Мусоросортировочные комплексы. Оптико-механическая сортировка отходов: перспективы использования Линия по сортировке твердых бытовых отходов

Как устроены комплексы переработки?

• Первