оглаживается и приобретает характер близкий к равномерному. При выходе нагретого термопластика из транспортного канала, его пропускают через формирующее охлаждаемое устройство и режется на куски необходимой длины. 2.2 Обоснование оборудования технологической линии утилизации отходов В мировой практике известны более 20 методов обезвреживания, переработки и утилизации твёрдых отходов. Методы обезвреживания и переработки отходов до конечной цели можно разделить на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие как санитарно-гигиенические, так и задачи использования вторичных материальных ресурсов). Выбор технологии обезвреживания отходов от состава и свойств ТБО, а также факторов, среди которых определяющими должны быть охрана окружающей среды и здоровья населения, экономическая целесообразность. По технологическому принципу методы переработки твёрдых отходов подразделяются на механические, биологические, химические, термические и смешанные (рисунок 2.8). 62 Методы переработки отходов По технологическому Комбинированные По конечной цели принципу Механический Ликвидационный биолого-механический Химический Ликвидационный химический Термический Ликвидационный термический Биологический Утилизационный билогический Ликвидационный Утилизационный Рисунок 2.8 – Классификация методов переработки твёрдых бытовых отходов Выбор и расчёт оборудования УТБЖО. Расчёт оборудования рекомендуется производить в порядке установки отдельных аппаратов в технологическом потоке переработки отходов. Если процесс переработки объединяет несколько операций, то расчёт аппаратов и оборудования следует производить по отдельным модулям (сгруппированным по технологической принадлежности переработки). Это не только упрощает расчёты, но и позволяет учитывать взаимосвязь отдельных машин в выполнении технологических операций, а также исключает пропуски каких-либо машин в линии. При расчётах и выборе типов аппаратов и оборудования следует в основном ориентироваться на аппараты отечественного производства, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Необходимое количество аппаратов и другого оборудования определяют по формуле: Mn = ПчП / Пn· K, (2.1) где Mn– количество аппаратов, подлежащих установке; ПчП – требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу; 63 Пn – паспортная или расчётная часовая производительность аппарата выбранного типоразмера; К – номинальный коэффициент использования оборудования по времени (принимаетс равным 0,92). Расчёт дробильного оборудования. Выбор типа и мощности дробилок зависит от физических свойств перерабатываемого материала, требуемой степени дробления и производительности. Учитываются размеры максимальных кусков материала, поступающего на дробление, его прочность и сопротивляемость дроблению и дробимость, влажность, наличие включений и другое. Максимальный размер кусков материала не должен превышать 0,80…0,85 ширины загрузочной щели дробилки. Одной из основных характеристик дробилок, определяющих эффективность их работы, является показатель степени дробления (измельчения). Он характеризует изменение размеров кусков материала в процессе дробления и численно равен: i = D / d, (2.2) где D – максимальный размер кусков в поперечнике по дроблению, мм; d – то же после дробления, мм. В зависимости от применяемого оборудования и аппарата степень дробления в среднем составляет, мм: щековых дробилок – 3…3,5; конусных дробилок среднего дробления – 3…4; конусных дробилок мелкого дробления – 4…5; валковых – 3…4; молотковых, роторных и самоочищающихся – 3…12; ударно-отражательных – 15…25. В зависимости от требуемого степени дробления материал измельчают в одну, две или три стадии. Число стадий дробления устанавливают по формуле: iоб = i1 · i2 · ……… · in, (2.3) где iоб – требуемая общая степень дробления материала; i1 · i2 · ……… · in – степень дробления, в первой, второй … и последней дробилке. Расход электроэнергии устанавливают расчётным путём, исходя из технических характеристик основного и транспортного оборудования. Расчёт расхода электроэнергии для 64 каждой группы электродвигателей ведётся по форме таблицы 2.1. В случаях, когда определение фактического коэффициента использования по времени затруднено, его величина по группе оборудования (при работе в течение смены) может быть принята: - оборудование технологическое непрерывно действующее (мельницы, дробилки, вентиляторы и т.д.) – 0,8…0,9; - оборудование периодического действия (дозаторы и т.п.) – 0,5…0,6; - оборудование транспортное непрерыно-действующее (элеваторы, конвейеры, шнеки) – 0,8…0,9; - оборудование транспортное и грузоподъёмное повторно-кратковременного режима (краны, кран-балки, подъёмники и т.д.) – 0,3…0,4. 1 2 3 4 5 6 7 8 по мощности, кВт/ч использования загрузки учётом коэффициента электроэнергии с Часовой расход по мощности Коэффициент загрузки времени использования во Коэффициент работы в смену, ч общая единицы гателей, В Продолжительность электродви- оборудования Количество единиц Наименование п/п Мощность электродвигателем № электрооборудования с Таблица 2.1 – Форма расчёта расхода электроэнергии 9 Коэффициент загрузки по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании в зависимости от степени его загрузки в период работы. Если оборудование загружается и двигатель работает на полную мощность, то коэффициент равен 1, а если полностью не используется, то он будет меньше единицы. Величину коэффициента условно можно определить по формуле: Кз.м. = Пф / Пт · α, (2.4) где Кз.м. – коэффициент загрузки мощности двигателя; Пф, Пт – производительность оборудования фактическая и техническая; α – коэффициент, зависящий от степени использования производительности оборудования, принимается по таблице 2.2. Таблица 2.2 – Значение коэффициента α 65 Пф 0,20-0,30 0,4-0,5 0,6-0,7 0,8-0,9 Пт 1,3 1,2 1,1 1,0 Коэффициент загрузки по времени технологического и транспортного оборудования, связанного между собой без промежуточных ёмкостей (бункеров), принимается одинаковым для всех машин. Например, питатели непрерывного действия, мельница и винтовой конвейер, ведущий выдачу измельчённого продукта, могут работать лишь одинаковое время. Часовой расход электроэнергии в кВт/ч получают умножением общей мощности каждой машины на коэффициент загрузки и использования во времени. Расход электроэнергии в смену, в сутки и в год устанавливают умножением часового расхода на соответствующее количество рабочих часов в смену, сутки, год. 2.3 Обоснование параметров полимеризации и химизации твердых и жидких отходов производства В соответствии с планом работ за истекший период был проведен анализ существующего оборудования по утилизации отходов по техническим и эксплуатационным характеристикам. Техническая задача утилизации твердо-бытовых и жидких отходов производства решается сначала отбором крупноразмерных, железосодержащих строительных отходов размерами (длина 500 мм, ширина 300 мм, высота 200 мм) и более, посредством мойки и высушивания всех компонентов отходов (мусора) до состояния не слипания его компонентов. При этом, при постоянном его перемещении и последовательном их разрезания механическими ножницами крупных картонных, деревянных, полимерных и др. ящиков, емкостей, затем начало операции дробления всех морфологических составов ТБО до размеров 80 мм. После выбора железных отходов посредством магнитного потока, затем первичная дробилка до размеров 40 мм и вторичная дробилка и измельчения до размеров 10 мм. Далее все поступает в миксер, где производится смешивание с жидкими химическими отходами (шламы гальванопроизводства, кислая смолка, фусты коксохимии, ртутный шлам, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, органические химикаты, отработанные масла, шины, кислоты, щелочи, смолы, соединение цинка, хрома, свинца, углеводорода, эмульсии). Посредством вращающихся ромбообразных реверсируемых шнеков, которые ускоряют химические соединения, находящиеся в смеси в различных соотношениях, а также обеспечивают полимеризацию компонентов отходов, которые нейтрализуется. Происходит детоксикация, так как добавляются различные фосфорные, азотные и другие жирные кислоты, которые находится в смеси с твердыми отходами, в результате образующиеся густые пульпы и газы для дальнейшего очистки, затем 66 использования для экструдирования и формообразования. На рисунке 2.9 представлена технологическая схема утилизации хозяйственно – бытовых и жидких промышленных отходов. Рисунок 2.9 - Технологическая схема утилизации хозяйственно–бытовых и жидких промышленных отходов Оборудование утилизации хозяйственно–бытовых и жидких промышленных отходов состоит из следующих элементов: 1-Автомобиль мусоровоз; 2- Грейфер магнитный; 3Приемная площадка ТБО; 4- Скребковый конвейер; 5- Трубопровод жидкости после мойки; 6- Вибропитатель; 7 - Железоотделитель; 8 - Металлообноруживатель; 9- Ленточные конвейеры; 10 - Дробилка(40-80мм); 11- Дробилка (20-40мм); 12- Дробилка (10-20мм); 13Измельчитель (3-10мм); 14- Смеситель (миксер) твердых и жидких отходов; 15- Привод со шнеками миксера; 16- Формообразователи; 17- Экструберы; 18- Агрегат управления (САУ). Для ускорения химических реакций в миксере 19, предусмотрена специальная конструкция вращающихся ромбообразных шнеков 20, которые регулируются и реверсируется в зависимости от содержания ТБО и компонентов химических соединений с приводом 21 миксера, в которых по необходимости будут установлены специальные, современные приборы для наблюдения управления над химическими процессами в миксере. После нейтрализации и детоксикации химических процессов за счет химических реакций в смесителе осуществляются: подготовка способа и выбора устройства для использования в процессах экструдирования, прессования и формообразования 22 различных изделий, продукция нужд народного хозяйства 23. В зависимости от свойств и конструкции 67 выбираются состав соотношения добавочных химикатов в зависимости от выпускаемой продукции, например, количество связывающих элементов и красителей. Широкое внедрение предложенного способа утилизации твердых бытовых и жидких промышленных отходов дает возможности исключить способ сортировки и захоронения отходов в городских полигонах. Были определены наиболее соответствующие технологические линии с точки зрения технико-экономической эффективности. Был проведен мониторинг ценовых соотношений для возможности приобретения для проведения экспериментальных работ. Таким образом было сделано обоснование выбора оборудования по технологической линии для утилизации ИБО и жидких отходов. На основе теоретического анализа и ранее проведенных экспериментальных работ были определены оптимальные параметры полимеризации и химизации твердых и жидких отходов производства. В результате были получены инновационные материалы за счет соединения пульпы с отходами производства и промышленности. Химический способ переработки ТБО путем смешивания с химическими отходами, такими как шламы гальвано производства, кислая смола, фусты коксохимии, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, смолы, а также жидкие отходы машиностроительной промышленности. Химические процессы смешивания осуществляются следующими операциями: в общий миксер поступают измельченные ТБО и жидкие смешанные химические отходы из специальных резервуаров, а также полимерный компонент, позволяет получить химические соединения всех компонентов твердых и жидких отходов. С помощью химических добавок они подготавливаются в виде пульпы к следующему этапу и в последующем пригодны для экструдирования, прессования и формообразования, для которых необходимо определить состав связывающих элементов, например, песка, ила, золы, строительных измельченных отходов и др. с красителями, которые позволяют получить различных цвета и блеска. С целью безопасности процессов утилизации отходов не допускаются использование специальных опасных, радиоактивных, медицинских, взрывчатых веществ, горючие жидкости и почвы, самовоспламеняющиеся вещества, горючие газы, трупы животных, промышленные стоки и промывочные воды и др. Процессы экструдирования, прессования и формообразования проводятся на базе существующего технологического оборудования, необходимо чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделий, материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов досок и стоек железнодорожных снегозадерживающих заборов путем экструдирования необходимо: 68 химические добавки - 10%, пески - 30%, золы - 8%, ила - 5%, красителя - 5%, а остальные 42% составляют химические пульпы из миксера- смесителя. Переработки пластмасса также разработка технологий получения новых материалов из отходов фосфорной промышленности с получением новых материалов, для использования в различных отраслях экономики, технологии комплексной экологически безопасной переработки минеральных отходов химических производств, которые позволяют путем технологических линий завода утилизации твердо- бытовых и жидких отходов (УТБЖО). Лабораторными исследованиями доказано, что с одной тонны химических соединений ТБО и жидких промышленных отходов позволяет получить 20 м различных газов (метан, пропан и т.д.), из которых можно получить 100 тысяч киловатт электроэнергии в смену. В результате полученных новых материалов путем химических соединений отходов ТБО и производства, а также их физико-химических свойств для определения условий применения. Разработка схем адаптивно программного управления УТБЖО. Следует отметить, что функциональные элементы технологической линии УТБЖО состоят из различных устройств, которые обеспечивают транспортирование ТБО по конвейерной линии с использованием бункеров и загрузочных устройств. Все бункеры для дробления и измельчения снабжены гидроцилиндрами с индикацией положения, которые питаются от общей насосной станции мощностью 15 кВт. Кроме того имеются такие устройства как миксер и бункер с режущими устройствами, снабжёнными электродвигателями. Поэтому все функциональные элементы технологической линии УТБЖО легко подстраиваются под микропроцессорные системы программным управлением, которые изображены на рисунках 2.10 2.14. 69 с адаптивным Рисунок 2.10 – Задачи и система микропроцессорного управления утилизацией отходов потребления, производства и промышленности (УОП3) Рисунок 2.11 - Структурная схема предлагаемой микропроцессорной системы управления УОП3 Рисунок 2.12 - Предлагаемая микропроцессорная система управления утилизацией отходов потребления, производства и промышленности (УОП3) 70 Рисунок 2.13 - Архитектура микроконтроллера УОП3 Рисунок 2.14 - Технические характеристики микроконтроллера Технические характеристики микроконтроллера включают в себя: -разрядность АЛУ -32; - ОЗУ – 64 кБайт; - объем внешней памяти- 64МГц; - тактовая частота – до 20Мгц; - 2 режима уменьшенного энергопотребления; - трехуровневая система защиты памяти; - Flash-память до 1024 Кбайт; 71 - 8- канальный 16-битный таймер, таймер реального времени; - 10-битный 12-канальный АЦП 2-канальный 8-битный ЦАП; - 64 цифровых канала ввода-вывода; - 24 аналоговых канала ввода – вывода; - встроенные функции энергосбережения. Новые микроконтроллеры достигают потребления 0,9мВт на 1 MIPS, при рабочей частоте 20МГц. Кроме того, не смотря на включение в состав микроконтроллеров дополнительной периферии и функциональности, потребляемый ток составляет 0,7мкА при работающем таймере реального времени в режиме Standby, и устройства сохраняют работоспособность при напряжении питания 2,0В (рабочая частота 2,5МГц). Эти преимущества дают возможность применять микроконтроллеры в устройствах с резервным батарейным питанием, значительно повышая надежность работы. Входные и выходные сигналы микроконтроллера. 1. Датчики: Датчики температуры и давления с токовым унифицированным выходным сигналом Датчики положения Дополнительные датчики (влажности, метана – до 32 датчика на одном двухпроводном шлейфе) 2. Исполнительные механизмы: Гидродомкраты -256 устройств на каждом порте 3. Напряжение питания: 5 Вольт на микропроцессорной стороне 4. Исполнение: Искровзрывобезопасное. ВЫВОДЫ 1. Обоснованы новизна и полезность НОУ-ХАУ проектов, определяющих пути получения патентов РК. 2. Направлено 7 заявок для получения патентов РК. 3. Разработан адаптивно-программный комплекс управления технологической линией УТБЖО. . 72 3 ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТБО И ЖИДКИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ 3.1 Обоснование параметров миксера для ускорения процессов химических реакций смешивания твердых и жидких отходов производства В настоящее время в г. Караганде весь объём образующихся твердых бытовых отходов (в дальнейшем ТБО) вывозятся и хранятся без сортировки и переработки, на городских свалках[26,52-63]. По данным областного управления охраны окружающей среды на 1 января 2007 года на свалках захоронено 4,4 тыс. тонн ТБО, а в 2008 году планируется вывезти около 900 тыс. тонн. Такое количество мусора способствует созданию антисанитарной, экологически опасной обстановки в области. Поэтому возникла необходимость проектирования и строительства мусороперерабатывающего завода, с возможностью сортировки, переработки и утилизации отходов. Анализ морфологического состава показывает (таблица 3.1), что в кубическом метре ТБО по г. Караганда содержится: 36% бумаги, 14% пищевых отходов, 6% текстильных изделий, 4% металла, 4% стекла, 9% пластмассы и полимера содержащих отходов. Причем доля полимерных отходов в общей массе растет. Таблица 3.1 – Морфологический состав ТБО на 01.01. 2007 г. Классификация ТБО % от всего объема ТБО* Европа СНГ США РК г.Караганда 2 3 4 5 6 Бумага 24,7 20-36 38,0 36,0 36,0 Пищевые отходы 37,8 20-38 25,0 13,0 14,0 - 1-4 - 4,0 3,0 7,8 3-6 - 6,0 6,0 - 2,5 - 4,0 4,0 Металлолом 2,8 2-4 8,0 4,0 4,0 Стекло 2,8 5-7 7,0 4,0 4,0 Пластик 8,0 8,9 8,0 9,0 9,0 1 Дерево Текстиль Кости 73 Продолжение таблицы 3.1 1 2 3 4 5 6 16,1 10-35,5 15,0 24,0 20,0 100 100 100 100 100 Прочие (негабаритные предметы, химические и строительные отходы, резины, шины и др.) Итого * По данным экологической службы ОАО РМУКХ Октябрьского района Карагандинской области. Ущерб населению и народному хозяйству Республики Казахстан нарастает, как в силу антисанитарного состояния мусорных свалок, так и вследствие коррозии труб коммунальных сетей (отопление, водоснабжение и канализации) и достигает миллиардов тенге в год. Коррозии коммунальных сетей (трубопроводов отопления, водоснабжения и канализации) создает перерасход воды и тепла; ответное загрязнение подаваемой по трубе воды и грунтовых вод, химическую активацию среды грунта, которая разрушает трубопроводы с внешней стороны. Сточные воды и грунтовые воды, загрязненные в результате контакта с промышленными и бытовыми отходами, отрицательно влияют на химический состав почвы, и размещенных на ней и в ней конструкций инженерных сетей, зданий и сооружений. Возрос выпуск изделий из первичных полимеров и их композиций, выпускаемых в виде тары и емкостей различного назначения, предметов быта, обихода и технических деталей. По данным Карагандинского коммунального транспортного управления ежемесячно на общегородскую свалку поступает свыше 980 тонн полимерных, пластмассовых, промышленно-бытовых отходов, в том числе и в других городах Республики Казахстан, которые загрязняют природную среду, так как сроки разложения их составляют свыше 200 лет. Основные задачи исследования: а) Необходимо разработать специальную конструкцию миксера, которая моделирует химические соединения ТБО всех морфологических составов и жидких промышленных отходов; б) Полное описание отходов по морфологическим составам с учетом веса в граммах, температуру и давления в миксере, которые получается в виде различных соединениях пульпы; в) Получить различные пульпы; г) Полученные пульпы из миксера путем соединения различных отходов строительства 74 (измельченные штукатурные отходы, кирпичи, асфальтобетонные отходы, опилки, прессованных плиток, резины, хлопчатобумажных тканей, полимеры, полипропилен, полистиролы, песок и др.) путем их соединения при экструдировании, прессовании получить новые материалы; д) Выбранные новые материалы оформить с целью сертификаций в лабораторных центрах. В странах СНГ (Россия, Украина, Белоруссия и др.), в странах дальнего зарубежья (США, Япония, Германия и др.) не занимаются комплексной переработкой ТБО с целью извлечения полимерных компонентов ТБО с последующим их использованием для получения вторичных полимерных изделий и покрытий. В этих странах превалирует тенденция к сжиганию ТБО с целью получения тепловой энергии и электроэнергии. По разработкам новых решений нами направлены 18 заявок на патент Республики Казахстан по вышеуказанным направлениям работ. Получено 10 инновационных патентов. В результате химических реакций при высоких температурах до 200 градусов Цельсия и повышенных давлениях до 40 атмосфер происходит целый спектр молекулярных процессов, в которых полимеры, текстиль, резины, органические и другие материалы расширяются и все живые микроорганизмы, существовавшие в отходах, такие как, бактерии и грибки погибают. Все газы и пары, образующиеся в ходе химического процесса, перерабатываются в газоочистительной системе и используются для получения тепловой энергии. Практически в окружающую среду не поступают никакие опасные вещества, а химический процесс не даёт никаких побочных продуктов, других выделенных компонентов. Техническим результатом изобретения является поточность технологических процессов дробления и измельчения всех компонентов ТБО до размеров 1-10 мм, а также химизация твёрдых и жидких отходов при исключении человека на всех стадиях операции в качестве технологического оборудования используются серийные технические средства с учётом измеряющего устройства при измельчении всех морфологических составов твёрдых хозяйственно-бытовых отходов. На рисунке 3.1показаны технологические процессы переработки твёрдых бытовых и жидких промышленных отходов. Поступающие на переработку мусоровоза 1 со всеми морфологическими составами ТБО предварительно освобождают от крупногабаритных и железосодержащих изделий размерами: длина 500 мм, ширина 300 мм, высота 200 мм, неподвергаемых пластической деформации строительных железобетонных отходов посредством грейфера 3 на разгрузочной площадке 2. Освобождённые от крупных компонентов ТБО разрезают 75 механическими ножницами 4 на скребковом конвейере 5, где одновременно подсушивают, освобождая их от избытка влаги. Испаряющаяся влага, насыщенная запахами и газами, удаляется через дымосос с нейтрализацией. Высушенные ТБО подают в накопительный бункер 6, который сглаживает цикличность поступления ТБО, откуда они порционно и последовательно поступают на ленточный конвейер 7, затем на предварительную дробилку 8, затем грузовым электромагнитом 9 с транспортируемого по конвейеру 10 ТБО осуществляется извлечение железосодержащих материалов, после этого компоненты ТБО размерами до 80 мм, поточно поступают на первичное дробление 11, где проходят дробление до размеров 40 мм, после поточно поступают через конвейер 12 на вторичное дробление 13, и измельчение до размеров 1-10 мм. На этом завершается операция дробления ТБО, осуществляемая с помощью зубчатых, валковых и молотковых дробильных установок и измельчителя 14. В дальнейшем начинается химический способ переработки ТБО путём поступления жидких отходов из специальных автомашин жидкими химическими отходами, такими как шламы гальванопроизводства, кислая смолка, фусты коксохимии, ртутный шлам, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, смолы, соединения цинка, хрома, свинца, кислоты, и другими жидкими промышленными отходами 15 в миксер 16. Ï î ñòóï ë åí è å ÒÁÎ è ç ì óñî ðî âî çà Âû áî ð æåë åçî áåòî í í û õ î òõî äî â Äðî áë åí è å ê ðóï í û õ ê óñê î â ÒÁÎ è ñóø ê à Âû áî ð æåë åçí û õ î òõî äî â Äðî áë åí è å äî ðàçì åðî â 20-40 ì ì Äðî áë åí è å è è çì åë ü÷åí è å äî 1-10 ì ì Ï î ñòóï ë åí è å æè äê è õ ï ðî ì û ø ë åí í û õ î òõî äî â â ì è ê ñåð 3 Ï ðåäâàðè åòë üí î å ðàçðåçàí è å ÒÁÎ ðàçì åðàì è äî 40-60 ì ì 9 4 6 8 13 15 Ãî ðî äñê è å ò⸠ðäû å î òõî äû 7 2 12 5 11 14 1 17 Î òðàáî òàí í û å õè ì è ÷åñê è å æè äê î ñòè ï î ñë å ì î é ê è ÒÁÎ 16 19 Рисунок 3.1 – Технологические процессы утилизации твёрдых и жидких промышленных отходов 76 Âû ï óñê ï ðî äóê öè è 20 Ñî åäè í åí è å ï óë üï û ñ äðóãè ì è î òõî äàì è 18 Ï î ñòóï ë åí è å ï óë üï û è ç ì è ê ñåðà 21 Í åé òðàë è çàöè ÿ, äåòî ê ñè ê àöè ÿ è ñì åø è âàí è å ñ ï î ì î ø üþ ø í åê î â 10 3.2 Выбор конструкции миксера для ускорения процессов химических реакций смешивания твердых и жидких отходов производства В соответствии с планом работ за истекший период был проведен анализ процессов протекающих в миксере. Химические процессы смешивания твёрдых и жидких отходов осуществляются следующими операциями: в общий миксер-смеситель 16 поступают измельчённые ТБО размерами до 1-10 мм и жидкие, смешанные химические отходы из специальных резервуаров 15, а также полимерные компоненты, и различные кислоты, которые позволяют получить химические соединения всем компонентам твёрдых и жидких отходов. Для ускорения химических реакций в миксере 16, предусмотрена специальная конструкция вращающихся ромбообразных шнеков, которые регулируются и реверсируются, в зависимости от состава ТБО и компонентов химических соединений, приводом миксера 17. При необходимости будут установлены специальные, современные приборы для наблюдения за химическими процессами в миксере и управления ими. После нейтрализации и детоксикации химических процессов за счёт химических реакций в смесителе, осуществляются выбор и подготовка способа и устройства для применения полученных химических соединений в виде пульпы 18 в процессах экструдирования, прессования и формообразования 19 для получения различных изделий, продукции для нужд народного хозяйства 20. Выбор состава и соотношения добавочных химикатов зависит от выпускаемой продукции и выбранных конструкций, например количество связывающих элементов и красителей. Конструкция и принципы работы лабораторного миксера. На фотографий показан общий вид миксера для смешивания и размешивания измельченных до 0,5 мм различных составов ТБО и жидких промышленных отходов, таких как отходы, появляющиеся после разборки старого оборудования (двигатели внутреннего сгорания, резервуары, тормозные устройства и др.), а также отходы машиностроительных заводов, хлебопекарных и виноводочных заводов и др. Технология получения пульпы №1 в процессе смешивания путем миксирования, показана на рисунке 3.2. Как видим лабораторный миксер состоит из цилиндра 1, за которым расположены закрепленные шнеки 4, герметично закрывающей крышки 3, а также калорифера 2, термометра 5, резиновой покрышки 6. Резиновая получения газов. покрышка служит для Цилиндр 4 через подшипник соединен с электродвигателем 1. С помощью автоматического выключателя производится управление вращением цилиндра. 77 Рисунок 3.2 – Общий вид миксера разработанного на базе самоварки с установленным манометром и резиновой камерой для набора газа Техническая характеристика лабораторного миксера: Емкость – 5 литров; Диаметр цилиндра – 23 мм; Высота – 35 мм; Вращение миксера – 35 об/мин; Мощность электродвигателя – 1,5 кВт; Вращение электродвигателя – 50-100 об/мин; Общая масса миксера – 8 кг. В таблице 3.2 показан состав отходов, которые получены применением пульпы №1. Таблица 3.2 – Состав отходов пульпы №1 Номера Названия отходов Номер Номера Названия отходов Номер 1 2 3 4 5 6 20 9. 140 10. 1. Полимерная отходы 80 низкого давления (емкость из воды) 2. Полимерные отходы из высокого давления Отходы из вино- 15 водочных (емкость медикаментов) 3. Бумажные отходы из 25 11. емкости 78 Отходы из масел 20 Продолжение таблицы 3.2 4. Разноцветные 25 12. резиновые отходы 5. Отходы из масел 45 резервуаров Опилки из 50 13. Отходы из вин 45 прессованных досок 6. Гипсовые отходы 65 14. Опилки из дерева 60 7. Резины из каменных 5 15. Отходы из покрасок 45 15 16. Отходы из ткани 45 шин 8. Цветные полимеры Общая масса отходов, всего: 860 г На таблице 3.3 показан состав отходов, полученный из пульпы №2. Таблица 3.3 – Состав отходов пульпы №2 Номера Названия отходов Вес в Номера Названия отходов граммах Вес в граммах 1. Отходы из химии 160 9. Отходы костей 60 2. Полимерные отходы 60 10. Мясные отходы 60 3. Вино-водочные отходы 60 11. Медикаменты отходы 60 4. Резины из шин 80 12. KCl 120 5. Пищевые отходы 80 13. NaCl 120 6. Отходы из фруктов 80 14. Азотная кислота 120 7. Отходы из овощей 80 15. Растительное масло 120 8. Отходы из картофеля 80 16. Животное масло 80 9. Отходы из красины 80 17. Медицинские отходы 60 Общая масса отходов, всего: 1560 г Полученные пульпы №1 и №2 соединим между собой, разместив в миксере с общей массой 2420 грамм, в результате чего получим пульпу №3. Получение новых материалов на базе пульпы №3 с другими составами материалов (цемент, песок, раствор штукатурки, краски, асфальтное покрытие, измельченный кирпич и другие строительные материалы). На таблице 3.4, показаны различные виды материалов, полученные в лабораторных условиях, которые показаны на рисунках 3.5 - 3.6. 79 Таблица 3.4 – Виды материалов, полученные в лабораторных условиях Номера Состав нового материала Вес в Марка граммах нового материала 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 2 3 1. Пульпы №3 55 2. Песок 50 3. цемент 40 1. Пульпа №3 65 2. Цемент 21 3. Песок 65 4. Штукатуры 65 1. Пульпы №3 45 2. Кирпич 45 3. Цемент 45 1. Пульпы №3 50 2. Штукатурные отходы 30 3. Цемент 25 4. Краска 15 1. Пульпы №3 65 2. Пластмасса 20 3. Опилки 25 4. Растительные масла 25 1. Пульпы №3 50 2. Раствор 50 3. Краситель 100 1. Пульпа №3 55 2. Штукатуры 35 3. Раствор 10 1. Пульпы №3 50 2. Полимер 22 3. Фосфор 75 80 4 А Б В Г Д Е Ж З Продолжение таблицы 3.4 9. 10. 11. 12. 13. 1. Пульпы №3 62 2. Полимер 30 3. Опилки 30 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 30 3. Штукатуры 25 1. Пульпа №3 60 2. Цемент 30 3. Кирпич 22 1. Пульпа №3 50 2. Полимер 30 3. Асфальт 30 1.Пульпа №3 55 2. Талько 20 3. Нисс 20 14. Состав Н+Д 15. 1. Пульпа №3 50 2. Полимер 35 3. Цемент 35 1. Пульпа №3 65 2. Пластмасса 40 3. Опилки 30 1. Пульпа №3 48 2. Полимер 45 1. Пульпа №3 65 2. Штукатурные отходы 40 3. Полимер 30 1. Пульпа №3 50 2. Полимер 30 3. Краситель 10 1. Пульпа №3 50 2. Полимер 30 3. Фосфор 25 16. 17. 18. 19. 20. 40+50 81 И К Л М Н О П Р В1 Д1 Ж1 З1 Продолжение таблицы 3.4 21. 22. 23. 24. 25. 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 35 3. Асфальт 25 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 40 3. Стекло 30 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 40 3. Гипс 30 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 40 3. Штукатурные отходы 20 4. Гипс 20 1. Пульпа №3 65 2. Полимер 40 3. Цемент 22 4. Растворитель 10 И1 К1 М1 С1 Т1 Полученные новые материалы можно использовать в качестве стеновых и половых покрытий, а также для дорожных площадей и тротуаров, черепицы для крыши домов, бордюров для дорог и др. 82 Рисунок 3.3 – Измельченные отходы до 3-5 мм для смешивания в миксере На следующем рисунке 3.4 показаны различные химикаты для ускорения процессов химических реакций Рисунок 3.4 – Различные химикаты для ускорения процессов химических реакций После заполнения измельченными ТБО, в миксер поступают различные жидкие промышленные отходы: а) из автоколонн автобусных парков жидкие отходы после разборки двигателей внутреннего сгорания, тормозных устройств и т.д.; б) из машиностроительных заводах аналогичные жидкие отходы. Продолжение химических ускоряющих процессов происходящих внутри миксера (рисунок 3.5). 83 Рисунок 3.5 – Электрошкаф для высушивания различных составов, например пульпы Рисунок 3.6 – Полученные новые материалы из составов ТБО и жидких отходов В результате проведенных работ было сделано обоснование параметров миксера для ускорения процессов химических реакций смешивания твердых и жидких отходов производства, а также было сделано обоснование параметров конструкции миксера с учетом уравнения состояния выделяющихся газов. 84 3.3 Расчет параметров конструкции выпускаемых изделий за счет соединения пульпы с отходами производства В соответствии с планом работ за истекший период был проведен анализ процессов экструдирования, прессования и формообразования. Указанные процессы необходимо проводить при строгом соблюдении технологического регламента для того, чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделии, материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов досок и стоек железнодорожных снегозадерживающих заборов путем экструдирования необходимо: химические добавки-10%, песок- 30%, зола- 8%, ил-5%, краситель-5%, а остальные 42% составляют химические пульпы из миксера –смесителя. Таблица 3.5 – Значения основных режимных параметров полимерных отходов при экструдировании ГОСТ 18599-83 Параметры ПНП ПВП 2 3 200±10 230±10 0,03-0,05 0,06-0,08 1-2 1-0 35 50 50-85 70-110 85-160 110-200 160 200 3 2 0,1 0,2 180 240 5-10 240-480 300-540 10-15 480-720 540-720 900 900 1 Температура нагревателя TH°C Давление при оплавлении торцов заготовок Рпр, МПа. Глубина проплавления материала труб, мм Продолжительность оплавления tн при толщине стенки, мм до 4 5-10 10-15 16 и более Продолжительность технологической паузы, с Давление осадки Рос, МПа, Продолжительность выдержки под давлением осадки tос. при толщине стенки заготовок, мм до 4 16 и более 85 Были произведены расчеты параметров конструкций при разработке технологий переработки пищевых отходов, отработанной бытовой и электронной техники, отработанных батареек, аккумуляторов от телефонов и фотоаппаратов. Осуществлены расчеты для процессов переработки пластмасса, а также для разработки технологий получения новых материалов из отходов фосфорной промышленности с получением новых материалов, для использования в различных отраслях экономики, технологии комплексной экологически безопасной переработки минеральных отходов химических производств, которые позволяют путем технологических линии завода утилизации твердо- бытовых и жидких отходов (УТБЖО) также требуют проведение необходимых расчетов. Таблица 3.6 – Значения основных режимных параметров полимерных отходов при экструдировании ГОСТ 18599-83 Параметры ПНП ПВП 200±10 230±10 0,03-0,05 0,06-0,08 1-2 1-0 35 50 50-85 70-110 85-160 110-200 160 200 3 2 0,1 0,2 180 240 5-10 240-480 300-540 10-15 480-720 540-720 900 900 Температура нагревателя TH°C Давление при оплавлении торцов заготовок Рпр, МПа. Глубина проплавления материала труб, мм Продолжительность оплавления tн при толщине стенки, мм до 4 5-10 10-15 16 и более Продолжительность технологической паузы, с Давление осадки Рос, МПа, Продолжительность выдержки под давлением осадки tос. при толщине стенки заготовок, мм до 4 16 и более 86 Таблица 3.7 – Основные физико-механические свойства полиэтиленов до и после экструдирования Показатели ПВП пип 0.945-0.965 0.918-0.933 0,756-0,787 0,886-0,897 Предел текучести при растяжении, МПа не менее 20,0/18,9 9,5/7 ,2 Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 200/186 210/197 Модуль упругости при изгибе, МПа не менее 800/735 200/189 127-135 105-112 120-128 101-106 от-30 до +60 от-30 до+60 2*10-4 2*10-4 0,42 0,34 2,5 2,5 2,3 2,3 45-54 14-25 38-46 12-23 30 60 1,2*1014 5*1013 8,2*1014 7,8*1014 Плотность, г/см3 Интервал плавления, С Температура среды, °С Тепловой коэффициент литейного расширения, 1/ °С Теплопроводность, вт/(м°С) Удельная теплоемкость, кДж Твердость по Бриннелю, H/мм2 Температура размягчения, по Вике, °С Удельное поверхностное электрическое сопротивления, Ом*м Удельные объемные электрическое сопротивление, Ом*м Примечание: числитель – при первичных свойствах полиэтиленов; знаменатель – при вторичном экструдировании. Лабораторные эксперименты показали, что вторичная переработка полиэтиленов изменяет механические свойства на 17-21% в сторону снижения, остальные свойства остаются неизменными. ТБО пластмассы можно использовать вторично для получения новых изделий где не требуется высокая механическая нагрузка: оконные и дверные рамы и коробки; плиты; панели; автомобильные детали (бамперы, ручки); снегозадерживающие заборы для железнодорожного транспорта; наружная оболочка для металлических труб с целью защиты от коррозии грунтовыми водами; внутренняя футеровка отопительных водопроводов и канализационных труб. Теоретическое и экспериментальное исследования показывают, что технологические 87 процессы сортировки, очистки, разделения и переработки отходов обеспечиваются механическими, гидростатическими операциями разделения, операцией разделения в электростатическом поле и операцией магнитогидростатического разделения в парамагнитной жидкости, состав которой нейтрализует биологическое загрязнение отходов, особенно полимерных. Лабораторные эксперименты показали, что вторичная переработка полиэтиленов изменяет механические свойства на 17-21% в сторону снижения, остальные свойства остаются неизменными. ТБО пластмассы можно использовать вторично для получения изделий. Где не требуется высокая механическая нагрузка: оконные и дверные рамы и коробки, плиты, панели и др. Автомобильные детали (бамперы, ручки), а также снегозадерживающих заборов для железнодорожного транспорта, наружной оболочки для металлических труб с целью защиты от коррозии грунтовыми водами, внутренней футеровки отопительных водопроводах и канализационных труб. Для изготовления снегозадерживающих заборов из пульпы твердо-бытовых и жидких отходов применяется следующий состав, представленный в таблице 3.8. Таблица 3.8 – Состав пульпы Состав % Пульпа ТБЖО 40 Строительные отходы 20 Асфальтовые отходы 15 Металлургические отходы 20 Краситель 5 На рисунке 3.7 представлен снегозадерживающий забор из пульпы твердо-бытовых и жидких отходов и других составов. 88 Рисунок 3.7 -Снегозадерживающие заборы из пульпы твердо-бытовых и жидких отходов и других составов (черный, синий, красный и зеленый цвета) Также была выполнена разработка предложения по безопасному способу нейтрализации вредных опасных веществ и токсичных отходов, с целью их использования при химических соединениях с различными отходами производства и потребления. Выбор технологических схем переработки промышленных отходов для соединения с составами пульпы ТБЖО. С целью снижения стоимости выпускаемой продукции и изделий завода УТБЖО, необходимо в качестве сырья использовать промышленные отходы. Наиболее подходящие к свойствам пульпы ТБЖО являются отходы строительства, металлургических заводов, дорожно-асфальтные покрытия, которые позволяют увеличить качественные показатели выпускаемой продукции и снизить стоимость продукции: Железнодорожных и автомобильных дорог; Аграрно-хозяйственных изделий и строительных материалов; Машиностроительных изделий; Оконных и дверных блоков; Архитектурных изделий и материалов; Специальных ограждений для зданий, организаций и местных хозяйств и др. Схемы управления движением представлены на рисунках 3.8 - 3.11. 89 Рисунок 3.8 – Генеральная схема управления движением отходов Рисунок 3.9 – Схема управления движением коммунальных отходов 90 Рисунок 3.10 – Схема управления движением строительных отходов Рисунок 3.11 – Схема управления движением производственных отходов Генеральная схема управления движением отходов на рисунке 3.8 по городам показывает, что отсутствие технологии по сортировке, переработке и утилизации отходов в городах с населением свыше 500 тысяч жителей проводит к разрастанию площадей занятых под полигоны и свалки ТБО, увеличению количества стихийных свалок в городе и в прилегающих населенных пунктах. 91 Схема управления движением коммунальных отходов рисунки 3.9, 3.10, 3.11 указывает на необходимость полигонов захоронения ТБО и строительных отходов. На рисунке 3.12 предложена технологическая схема установки для переработки строительных и дорожно-асфальтовых отходов. На рисунке 3.13 предложена технологическая схема для переработки шлаков металлургических и тепловых станций в щебень с отделением металла. Эти схемы рис. 3.12, 3.13 на практике действующие в России разработанные с комплектующим оборудованиям, операции с которым необходимо одновременно осуществить при строительстве в комплексе завода нового поколения «УТБЖО». Рисунок 3.12 – Технологическая схема установки для переработки строительных и дорожно-асфальтных отходов Таблица 3.9 – Техническая характеристика установки Размер загружаемых кусков, макс., мм 600 Производительность, т/ч 128 Установленная мощность, кВт 310 Масса оборудования, т 93 Размер площадки под установку, м 40х50 92 ОБОРУДОВАНИЕ ТДСУ: 1. Вибропитатель ДРО-708-10 на опорной раме; 2. Агрегат крупного дробления ДРО-646; 3. Железоотделитель; 4. Станция разделительная СРБ-1; 5. Агрегат сортировки ДРО-602М; 6. Агрегат среднего дробления ДРО-667; 7. Конвейер ДРО-913; 8. Конвейер ДРО-923; 9. Конвейер ДРО-912 (4 шт.); 10. Конвейер ДРО-922; 11. Конвейер ДРО-902; 12. Агрегат управления У7810.4А. Рисунок 3.13 – Технологическая схема для переработки металлургических шлаков в щебень с отделением металла ОБОРУДОВАНИЕ ТДСУ: 1. Вибропитатель ДРО-708-10 на опорной раме; 2. Агрегат сортировки ДРО-654; 3. Галтовочный барабан ДРО-655; 4. Агрегат крупного дробления ДРО-510-30; 5. Агрегат среднего дробления СМД-511; 6. Агрегат сортировки ДРО-669; 93 7. Конвейер на базе ДРО-904 (2 шт.); 8. Конвейер ДРО-924; 9. Конвейеры: ДРО-923; на базе ДРО-923; 10. Конвейер на базе ДРО-914; 11. Конвейер ДРО-914; 12. Конвейер ДРО-912 (3 шт.); 13. Железоотделитель на опоре (4 шт.); 14. Агрегат управления У7810.4А. Таблица 3.10 – Техническая характеристика установки ТДСУ Производительность, т/ч 50-100 Размер загружаемых кусков, наибольший, мм 700 Установленная мощность, кВт 300 Масса оборудования, т 140 Размер площадки под установку, м 40х55 Готовая продукция – новые строительные материалы: облицовочная и тротуарная плитка, черепица, тротуарный бордюр, водосливы, декоративные фронтоны. Полученные продукция и материалы отличаются от распространенных связующих (песок, гравий, цемент, щебень и др.) по сравнению с получаемыми по схемам рисунков 3.12, 3.13 отходами с пульпы ТБЖО и имеют более высокое качество по прочности, экологичности, долговечности, эстетическим свойствам. С целью использования измельченных отходов (строительные, дорожно-асфальтовые, металлургические, шлаки тепло ТЭЦ и др.) в качестве вторичного сырья для получения ценных строительных материалов (черепицы, половых и стеновых плиток, бордюров, архитектурных изделий и др.) предлагаются следующие новые общеизвестные в России технологии. По технологиям рисунков 3.12, 3.13 измельченные производственные отходы используется в качестве связующего материала, где наполнителями могут служить природные материалы (песок) или отходы производства (щебень, гравий и др.). Предложенная технологическая линия включает 12-14 единиц основного оборудования, позволяющего перерабатывать отходы, что обеспечивает резкого снижения стоимости 94 выпускаемой продукции завода УТБЖО. Обоснование параметров полимеризации и химизиции твердых и жидких отходов производства. Для определения оптимальной температуры проведения получения композиционного материала был выбран температурный интервал 60-100оС. Наиболее оптимальной температуры проведения получения композиционного материала являлось 70 0С. Так как при более высоких температурах наблюдалась деструкция полимера и пульпы, а в более низких температурах наблюдалось не полное расплавление смешивающих компонентов. Влияние давления изучалось регулированием давлении при интервалах 25-50 кг/см2. Наиболее оптимальным оказалось P=35 кг/см2. Скорость вращения в миксере регулировалось от 10 до 30 оборотов в одну минуту. Для образования однородной, смешивающейся массой оптимальным вращением оказалось 15 оборотов в минуту. Также было изучено влияние массового соотношения реагирующих компонентов. Для этого были взяты разные массовые соотношения пульпа:полимер (1:1, 2:1, 3:1). Выявлено, что наиболее оптимальным соотношением пульпа:полимер является 2:1. При этом соотношении происходит полное связывания компонентов между собой. Для изучения влияния природы полимера на процесс получения композиционного материала были выбраны такие полимеры как полиэтилен, полипропилен, полистирол с одинаковой молекулярной массы. Полное свыязывание с пульпой наблюдалось только для полиэтилена, что связано по-видимомому, с его структурой и модификации. 95 ВЫВОДЫ 1. В лабораторных условиях доказано получение нового связывающего элемента в виде «Пульпы», который позволяет получить соединения с отходами производства и промышленности. 2. Получены новые материалы и изделия из полученной пульпы за счёт соединения с ТБО и жидкими отходами. 3. В лабораторных условиях получены новые материалы за счёт соединения отходов производства и промышленности с составами «Пульпы» № 1, 2, 3. 4. Разработана и предложена технологическая линия получения измельчённых отходов производства и промышленности с использованием оборудования РФ и РК. 5. Предложен способ получения новых материалов и изделий в условиях г. Астана. 96 4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ УТБЖО ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И УТИЛИЗАЦИИ ТБО И ЖИДКИХ ОТХОДОВ 4.1 Выбор технологического оборудования процессов дробления и измельчения путем резания ТБО По размеру кусков исходного отхода и конечного продукта процесс измельчения условно подразделяется на несколько классов, исходя из которых производится выбор оборудования (таблица 4.1): Таблица 4.1 – Классификация методов измельчения Класс измельчения Размер кусков до Размер кусков после измельчения, мм измельчения, мм Дробление: - крупное 1000 250 - среднее 250 20 - мелкое 20 1…5 - грубый 1…5 0,1…0,04 - средний 0,1…0,04 0,005…0,015 - тонкий 0,1…0,02 0,001…0,005 - коллоидный <0,1 <0,001 Помол: Измельчение твёрдых промышленных отходов и разделение их по крупности на фракции является одним из основных процессов подготовки отходов к утилизации и имеет важнейшее значение для обеспечения высокого качества готового продукта. Технология измельчения включает круг вопросов и проблем, связанных с исследованием путей и возможностей совершенствования существующих и создания новых процессов измельчения и соответствующих этим процессам аппаратов – измельчителей. Целью таких исследований является снижение стоимости измельчения, уменьшение удельных затрат энергии, износа и металлоёмкости измельчителей, увеличение их долговечности и удобства эксплуатации. Учитывая, что стоимость основной массы сырья для производства готовой продукции сравнительно высока, технико-экономический фактор играет особую роль в теории измельчения. Процесс измельчения используют для получения из кусков отходов зерновых и мелкодисперсных фракций крупностью менее 5 мм. При переработке твёрдых отходов 97 используют агрегаты грубого и тонкого измельчения: стержневые, шаровые и ножевые мельницы, дезинтеграторы, дисковые и кольцевые мельницы, бегуны. В качестве несущей среды при сухом измельчении чаще всего применяют воздух, реже дымовые и инертные газы, а при мокром – воду. Измельчение отходов пластмасс и резиновых технических изделий проводят при низких температурах (криогенное измельчение). Работа А, затраченная при дроблении или измельчении на разрушение исходного материала, прямо пропорциональна вновь образованной поверхности F: А = k1ΔF, (4.1) где k1 – коэффициент пропорциональности; ΔF – приращение поверхности. Степень дробления i выражает отношение размеров кусков подлежащего дроблениюdН и кусков раздроблённого материала dk: i = dН / dk. (4.2) Работа внутренних сил упругости при отсутствии потерь равна работе внешних сил, вызвавших упругую деформацию тела: A= где , (4.3) - напряжение, возникающее при деформации; V – объём деформированного тела; Е – модуль упругости (модель Юнга). Работа измельчения одного куска размером D равна А = k2D3, (4.4) где k2 – коэффициент пропорциональности. В обобщённом виде работа, затрачиваемая на деформацию разрушаемых кусков и образование новых поверхностей, равна А = γΔV + ΔF, где γ, (4.5) - коэффициенты пропорциональности; ΔV – деформированный объём; ΔF – вновь образованная поверхность. В чистом виде работы при дроблении пропорциональна среднегеометрическому между объёмом V и вновь обнажённой (образованной) поверхностью S: А = kБ(VS), (4.6) где kБ – коэффициент Бонда. Предложена новая конструкция резания твердо-бытовых отходов до размеров 0,5 мм за счет специальных ножниц с крутящими моментами. 98 К области техники относится сортировочная, мусороразгрузочная и перерабатывающая станция, производящая сортировку, дробление и пакетирования мусора, затем переработку пищевых и полимерных отходов путем пресс формообразования. Авт.св.СССР № 1727914. Кл. В03 В9/06, В65 Г7/00, 1992г. Недостаток сортировочной станции заключается в том, что она не обеспечивает глубокого разделения компонентов пригодных для повторного использования всех морфологических составов твердых бытовых отходов, а также многооперационность: сортировка, дробление, пересортировка и пакетирования, а также разделение мусора на компоненты путем анализирующего извлекающего устройства. Известен уровень техники по схеме цепи аппаратов оборудования сортировки и разделении сыпучих смесей переменного состава, к которым относится морфологический состав твердых бытовых отходов (мусор) и извлечение иных компонентов пригодных для повторного использования и более глубиной утилизации остатков (хвостов) твердых бытовых отходов (ТБО), оставшихся после извлечения перерабатываемых материалов [22,23]. Недостатком выше указанного устройства является то, что использование различного оборудования для сортировки ТБО, которое разделяют на несколько потоков с заданными размерами фракции ТБО, многооперационность путем сортировочных работ с использованием многоступенчатой сепарации, а также не эффективность резания обуви, изделий из тканей, автомобильных шин и др. Известен способ утилизации твердых хозяйственно-бытовых отходов. Изобретение к предварительному патенту №18444. Изобретение относится к способу утилизации твердых хозяйственной бытовых (ТБО) и жидких промышленных отходов и может быть использовано в коммунальном хозяйстве. Недостатком выше указанной техники является то, что использования различного оборудования транспортировки, дробления и измельчения, которые разделяют отходы на несколько потоков с заданными размерами фракции ТБО, многооперационность путем использования механизмов дробления из обогатительных (ткани и др.) фабрик со сложными конструкциями, а также сложного резания мужских, женских и детских обувей. Задачей изобретения является исключение механизмов дробления и измельчения ТБО, а также уменьшение транспортных устройств при утилизации химическом способе твердых бытовых и жидких промышленных отходов [66]. Сущность изобретения - обеспечение упрощения конструкции и уменьшение энергоемкости процессов измельчения особенно сложных отходов, например обуви и изделий из тканей и др. путем резания, крутящими ножами, а также всех морфологических составов (ТБО) путем сначала зачистки и сушки, затем прямой операции измельчения путем 99 резания ТБО всех компонентов при химизации твердых и жидких отходов. Результатом изобретения является смешивания различных сочетаний химических соединений отходов. Например, пластмасс, асбест, аккумуляторы, садовые отходы, отработанные масла, автопокрышки, электронные приборы, кислоты, щелочи, отходы информационных технологии, химические реактивы, краски, лаки, красители, клеящие вещества, органические растворители, пестициды, нефтепродукты, углеводороды, эмульсии, разлагающиеся органические отходы, органические химикаты и др. с раздробленными и измельченными до 10 мм компонентами ТБО, которые поступают в общий миксер. В дальнейшем в миксере происходят химические реакции полимеров, органических соединении с последующим проведением межмолекулярных реакции полимеризации. Химическая реакция в миксере происходят с повышенной температурой и давлением, с выделением газов (метана, пропана, азота и др.) за счет регулирования выпуска газов в печах электро- и теплоэнергии имеется возможность регулировать давление в миксере. Температура регулируется подачей холодной воды в наружный корпус миксера. В миксере подготавливается химическая смесь из измельченных твердых бытовых и жидких химических отходов, для которой требуются специальные соединяющие элементы в виде химических добавок, такие как: хлористый калий, натрий, окись железа, хлорные железо, окись хрома, полимеры и др. После соединения химических смесей твердых бытовых и жидких отходов с химическими добавками они подготовлены в виде пульпы к следующему этапу экструдирования, прессования и формообразования, для протекания которых необходимо определить состав связывающих элементов, например песка, илы, зола, строительных измельченных отходов и др. с красителями. С целью безопасности процессов утилизации отходов не допускается использование специальных опасных, радиоактивных, медицинских, взрывчатых веществ, горючих жидкостей и почв, самовоспламеняющихся веществ, горючих газов, трупов животных, промышленных стоков, промывочных вод и др. Процессы экструдирования, прессования и формообразования проводятся на базе существующего технологического оборудования, необходимого чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделий, материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов досок и стоек железнодорожных снегозадерживающих заборов путем экструдирования необходимо: химические добавки – 10%, песок – 30%, зола – 8%, ил – 5%, краситель – 5%, а остальные 42% составляет химическая пульпа из миксера. Техническая задача изобретения решается: отбором крупно размерных, железо содержащих строительных отходов (длина 500 мм, ширина 300 мм, высота 200 мм); 100 посредством высушивания всех компонентов отходов (мусора) до состояния не слипания его компонентов, при постоянном его перемещении и последовательном их разрезания механическими ножницами крупных, картонных, деревянных, полимерных и др. ящиков, емкостей; первичное измельчение (автомобильных шин; мужской, женской и детской обуви; изделия из тканей мужской, женской и детской одежды и другие отходы) всех морфологических составов ТБО до размеров 80 мм; выбор железных отходов посредством магнитного потока; вторичное измельчение до размеров 40 мм, 20 мм, 10 мм, до размеров 0,5 мм, далее все поступает в миксер, где производится смешивание с жидкими химическими отходами (шламы гальванопроизводства, кислая смолка, фусты коксохимии, ртутный шлам, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, органические химикаты, отработанные масла, шины, кислоты, пестициды, щелочи, смолы, соединении цинка, хрома, свинца, углеводороды, эмульсии). Посредством измельчения вращающимися ромбообразными реверсируемые шнеками, которые ускоряют химические соединения, находящееся в смеси в различных соотношениях, а также обеспечивают полимеризацию компонентов отходов, которые нейтрализуются и подвергаются детоксикации, так как добавляются различные фосфорные, азотные и другие жирные кислоты, которые находятся в смеси с твердыми отходами. В результате образующиеся густые пульпы и газы для экструдирования и формообразования, а также полученные тепло и электроэнергия. В результате химических реакций при высоких температурах до 200 градусов Цельсия и повышенном давлении до 40 атмосфер происходит целый спектр молекулярных процессов, при которых полимеры, текстиль, резины, органические и другие материалы расширяются, все живые микроорганизмы, существовавшие в отходах такие, как бактерии и грибки погибают, все газы и пары образующиеся в ходе химического процесса, перерабатываются в газоочистительной системе и затем используется для получения тепло и электроэнергии. Практически в окружающую среду не поступают никакие опасные вещества, химический процесс не дает никаких побочных продуктов, все жидкости после мойки ТБО поступают в миксер. Повышение производительности и эффективности измельчения всех морфологических составов (компонентов) твердых отходов для химического соединения с жидкими производственными отходами за счет более глубокой утилизации твердых бытовых отходов (мусора) при использовании привода с ромбообразными вращающимися и реверсируемые шнеками в миксере, что обеспечивает ускоренное смешивание и химической реакции твердых и жидких отходов с нейтрализацией и детоксикацией, а также полимеризацией морфологических составов ТБО за счет повышения температуры и давления в миксере. Техническим результатом изобретения 101 является поточность технологических процессов измельчения всех компонентов ТБО до размеров 0,5 мм, а также химизация твердых и жидких отходов при исключении человека на всех стадиях операции. В качестве технологического оборудования используются серийные технические средства с учетом измеряющего устройства, при конечном результате измельчения всех морфологических составов хозяйственно-твердых бытовых отходов. На рисунке 4.1 устройство для измельчения хозяйственно-бытовых отходов путем резания ТБО. Результатом изобретения устройства является специальная конструкция для измельчения хозяйственно-бытовых отходов путем резания всех морфологических составов ТБО, которая является составным элементом технологических процессов утилизации отходов. Сущность устройства заключается в том, что на практике зубчатые, валковые и молотковые дробильные установки в основном базируются на ударных механизмах для твердых горных пород. Использование для дробления таких механизмов при измельчении ТБО не эффективно, так как физико-химические составы не позволяют осуществлять раздавливание ударными нагрузками, что не обеспечивает измельчение ТБО, поэтому необходимо использование способа резания острыми ножами. Целью изобретения является разработка устройства, которое будет включать в себя технологические процессы утилизации ТБО, что достигается использованием конструкций, позволяющих обеспечить резание различных компонентов отходов, путем вращающихся многочисленных двусторонних лезвий с ножами, которые взаимодействуют с различными мягкими свойствами отходов. На рисунке 4.1 показан общий вид устройства с особой конструкцией цилиндра и вращающимся приводом. Устройство содержит электро или гидродвигатель 1, с редуктором 2 которые жестко прикреплены к цилиндру 6 через швеллер 7 с вращающимся и реверсируемой валом 3, жестко закрепленными крестообразными двухсторонними лезвиями 4, жестко закрепленным валом 3, а также цилиндром 6 с жестко закрепленными крестообразными двухсторонними лезвиями 5, которые соприкасаются с вращающимся валом (осью) 3 образуя ножи, путем взаимодействия с двумя лезвиями 4 и 5, что обеспечивает операции резания ТБО. Увеличение количества взаимодействующих с вращающимся валом 3 лезвий на различных расстояниях, обеспечивает более эффективное измельчение ТБО от 80 мм до 0,5 мм. С целью уплотнения измельченных разрезанных отходов предусмотрены шнеки 7, 102 которые на различных расстояниях жестко закреплены на вал 3 с взаимодействующими аналогичными ножами 4 и 5, например с целью получения размерами кусков ТБО до 0,5 мм с 12 ножами на выходе. 1 ýë åê òðî äâè ãàòåë ü 2 ðåäóê òî ð 7 4 ì ì í î æàì è äî 80 ì ì 6 Âè ä ï î À-À 3 4 5 6 ì ì í î æàì è äî 80 ì ì 6 8 ì ì í î æàì è äî 20 ì ì 7 10 ì ì í î æàì è äî 10 ì ì 8 5 12 ì ì í î æàì è äî 5 ì ì 10 4 Рисунок 4.1 – Устройство для измельчения хозяйственно-бытовых отходов путём резания 4.2 Выбор транспортирующих средств и расчет оптимальной мощности электродвигателей при транспортировании ТБО Выбор и расчёт бункеров и различных ёмкостей технологической линии утилизации отходов. Погрузочный бункер, ёмкость его суточной нормы, при работе в две смены с учётом транспортирования 1600 тонн отходов из мусоровозов. V= (4.7) где – вместимость бункера, т.; - насыпная масса материала, т/м3; 103 м3, - коэффициент заполнения бункера (0,8-0,85). Блок для мойки ТБО со скребковым конвейером в основании с длинной 30 м, шириной 20 м, высотой 5 м, снабжён насосной установкой для подачи горячей воды при t = 800, смесью щелочи в виде натрий хлор, калий хлор, как показано на рисунке 4.2. Далее производится сушка ТБО. После дробления производится резание ТБО до размеров 0,3 – 1 мм, которые затем поступают в общий миксер, одновременно в миксер поступают жидкие промышленные отходы, затем производится смешивание путём регулируемых шнеков с приводом миксера с общей мощностью 30 кВт. Рисунок 4.2 – Технологические процессы утилизации твёрдых и жидких промышленных отходов Дробильный блок. Молотковая дробилка. М n = 3,44 т/ч / 25 т/ч • 0,92 = 0,15. Количество молотковых дробилок, подлежащих установке - 1 шт. Бункер-накопитель черного металла. V = 0,028 м3/ч / 0,9 = 0,03. Количество бункеров-накопителей, подлежащих установке 1 шт. Бункер-накопитель цветного металла. V = 0,0002 м3/ч / 0,9 = 0,00022. Количество бункеров-накопителей, подлежащих установке 1 шт. Отделитель черного металла (ПС-120М). М n = 0,23 т/ч / 8 т/ч • 0,92 = 0,03. Количество металлоотделителей, подлежащих установке - 1 шт. Блок транспортировки ТБО после мойки для сушки ТБО. М n = 14,5 т/ч / 25 т/ч • 0,92 = 0,6. 104 Количество пластинчатых питателей, подлежащих установке - 1 шт. Блок транспортирования после сушки до бункеров для дробления, который оснащен электродвигателем мощностью 30 кВт. Мn = 13,6 т/ч / 25 т/ч • 0,9 = 0,59. Количество ленточных конвейеров, подлежащих установке - 3 шт. Блок бункеров резания ТБО. V= 7,7 м3/ч / 0,9 = 8,6. Количество бункеров, подлежащих установке - 3 шт. Блок миксера утилизации ТБО и жидких промышленных отходов с мощностью электродвигателя 30 кВт. V= 15,4 м3/ч / 0,9 = 9,5. Количество бункеров для миксера, подлежащих установке - 1 шт. Исходя из необходимой мощности и интервала оптимальных частот вращения, выбираем электродвигатель – АИР100L2. Мощность Рдв=5,5 кВт с синхронной частотой вращения равной 3000 мин-1.Номинальная асинхронная частота вращения вала n1вычисляется по формуле: n1=nc*(1-S), (4.8) где n1 синхронная частота вращения, мин-1 , nc =3000 мин-1 ; S - относительное скольжение вала, %, S=5%. n1=nc*(1-S)= 3000*(1-0,05)=2850 мин -1. Проверим условие роботоспособности при пуске: (Рдв/Р1)*(Тпуск/Тн)≥β1, (4.9) где (Тпуск/Тн) – кратность пускового момента двигателя (Тпуск/Тн) =2; β1- кратковременные пиковые перегрузки в приводе, β1 =1,5; 2,31>1,5 – условие выполняется. 4.3. Расчет технико-экономических утилизации отходов промышленности 105 показателей технологической линии В странах СНГ и за рубежом (в США, в Японии, в Италии, в Германии и других странах) занимаются вопросами наружного покрытия труб и получения строительных и мебельных материалов на базе первичных полимерных материалов. В последние пять лет увеличился выпуск изделий из первичных полиэтиленовых мешков, пакетов, емкостей для ликероводочных заводов, фруктовых напитков и различных жидкостей. По данным Карагандинского коммунально-транспортного управления ежемесячно на общую городскую свалку поступает 12000 тонн полимерных, пластмассовых, промышленно-бытовых отходов, которые загрязняют окружающую среду. Вследствие этого ущерб, причиняемый состоянию здоровья населения и народному хозяйству Республики Казахстан, исчисляется миллиардами тенге в год. Большие убытки народному хозяйству наносят также аварии на коммунальных трубопроводах из-за коррозии труб. Это приводит к перерасходу воды, сбрасыванию промышленных и бытовых отходов в сточные воды. В результате этого нарушается состав почвы. Все это влияет на экологическую обстановку области и региона. Реализация представляемого проекта позволит создать экологически чистое производство, основанное на переработки твердых и жидких отходов. Результаты проведенных исследований показывают, что после первичной обработки полимерно-пластмассовых изделий изменяются их физико-химическое и механическое свойства на 17-21% в сторону снижения, но давление и температура остаются постоянными. После вторичной температурной переработки изделий из мусора переработанный продукт, можно использовать в строительной и автомобильной промышленности для производства оконных и дверных рам, плит, бамперов, фарозащитных сеток, а также для наружного и внутреннего покрытия металлических труб с целью уничтожения коррозийного эффекта. Предлагаемый к строительству цех по переработке твердых бытовых и жидких промышленных отходов разработан на основе мусороперерабатывающего завода «NSLHYDROMEX», корпорацией NSLInternational, Trading, Inc, зарегистрированной в LosAngeles, California, USA с использованием изобретении Казахстана. Предлагаемая технология перерабатывает жидкие и твердые отходы и производит экологически безопасные продукты для использования как в быту, так на производстве. Большим преимуществом данной технологии, является извлечение тяжелых металлов из жидкой среды, таких как стронций, ртуть и многие другие. Данная технология усовершенствована с целью переработки твердых и жидких отходов, химических веществ, токсичных отходов, упаковочных материалов из полимерных изделий (различные емкости, мешки, пищевых и спиртных продукции и т.д.), загрязненных почв, коммунальных отходов, отходов госпиталей, больниц, текстильных материалов, 106 пластика, шин, краски, растворителей, отработанных масел, и многих других отходов, находящихся в смеси в различных соотношениях (кроме железных и железобетонных отходов). Были проведены теоретические и экспериментальные исследования технологических процессов сортировки, зачистки, переработки мусора в электрическом поле и магнитогидростатистического разделения в бионейтрализующей парамагнитной жидкости, которую подвергают воздействию регулируемого по напряжению магнитного поля при этом подходит дезактивация выделенных компонентов. Путем переработки твердых и жидких отходов можно производить: Железнодорожные изделия и знаки; Автодорожные изделия и знаки; Тепло и электроизоляционные материалы; Мебельные материалы (плиты, панели, фурнитура); Строительные материалы (черепица, тротуарные плитки и др.). Основными потребителями машиностроительные, такой строительные, продукции могут деревообрабатывающие, быть автомобильные, текстильные заводы, предприятия коммунального хозяйства. Основная задача данного проекта - организация безотходной технологии переработки бытового городского мусора. Черные и цветные металлы могут поставляться металлургическим комбинатам. С 2002 года ЗАО магистральные железные дороги «Қазақстан темір жолы» является потребителем и заказчиком по изготовлению и внедрению снегозадерживающих и снегопередувающих заборов, а также щитков, ограждении, дорожных знаков и пучинных карточек для рельсовых путей из полимерных отходов. Полимерные отходы подлежат переработке, бумага и тряпки могут быть сырьем для производства картона, или компонентом изделий для железных и автомобильных дорог. Данный проект предусматривает организацию процесса производства цеха по переработке твердых бытовых и жидких промышленных отходов с целью получения продукции по заказам: АО «Караганда-Пауэр», АО «Караганда-Водоканал», АО «Арселор Миттал Темиртау», АО «НК «Қазақстан темір жолы», ОАО Корпорация «Казахмыс» и др. Производственные помещения, необходимые для производства будут строиться или собираться на базе двухэтажных зданий с подземными коммуникациями. Так как цеха сборные, то на монтажно-строительные работы потребуется менее полугода. Одновременно с монтажом цехов будет вестись закупка и изготовление оборудования через завод им. Порхоменко. 107 Для организации производства планируется создание совместного предприятия, основанного на долевом участии. Так как предприятие «Енбекши» собственным капиталом не располагает, но имеет авторские свидетельства и патенты на создание экологически чистого производства строительных и других материалов на базе переработки твердых и жидких отходов, то в качестве вклада в совместное предприятие предлагается часть патентов и авторских свидетельств, оцененных на сумму $ 1 200 000. В этом случае вкладом с другой стороны должен быть капитал на сумму 88 000 000 тенге. Производство изделий и продукции путем УТБЖО. Путем экструдирования различных компонентов отходов (полимерные, картонные, бумажные, текстильные, резиновые, стекло и др.) можно получить следующие материалы: железнодорожные изделии, конструкции постоянных снегозадерживающих заборов, согласно инструкции по снегоборьбе на железных дорогах РК №ЦП-751/1,2001г. Таблица 4.2 – Основные размеры элементов заборов облегченного типа их отходов Высота Диаметр Длина столба, Диаметр Размер Размер забора, м столба, см см подкоса, см прогона, см обрешетки, см 3,0 25 460 20 6х10х325 1,5х10х100 4,0 25 56 20 6х10х325 1,5х10х140 5,0 25 660 20 6х10х325 1,5х10х180 Таблица 4.3 – Основные размеры снегопередувающих заборов из отходов Высота Высота Высота Диаметр Диаметр Размер забора, м панели, м продуваемого столба, см подкоса, см прогонов, см 25 20 60х130х330, проема, м 5 3 2 1,5х10х300 Кроме выше указанных изделий для железных дорог путем экструдирования отходов можно получить: – переносные рештачные щиты; – опознавательные знаки для железных и автомобильных переездов. 108 Исходным сырьем для производства продукции будут являться составляющие мусора: полиэтиленовые изделия, бумага, старая одежда, пластмассовые отходы, с добавлением песка и красителей. Мусор будет доставляться до цеха УТБЖО, который будет располагаться в полигоне АО «Астана Горкоммунхоз», согласно гаранта – разрешение Акима г. Астана. Основным сырьем для производства бамперов, воздушных отсекателей для легковых автомобилей, оконных рам и дверных блоков является вторичный полиэтилен. После получения жидкой массы из вторичного полиэтилена будет осуществляться разливка массы в специальные пресс-формы. После охлаждения продукция поступит на склад. Более подробное описание производственных циклов будет дано в процессе переговоров. Основным производством будет являться получение теплоизоляционных материалов, электроизоляционных лент, элементов снегозадерживающих заборов и щитков и др. Цех выпустит следующую продукцию за год: 1. Наружная оболочка для покрытия теплопроводов на 8 млн. тенге; 2. Теплоизоляционные материалы на 2 млн. тенге; 3. Электроизоляционные ленты на 6 млн.тенге; 4. Снегозадерживающие заборы, щитки карточек для железных дорог и др. – 46 млн. тенге; 5. Строительные материалы (черепица, тротуарные плитки и др.) Преимущества Завода УТБЖО. Низкая себестоимость; Отсутствие транспортных расходов на сырье для производства; Отсутствие транспортных расходов для привоза оборудования из-за придела Казахстана; Не сопровождается выделением вредных выбросов в атмосферу и водные источники, так как все виды отходов обезвреживаются; Не остается вредных остаточных продуктов, требующих дальнейшего уничтожения или захоронения; Сбор промышленно-бытовых отходов будет осуществляться специальными машинами в специально оборудованные контейнеры по примеру высокоразвитых стран США, Англии, Японии и др. Это позволит улучшить санитарное состояние города и области, и тем самым положительно повлиять на экологическую обстановку в области. Для достижения этой цели необходимо произвести обучение и организационные мероприятия с населением. 109 При успешной реализации данного проекта опыт организации производства можно будет использовать в других областях Казахстана, а также наладить массовый выпуск продукции в регионах. Снегозадерживающие заборы и другие изделия из полимерных отходов в два раза дешевле по сравнению с деревянными и железобетонными, а также их срок службы достигает 50 лет. Рынок сбыта. Предприятие «Енбекши» планирует осуществлять поставку своей продукции следующим предприятиям: – ЗАО Магистральные железнодорожные сети «Қазақстан темір жолы»; – ТОО «Караганда-Пауэр» «Қарағанды жылу»; – ОАО «Водаканал-Караганда»; – АО «Арселор Миттал Темиртау», УДОАО «Миттал Стил Темиртау»; – Корпорация «Казахмыс»; – КСК города и др. Таблица 4.4 – Технические характеристики оборудования цеха (экструдера) Наименование Наружная изделия Теплоизоля- Электроизоля- Наружная Элементы оболочка ционные ционные внутренняя изделии мерных материалы ленты покрытия для расходов Показатели теплопрово- производитель- дов металл.труб железных дорог ности Техническая 30м/час 40м/час 25м/час 10м/час 36м/час Эксплуатационная 240м/смен 320м/смен 200м/смен 80м/смен 350м/смен Суточная 480м/сутки 640м/сутки 400м/сутки 160м/сутки 700м/сутки 26квт.ч 37квт.ч 22квт.ч 28квт.ч 60квт.ч Суммарная мощность ТЭН Таблица 4.5 – Морфологический состав ТБО в 2006 году Классификация ТБО % от всего объема ТБО Европа СНГ США г.Астана РК г. Караганда Бумага 24,7 20-36 38,0 25,85 36,0 36,0 Пищевые отходы 37,8 20-38 25,0 24,60 13,0 14,0 110 Дерево - 1-4 - 4,35 4,0 3,0 7,8 3-6 - 3,85 6,0 6,0 - 2,5 - 4,0 4,0 4,0 Металлолом 2,8 2-4 8,0 4,35 4,0 4,0 Стекло 2,8 5-7 7,0 3,30 4,0 4,0 Пластик 8,0 8,9 8,0 14,75 9,0 9,0 16,1 10-35,5 15,0 16,35– 24,0 20,0 100 100 100 100 100 100 Текстиль Кости Прочие (негабаритные предметы; химические и строительные отходы, резины, шины и др.) Итого На 01.01.2006г. общий объем ТБО на полигоне г. Караганда составляют 4495 тысяч тонн. Количество образующихся ТБО в день в г. Астана более 500 тонн. Таблица 4.5 – Технико-экономические показатели Завода УТБЖО в год п/ Наименование Един. п показателей Изм. Кол-во Цена Годовой Гарантированные (тенге) выпуск потребители (в.тыс. (покупатели) тенге) 1 2 3 4 1 Проектная мощность тонн 72000 А В натуральном выражении Б 5 6 7 146000 отходов в год Наружная оболочка мерных расходов для м2 50000/240т. 70 8000 покрытия ТОО «КарагандыЖылу» теплопроводов В Теплоизоляционные материалы ТОО «Карагандым3 3000/230т. 111 1150 2000 Жылу» Г Электроизоляционны е ленты ОАО Карэнерго, М 80000/340т. 50 6000 ОАО «ИспатКармет» Д Строительные Строительные материалы организации (черепицы, м2 20000 240 84000 тротуарные плитки) городов Республики Казахстан Е Элементы снегозащитных заборов и других М 80000/640 400 46000 МЖС, ЗАО, НК изделии для «Қазақстан темір железных и жолы» автомобильных дорог Итого 3460 146000 с НДС 146300000 тг. НДС 7726666тг. 2 Сметная стоимость А строительные работы тыс. 6000 тенге Б оборудование (покупн.) 31000 В монтажные работы 10000 Г прочие затраты (ПКР, 6000 аренда, эл. энергия, коммунальные зарплата и др.) Д изготовление 25000 оборудование Е 3 Налоги 10000 Итого 88000 Списочная число чел. 16 чел. 9 работающих А Рабочих 112 Б Шофер чел. 1 В ИТР, служащих чел. 6 4 Режим работы А рабочих дней в году дн. 260 Б смен. в сутки смен 2 В продолжительность час 8 квт/час 180 смены Установленная 5 мощность силовых токосъемников А Тепло ккал 98-120 Б Воды м.куб/ 0,84 час Таблица 4.6 – Расшифровка финансовых затрат на оборудование одной технологической линии «УТБЖО» производительностью 200 тонн/смену, при стоимости 88 млн. тенге (восемьдесят восемь миллионов тенге) п/п Название Тип, модель Позиция Количество Един. Цена, тыс. измерен тенге 5 6 7 1 шт. 1800 на плане ПТБЖО 1 1. 2 3 Емкость (бункер) Сварная ТБО конструкция 4 ТБО с объемом 20 м3 2. Железоотдалитель ЭПР-120 1 1 шт. 850 3. Дробилка ДД3-6 2 1 шт. 1100 4. Измельчитель М8-6Б 3 1 шт. 1400 5. Емкость- Бензобак-3 4 2 шт. 1400 спекторометры 6. Емкость-миксер ТЖО (Б-3) 5 1 шт. 700 7. Емкость ХПК (Б-3) 5' 1 шт. 800 Б-3 1' 1 шт. 700 химикатов 8. Емкость-миксер 113 9. Емкость (бункер) ЖО (Б-3) ЖО 1 шт. 700 10. Резервная емкость Б-3 РХ 3 шт. 1100 11. Воздушный ТВ175-1,6 1 шт. 1500 компрессор 12. Конвейеры СК-600 2 13. Насосы НШ-120 2 шт. 800 14. Электрооборудов. - 3 шт. 750 15. Компьютер, IBM-PRO программная АСУ System - 1 - 1800 трех процессом command 16. Регуляторы давл. РД-0-14 4 шт. 120 17. Активаторы засл. SF-38-172 5 шт. 90 18. РН Регуляторы РН-12 5 шт. 200 19. Трубы и D.45-80 - - - 2700 700 соединения 20. Инструменты ИТР-45 - - - 80 21. Оборудование по As reguived - - - 890 Fork. Lifts - - - 30 безопасности 22. Рентующее оборудование 23. Сталь и 5440 конструкция изготовление 24. Аппаратура Nuts.Bolts 2000 25. Ручные инструм. Snap On 850 26. Химикаты Приложение 280 №2 27. Проектно 7800 изыскатель. работы 28. Транспортировка 860 и страхование 29. Строительные 6000 работы 114 30. Спец монтажные 1000 работы 31. Обустройства 2000 цеха и труда 32. Пусконаладочные 2000 работы 33. Обучение и работа 3500 персонала 34. Прибыль строителя цеха 500 УТБЖО 35. Изготовление 17000 оборудования 36. Прочие расходы: коммун. услуги, эксплуатация 37. 3960 Служебные расходы, налоги, зарплата, и др. ИТОГО: 88000 Таблица 4.7 – Перечень химикатов используемых в цехе «УТБЖО» общая стоимость – 280 тыс. тенге № Название химических добавок № п/п Название химических добавок п/п 1 2 3 4 1. Хлористый калий 9. Хлорное железо 2. Растворители 10. Окись хрома 3. Азотная кислота 11. Полимеры 4. Фосфорная кислота 12. Жирные кислоты 5. Перекись водорода 13. Отходы молочный кислоты 6. Сульфат 14. Клей 7. Хлористый натрий 15. Отработанные нефтепродукты 8. Окись железа 16. Отходы сахарного производства 115 Выпускаемая продукция Завода УТБЖО.Основным производством будут являться теплоизоляционные материалы, электроизоляционные ленты, элементы снегозадерживающих щитков и др.: 1. Наружная оболочка для покрытия теплопроводов; 2. Теплоизоляционные материалы; 3. Агропромышленные изделия; 4. Снегозадерживающие заборы, щитки карточек для железных дорог, а также автомобильных дорог; 5. Машиностроительные изделия; 7. Строительные материалы (черепицы, тротуарные плитки и др.); 6. Подошвы для мужской, женской и детской обуви и др. Таблица 4.8 – Структура ценообразования и переменные затраты на одно изделие по странам России и Казахстан Перечень выпускаемой продукции и изделий Стоимостные показатели, тг По Завод По России УТБЖО Казахстану 2 3 4 Расходы на 1 кв.м. 45 30 40 Цена на 1 кв.м. 90 70 85 Расходы на 1 кв.м. 720 650 705 Цена на 1 кв.м. 1450 1150 1350 Расходы на 1 м 128 120 125 Цена на 1 м 450 380 395 Расходы на 1 кв.м. 8,8 7,5 8,2 Цена на 1 кв.м. 860 640 680 1 1. Наружная оболочка мерных расходов на покрытие теплопроводов 2. Теплоизоляционные материалы 3. Электроизоляционные ленты 4. Строительные материалы (черепицы, трот. плитки) 116 5. Электроэнергия Расходы на 1 кв.м. 12 6 Цена на 1 кв.м. 4 3 80/600 60/400 70/580 1800 800 1200 6. Элементы снегозащитных заборов и других изделии для железных и автомобильных дорог. Расходы на 1м/цена 7. Содержание отходов для выпуска продукции (для ж. д. и авто. транс.) Пульпы из отходов – 35% Песок и краситель - 30% Цемент – 10% Отходы строительства – 25% Цена на 1 м3 8. Выработка электроэнергии, кВт/смену 10000 Цена 1 кВт/час 4,0 3,0 4,5 По всем выпускаемым изделиям и продукциям необходимо проведение сертификации предлагаемых категории продукции с учетом им компонентов, так как они изготавливаются из различных отходов после отчистки путем химизации. Экспериментальный цех «УБТЖО». Утилизация твердых и бытовых, и жидких, промышленных отходов (УТБЖО) является устойчивое улучшение экологической ситуации в городах и охрана здоровья населения путем использования организации современной прогрессивных технологий системы управления обращения с ТБО на отходами, основе создания производственной инфраструктуры по обезвреживанию и утилизации отходов. Цель проекта. Обоснование экспериментальными исследованиями, результаты теоретических и лабораторных задач. А также параметры переработки утилизации мусоросортировочных и сжигающих заводов в городах. А также пути получения инновационных материалов с учетом физических, химических и механических свойств. Новизна проекта. Впервые в мировой практике предлагаются технологические схемы по переработке и утилизации отходов потребления и производства на основе свыше 20-ти инновационных патентов на изобретение, а также обоснование параметров в лабораторных исследованиях. Переработка и утилизация хозяйственно-бытовых и производственных отходов 117 позволяют получить инновационные промышленные материалы и изделия свыше 60-ти наименования; Закрытие полигонов захоронения, мусоросортировочных и сжигающих мусор заводов в городах, что позволяют значительно уменьшить действие парникового эффекта в атмосфере и космосе; Получение различных газов – метан, бутан и др. Из одной тонны утилизованного мусора можно получить свыше 10-ти м³ различных газов для дальнейшего получения теплоэнергии до 100кВт. Отрасль применения. В городах Республики Казахстан, СНГ и за рубежом с населением свыше 50.000 жителей, где имеются хозяйственно-бытовые и производственные отходы (жилищно-коммунальное хозяйство). Этапы выполнения проекта. Разработка ТЭО и ПСД экспериментального цеха одной линии с производительностью свыше 20 тонн в смену – в 2012 году. Выбор и комплектация оборудования технологической линии. Разработка монтажной схемы и изготовление непокупного оборудования. Запуск экспериментального цеха технологической линии – в 2013 году. Сметная стоимость проекта – 100 млн. тенге. Стоимость изготовления оборудования – 40 млн. тенге. Стоимость монтажа экспериментального цеха – 15 млн. тенге. Стоимость покупных изделий – 20 млн. тенге. Запуск экспериментального цеха – 5 млн. тенге. Акимат города Астаны выделит здание площадью 30 м² и земли со всеми коммуникациями, а также 25 млн. тенге для экспериментального цеха. Согласно письму №57-3 от 05.03.2010 г. Окончательные решения и результаты НИОКР экспериментального цеха УТБЖО являются строительство завода нового поколения по утилизации отходов потребления, производства и промышленности (УОП3) для внедрения в моно города и города РК, страны СНГ и за рубеж. ВЫВОДЫ 1. Проанализирована принципиальная схема измельчения ТБО, отмечено что для увеличения производительности резания ТБО необходимы новые конструкции устройств. 2. Разработана новая технологическая линия утилизации твёрдо-бытовых и жидких отходов на базе новых конструкций резания ТБО. 3. Произведён расчёт и выбор мощности функциональных элементов УТБЖО. 118 4. Предложено обоснование строительства экспериментального цеха УТБЖО для исследования механических, физических, химических свойств отходов. 5. Произведен обзор и анализ состояния утилизации и переработки твердых бытовых и жидких промышленных отходов в странах СНГ и за рубежом. 6. Путем лабораторных исследований были определены режимные параметры полимерных отходов и физико-механические свойства до и после экструдирования. 7. устройств Определены основные размеры элементов заборов и снегозадерживающих для железнодорожных и автомобильных дорог, различных отраслей промышленности, а также других материалов и выпускаемой продукции Завода УТБЖО. 8. Обоснованы последовательные реакции – химических превращений твердых бытовых и жидких отходов с новыми физико-химическими свойствами в виде пульпы, при утилизации ТБЖО. 9. Осуществлен расчет параметров оборудования для промывки и сушки ТБО, для дробления ТБО, а также различных бункеров и емкостей. 10. Произведен расчет аэродинамических сопротивлений снегозадерживающих заборов для железных и автомобильных дорог, изготавливаемых из отходов. 11. Обоснованы параметры химизации ТБО и жидких отходов с учетом требования экологических, производственных безопасности, а также экологическую чистоту выпускаемой продукции. 12. Предложены технологические схемы переработки промышленных отходов (строительства, дорожно-асфальтных покрытии, металлургического завода, ТЭЦ и др.) для соединения к составам пульпы УТБЖО. 13. Разработана технологическая схема Завода нового поколения УТБЖО в замен городских полигонов захоронения, мусоросортировочных заводов, а также различных способов сжигания мусора. 14. В результате лабораторных исследовании физико-химических свойств отходов химическим способом при утилизации получены следующие новые материалы: вторичные гранулы; досок (реек) для снегозадерживающих заборов железнодорожных и автомобильных дорог; строительные плитки; черепицы, дорожные бордюры; электрические изоляционные ленты для подземных кабелей с высоким напряжением 350 и выше вольт; теплоизоляционные ленты для отопления; специальные материалы для наружного и внутреннего покрытия изношенных металлических труб; различные опознавательные знаки для железнодорожного и автомобильного транспорта и др. 15. Лабораторные исследования показывают, что из одной тонны химических соединений ТБО и жидких промышленных отходов можно получить до 20м3 газов метана, 119 пропана, которые обеспечивают получение электроэнергии до 100 тысяч киловатт в смену. Необходимо полное название инновационных материалов для различных отраслей промышленности, которые позволяют соединять пульпу с другими отходами производства. 16. В результате лабораторных исследований получена инновационная пульпа за счёт химизации хозяйственных твёрдо-бытовых и жидких промышленных отходов, что позволяет получить новые материалы за счёт других отходов производства и промышленности. Новая экспериментальная технологическая линия используется для получения инновационных материалов и изделий для различных отраслей. Все разработки защищены авторскими свидетельствами на изобретения на базе патентов РК. 17. По результатам лабораторных исследований получены положительные решения и отзывы специалистов и организаций, которые отображены в приложениях 1, 2. 120 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ТБО оказывают очень большой вред на окружающую среду своим многокомпонентным составом, выделяющимися вредными и токсичными веществами, которые попадают во все оболочки Земли: атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу. Развитые страны стремятся сократить это влияние различными методами, среди которых ведущую роль занимает сортировка и повторное использование компонентов ТБО. Согласно основным государственным документам Республики Казахстан в стране практически отсутствует система управления отходами, включающая мониторинг, хранение, переработку и утилизацию промышленных и бытовых отходов, что препятствует переходу к устойчивому развитию. Между государственными органами, отвечающими за регулирование и управление ТБО, и предприятиями, занимающимися переработкой различных фракций мусора, нет слаженного механизма взаимодействия и взаимопомощи. Основная масса отходов складируется на полигонах и на несанкционированных свалках. На мой взгляд, для сельской местности можно внедрять следующие проекты: 1. Биотермическое компостирование с получением удобрения; 2. Биогазовые установки для получения биотоплива; А для крупных городов, таких как Астана, главным стратегическим направлением является переход к раздельному сбору ТБО. Мусоросжигание считается экологически вредным методом, также как и захоронение на полигонах. Конечно, полностью отказаться от этих способов нельзя, т.к. 100 % рециклинга добиться невозможно. Но уменьшить количество сжигаемого или захораниваемого мусора можно, тем самым минимизируя влияние на окружающую среду. Для решения этой проблемы необходимо комплексное решение ряда вопросов. Вопервых, нужен контроль за применением законодательных актов в области управления отходами. Во-вторых, необходима широкая информационная компания по воспитанию и привлечению внимания населения к проблеме. И, в-третьих, не менее важным является наличие рынка сбыта вторичных ресурсов. Одним из важных направлений в области формирования комплексной системы обращения с твердыми бытовыми отходами является необходимость разработки экономикоорганизационного механизма повышения эффективности и качества услуг по селективному сбору мусора в городах, ориентированного на раздельный сбор различных видов отходов, выделение опасных видов отходов из общего потока вторичного сырья. 121 Для решения проблемы утилизации отходов необходима организация селективного (сортированного) сбора ТБО. Сортировка отходов должна начинаться уже в источнике их образования – в жилом секторе, в организациях, учреждениях, рынках и т.д. Здесь нашему обществу необходимо повышение культуры сбора отходов, а это длительный и трудный процесс. Немаловажная роль на этом этапе принадлежит также пунктам приема утиля, где отходы определенных видов покупаются у населения. 122 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Закон РК от 12 ноября 2006 № 216 «Об охране окружающей среды»; 2. Концепция устойчивого развития на 2007-2024 годы. МООСРК 14.11.2006; 3. Закон РК от 4 декабря 2002 года № 361 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»; 4. Закон РК от 23 января 2001 года №148 «О местном государственном управлении в Республике Казахстан»; 5. Закон РК от 24 марта 1998 года №213 «О нормативных правовых актах»; 6. Стратегия развития Казахстана до 2030 года; 7. Концепция экологической безопасности Республики Казахстан на 2004-2015 годы, утвержденного Указом Президента республики Казахстан от 03.12.2003 г. № 1241; 8. Правила разработки и реализации отраслевых (секторальных) и региональных программ в республике Казахстан», утвержденным постановлением Правительства Республики Казахстан от 26 февраля 2004 года № 231; 9. Санитарные правила устройства и содержания полигонов ля ТБО. Министерство здравоохранения РК, 1997 г.; 10. СНиП РК №3.01.016.97. гигиенические требования к устройству и содержанию полигона для ТБО; 11. Целевая программа «Строительство (реконструкция и безопасная эксплуатация полигонов по захоронению отходов города Новосибирска на 2004-2009 годы, РФ. 12. Проект регионального стратегического плана управления ТБО в Донецкой области на 2005-2009 годы, Украина; 13. Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов для ТБО. Москва. 1983. Минжилкомхоз РСФСР, АКХ им. Панфилова; 14. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Справочник. Академия коммунального хозяйства им. Панфилова. Москва, 1997.305 с; 15. Семинар по плану управления отходами в г.Астане, г-н Шунго Сьеда.(НИПГОН КОЕЙ СО. ЛТД. Астана, 2000 г; 16. Девид Г.Бэнгз, руководство по составлению бизнес плана, М.Изд «ФЫинпресс». 1998-256 с; 17. Дозеф А.Ковелло. Бриан Дис.Хейзгелгрен. Бизнес-планы-М.Изд-во «Бионом», 1998-352 с. 18. Сборник Бизнес-планов с комментариями и рекомендациями (Под ред В.М.Попова,-М., Финансы и статистика, 1998-488 с; 123 19. Завод по сортировке и переработке ТБО, (СПТБО) в г.Караганде, ПК «Енбекши».технический проект, том 5 книга 2, Караганда 1998.59с. 20. Бизнес план организации производства по переработке промышленных бытовых полимерных и пластмассовых отходов для процессов сортировки хозяйственно-бытового мусора общегородской свалки. ПК «Енбекши». Караганда, 1996, 58 с; 21. Ермеков Т.Б. Мукашев Г.М., Мукашев Ж.Г. Научно-техническое и экономическое обоснование строительства завода сортировки и переработки ТБО в городах с населением свыше 500 тыс.жителей.Караганда.2005.95 с 22. В монографии: Научно-техническое экономическое обоснование строительства завода сортировки и переработки твердых бытовых отходов (прототип). Караганда, 2005. – 95. Авторы: Ермеков Т.Е., Мукашев Г.М., Мукашев Ж.Г. 23. «Актуальные сопредельных проблемы экологии и природопользования в Казахстане и территориях» Материалы международной научно-практической конференции. Павлодар: изд. – ПГУ, 2007, - 431с. 24. Т.Е. Ермеков. Инновационная технология утилизации жидких промышленных и хозяйственно-бытовых отходов химическим способом. стр. 118 – 121. 25. Ермеков Т.Е., Байсалова Г.Ж., Идрисов Б.Р. Переработка бытовых отходов с целью получения новых полимерных материалов. Научно-технический сборник, выпуск 67, серия: технические науки и архитектура, Мин.образования и науки Украины. Харьковская национальная академия городского хозяйства. Киев, «Техника», 2006. – 369с., С. 64-69. 26. Ермеков Т.Е., Байсалова Г.Ж., Идрисов Б.Р. Результаты исследований по переработке бытовых отходов с целью получения новых полимерных материалов. Материалы VII Международной научно-технической Интернет-конференции. 1-30 декабря. Мин.науки и образования Украины. Харьковское областное террит.отделение Академии строительства, Харьковская национальная академия городского хозяйства, Харьков, 2005. 178с., С.163-167. 27. Ермеков Т.Е. Бекенов Т.Н. (г. Астана ЕНУ им. Л.Н. Гумилева), Глисон.Г.(Университет Нью-Мексика, США). Разработка новой технологии переработки бытовых отходов, отвечающей мировым стандартам. Материалы международной научнопрактической конференции «Экологическая безопасность урбанизирован-ных территорий в условиях устойчивого развития». 5-6 октября Астана, 2006. с.223-229; 28. Ермеков Т.Е. (ЕНУ им. Л.Н. Гумилева), Тултабаев М.Ч. (МООСРК), Шутенко Л.Н. (Харьковская национальная академия хозяйства, Украина). Сравнительный анализ мировой практики и выбор альтернативных решении переработки твердых бытовых и жидких отходов. Материалы международной научно-практической конференции «Экологическая 124 безопасность урбанизированных территории в условиях устойчивого развития». 5-6 октября Астана, 2006. 229-237. 29. Ермеков Т.Е. и др. Разработка программы управления ТБО в условиях г.Астаны. Материалы конф. Астана, 2006. стр. 229-233. 30. Ермеков Т.Е., Калиева Ж.Ж., Жуматаева Ш.О. Зарубежный опыт применения и выбор инновационных решении переработки твердых бытовых и жидких промышленных отходов.«Ломоносов – 2007» Доклады международной научной конференции Астана. стр. 215-217. 31. Б.К. Бекнияз, М.Ш. Тултабаев, Т.Е. Ермеков. Экономические проблемы экологии и безопасность окружающей среды, как взаимосвязанные и системы «Общество – человек». Материалы международной научно-практической конференции «Экологически эффективные и ресурсосберегающие технологии – 2008». Астана. 2008. 3-5 июня. 32. Б. К. Бекнияз, М. Ш. Тултабаев, Т. Е. Ермеков. Инновационный химический способ утилизации твердых бытовых и жидких отходов взамен городских полигонов захоронения. Материалы международной научно-практической конференции «Экологически эффективные и ресурсосберегающие технологии – 2008». 3-5 июня. 2008. 33. Б.Н. Дю, Т.Е Ермеков, В.А Селезнев – «Способ сортировки твердых бытовых отходов (ТБО)». Информ. листок №96-97 КазГОС ИНТИ, МН и АНРК, Карагандинский ЦНТИ, 1997г. 7с. 34. Б.Н. Дю, Т.Е Ермеков. «Разработка автоматизированной технологической линии сортировки и переработки твердых бытовых отходов». Информ. листок № 89-97 КазГОС ИНТИ, МН и АНРК, Карагандинский ЦНТИ, 1997г. 5с. 35. Б.Н. Дю, Т.Е Ермеков, В.А Селезнев «Устройство для получения моноблочных изделий из отходов термопластиков». Информ. листок №97-97, Р87.53.85. КазГОС ИНТИ, МН и АНРК, ЦНТИ, Караганда 1997г. 4с. 36. Б.Н. Дю, Т.Е Ермеков, В.А Селезнев «Способ наружного обвалачивания металлических труб отходами термопластиков». Информ. листок. Р11.01.91., №98-97 КазГОС ИНТИ, МН и АНРК, ЦНТИ, Караганда 1997г. 5с. 37. Б.Н. Дю, Т.Е Ермеков, В.А Селезнев «Способ термического прессования изделий из отходов полиэтилена и полиэтиленового регенерата». Информ. листок, Р.61.01.91 №99-97 КазГОС ИНТИ, МН и АНРК, ЦНТИ, Караганда 1997г. 5с. 38. Сборник Бизнес - планов с каментариями и рекомендациями (Под ред. В.М Попова,-М., «Финансы и статистика», 1998,-488с.) 39. Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах Республики Казахстан. № ЦП751/1, 2001г. Астана Казакстан тимир жолы. 70с. 125 40. Завод по сортировке и переработке твердых бытовых отходов, (СПТБО) в г. Караганде, ПК "Енбекши", Технический проект, том 5, книга 2, Караганда 1998.59с. 41. Марков В.Д, Кравченко Н.А. Бизнес-планирование.- Новосибирск: "Экор", 1996151с. 42. Бухгалтерский анализ: пер. с англ. 2-го - К.: Торгово- издательское бюро ВНУ, 1998.-428с. 43. Макконелл К.Р., Брю С.Л Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В2т: пер. с англ.2-го изд. Т.Т. - М: Республика. 1998.- 399.: табл., граф. 44. С.П. Артушин. Проектирование углеобогатительных фабрик. - М.: Недра, 1998, 380с. 45. Оборудование обогатительных фабрик. Отраслевой каталог.-М.: 1988, ЦНИИ уголь, 380с. 46. Кравченко Б.И., Бабенко Ю.И «Зарубежные и отечественные пневматические, электро статические сепараторы для горной промышленности» (обзорная информация). М., ИНИИТЭИ,1998. - 280с. 47. Ермеков Т.Е., Арпабеков М.И.. Горные машины. По рекомендацию Министерства образования и науки Республики Казахстан для организаций начального и среднего профессионального образования: учебник. – Астана: «Фолиант», 2009. – С. 372. 48. Ермеков Т.Е., Шоланов К.С., Арпабеков М.И. Научные основы решения, а также обоснование параметров горных и строительных робототехнологических комплекесов. – Алматы: Изд-во Эверо, 2009. – 272с. 49. Ермеков Т.Н., Исмагамбетов М.У., Арпабеков М.И. Технологиялық машиналар динамикасы: оқу құралы / ЕНУ им. Л.Н.Гумилева. – Астана, 2007. – 128с. 50. Ермеков Т.Е., Шоланов К.С., Тазабеков И.И., Арпабеков М.И. Методика расчета определения эксплуатационных параметров транспортирующего става в составе роботизированного комплекса КРС // Вестник Кыргызского аграрного университета. – Бишкек, 2009. – № 1 (12). – С.98-103. 51. Ермеков Т.Е., Несіпбаев Ж.С., Нургужина Г.М. Өндіріс жабдықтарын автоматтандыру және роботтандыру / Жезқазған. ЖезУ.- 101 б. 52. Ермеков Т.Е. Кен машиналары мен жабдықтары және өндіріс роботтары / Оқулық. Қарағанды: ҚарМТУ, 2001.310 б. 53.T. E. Ermekov, Sh.O. Zhumataeva, Zh.Zh. Kalieva ,The Production of thermal Energy and Import substitution wares buchemical utilization of the Domestic and biguid wastes. Ecological sa[ety under urbanized territories conditions materials of the international scienti[ic and practical conference –Astana. 2008 – 423 p. p.311-316. 126 54. Ермеков Т.Е., Б.Р. Идрисов. Исследование параметров электроэнергии при утилизации отходов потребления. Тезисы докладов межд. науч. конф. студ, магистрантов и молодых ученых «Ломоносов-2009»,II часть, посв. 15 летию инициативы през. РК Н.А. Назарбаева о создании Евросоюза, Казфилиал МГУ им. М.В. Ломоносова, Астана ,2009. С.232-233 55. Ермеков Т.Е., Идрисов Б.Р., Калиева Ж.Ж.. Пути повышения качества образовательных улсуг по требованию «ISO-9001-2000»Труды VI Межд. науч. конф. Молодых ученых «Наука и образование-2009», I часть, Астана, .2009 с.325-328 56. Ермеков Т.Е., Б.Р. Идрисов.Инновационный способ утилизации твердых бытовых и жидких отходов взамен городских полигонов захоронения.Труды VIМежд. Науч. Конф. Молодых ученых «Наука и образование-2009», I часть, Астана, .2009.С.328-331. 57. Ермеков Т.Е.,Ибрагимова Д.К., Усенов А.М. «Общества окружающая среда», как взаимосвязанная система безопасности окружающей среды. Труды VIМежд. науч. конф. молодых ученых «Наука и образование-2009», I часть, Астана, 58. Калиева Ж.Ж., Ермеков Т.Е. Выработка теплоэлектроэнергии и выпуск импортозаменяющих изделий путем утилизации бытовых и жидких отходов химическим способом. Сборник матеиалов Международной научной конференций молодых ученых «Наука и образование-2008»- Астана им.Л.Н.Гумилева, 2008: 1 часть,-421с. С.177-180. 59. Б.К. Бекнияз. О реализации Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007 – 2024 годы. Стр. 428-431. 60. Б.К. Бекнияз, Т.М. Байтасов, М.Ч. Тултабаев, Т.Е. Ермеков. «Общество – человек» взаимосвязанная и взаимозависимая система по созданию отходов потребления на вечное время в неисчерпаемом количестве, стр. 34 - 36. 61. Концепция Экологической Безопасности РК на 2004-2015 годы от 3 декабря 2003 года; 62. Систер В.Г., Мирный А.Н. Скворцов Л.С., Абрамов Н.Ф., Никогосов Х.Н. Твердые бытовые отходы. Справочник – Москва, 2001. – 320 с. 63. Розанов С.И. Общая экология – СПб.: Издательство «Лань», 2004. 64. Экология: учебник для вузов / Под ред. проф. В.В. Денисова – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов-на-Дону, 2004. - с. 452-462; 65. Короткин В.И., Передельский Л.В. Экология – М.: Издательство «Сеникас», 2004. 66. Боровский Е.Э. Проблемы экологии. Отходы, мусор, отбросы – М.:ИКЦ «МарТ», 2004. 67. Черп О.М., Виниченко В.Н. Проблема твердых отходов: Комплексный подход – М.: Агропромиздат, 1991. 127 68. Охрана окружающей среды: Учеб. / Белов, С. В., Барбинов, А. Ф., Козьяков, А. Ф. и др. – М.: Высш. шк., 1991. 69. Колесников С.И. Экологические основы природопользования Ростов-на-Дону: МарТ, 2005. 70. Нурсеитов Б.Е. Эколого-экономическая эффективность переработки твердых бытовых отходов (на примере Южно-Казахстанской области). Автореф. дисс. … канд. экон. наук по спец. 080019 - экономика природопользования и охрана окружающей среды. Алматы, 2009. – 8 с. 71. Николайкин Н.И. Экология: учебник для вузов – М.: Дрофа, 2005. 72. Куражковский Ю.Н. Очерки природопользования – М.: Мысль, 1969. 73. www.ecounion.ru. 74. www. Recycle.ru. 75. Мюррей Робин. Ноль отходов («ZeroWaste») // Экология и жизнь, № 6(44), 2004. 76. www.deuchland.de. 77. Литвинов О.В. Экологические знаки. www.stq.ru. 78. www.epa.gov. 79. Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учеб. пособие для вузов – СПб.: Химия, 1998. 80. Дре Ф. Экология / Пер. с франц. – М.: Атомиздат, 1976. 81. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность – М.: Изд. центр «Академия», 2004. - с. 241-246. 82. Пан Л.Н. Аналитические Обзоры. Экология и технологические процессы современных методов переработки твердых бытовых отходов – М.: Логос, 2005. 83. Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход. /Методический центр Эколайн, Россия.www.ecoline.ru. 84. Специализированный информационный бюллетень «ТБО», №1 2005. 85. Управление отходами: Экспресс-информация. М., 1997. Выпуск 1. - С. 53. 86. Состояние коммунальных отходов в РК. МООС РК. Комитет экологического регулирования и контроля. Управление регулирования обращения с отходами. 87. Информационно-аналитический обзор по пяти экологическим вопросам Республики Казахстан. РЭЦ ЦА, Алматы, 2009. 88. Нуркеев С.С., Арганчеева А.Г, Утегулов Н.И., Кембаев Б.А. и др. Проблемы обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. Аналитический обзор – Алматы: КазгосИНТИ, 2005. - с. 128. 128 89. Концепция создания Национального центра по управлению и комплексной переработке отходов «Жасыл Даму». 90. Сарапулова Я.В. Удельное количество твердых бытовых отходов и типология уральских городов / Экология фундаментальная и прикладная: Проблемы урбанизации: материалы международной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2005. - с. 413. 91. Крыгин В. Поспешили и насмешили // Московский Комсомолец в Казахстане, 23 октября 2009. 92. Гаврилко В. Непобедимая «бутылка» // Московский Комсомолец в Казахстане, 23 октября 2009. 93. Кусаинова С. Грязная тема // Московский Комсомолец в Казахстане, 23 октября 2009. 94. Анализ состояния вопросов управления окружающей средой в Республике Казахстан, ОЮЛ «Казахстанская ассоциация природопользователей для устойчивого развития», Алматы – 2009. 95. Экологический паспорт г. Астаны. 96. http://www. stat.kz/Pages/default.aspx – Сайт Агенства РК по статистике. 97. Астана в цифрах. Департамент статистики г. Астаны. 2009. 98. www.astana.kz – Официальный сайт г. Астаны. 99. Закон о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Республики Казахстан № 361-II от 4 декабря 2002 года (с изменениями и дополнениями по состоянию на 04.12.2008 г.). 100. Экологический Кодекс Республики Казахстан (с изменениями и дополнениями по состоянию на 17.07.2009 г.). 101. Программа по управлению процессом удаления ТБО города Алматы на 20082010 гг., Алматы, 2008. 102. Региональная научно-обоснованная программа управления ТБО и создания систем их сбора, перевозки, хранения и учета для Алматинской области на 2008-2010 гг., Алматы, 2008. 103. Региональная программа на 2008-2010 годы по внедрению в городе Астане системы управления отходами. Астана, 2008. 104. Программа «Управление твердыми бытовыми отходами и создание системы сбора, перевозки, хранения и учета твердых бытовых отходов по Акмолинской области», Кокшетау, 2006. 129 105. Региональная научно-обоснованная программа управления твердыми бытовыми отходами и создание системы сбора, перевозки, хранения и учета по Атыраусской области на 2008-2010 гг., Атырау, 2008. 106.www.eco.gov.kz – сайт Министерства охраны окружающей среды. 107. Отчет о социально-экономическом развитии района «Алматы» города Астаны за 2009 год. 108. Отчет о социально-экономическом развитии района «Сарыарка» города Астаны за 2009 год. 109. Отчет о социально-экономическом развитии района «Есиль» города Астаны за 2009 год. 110. Закон о «О КСК и других формах управления кондоминиумами». 111. Справочник НПО по г. Астана. 112. Устав Общественного Фонда «Чистый город Астана». 113.www.ibraikhan.com – сайт ТОО «Ибрайхан ЛТД». 114.www.kazakhstankagazy.com – сайт ТОО «Казахстан Кагазы». 115.www.eco-garant.kz – сайт ТОО «Эко-Гарант». 116. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка долгосрочных региональных систем управления твердыми бытовыми отходами Казахстана» по программе 003 «Научные исследования в области охраны окружающей среды», Астана, 2008. 117.www.kazrr.kz – сайтТОО «Kazakhstan Rubber Recycling». 118. Т.Е. Ермеков, Ж.З. Уразбаев, М.В. Долгов. Зарубежный опыт применения и выбор инновационных решений утилизации отходов потребления и производства. ЕНУ им. Л.Н. Гумилёва. г. Астана. 2012г. 65с. 119. Т.Е. Ермеков, Ж.З. Уразбаев, М.В. Долгов. Переработка и утилизация отходов потребления и производства взамен существующих в мире технологий. ЕНУ им. Л.Н. Гумилёва. г. Астана. 2011г. 52с. 120. Способ утилизации твёрдых хозяйственно-бытовых отходов. Патент РК №18441, выпушен бюл.№5 от 15.05.2007 (Ермеков Т.Е. и др.) 121. Устройство утилизации твёрдо-бытовых и жидких промышленных отходов. Патент РК №24236, выпущен бюл.№7 от 15.07.2011 (Ермеков Т.Е. и др.) 122. Устройство для получения моноблочных изделий из термопластической пластмассы. Патент РК №24241, выпущен бюл.№7 от 15.07.2011 (Ермеков Т.Е. и др.) 123. Способ нанесения пластмассового покрытия на внутреннюю поверхность металлической трубы. Патент РК №24242, выпущен бюл.№7 от 15.07.2011 (Ермеков Т.Е. и др.) 130 124. Способ термического прессования изделий из полиэтилена и полиэтиленового регенерата. Патент РК №24535, выпущен бюл.№9 от 15.09.2011 (Ермеков Т.Е. и др.) 125. Способ наружного оболачивания металлических труб термопластиком и устройство его осуществления. Патент РК №24536, выпущен бюл.№9 от 15.09.2011 (Ермеков Т.Е. и др.) 126. Уразбаев Ж.З., Ермеков Т.Е., Долгов М.В. «Сравнительный анализ и получение новых материалов из отходов». Сборник материалов 8-й международной научнопрактической конференции. Москва. ФГУП «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ». 2012 г. 105 стр. 127. Уразбаев Ж.З., Ермеков Т.Е., Долгов М.В. «Исследование и разработка технологии переработки отходов потребления, производства и промышленности». Сборник материалов 8-й международной научно-практической конференции. Москва. ФГУП «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ». 2012 г. 116 стр. 128. Уразбаев Ж.З., Ермеков Т.Е., Долгов М.В. «Исследование и обоснование параметров утилизации отходов потребления и производства». Монография. ЕНУ им. Л.Н. Гумилёва. Астана. 2012 г. 176с. 131 Приложение А 132 Приложение Б 133
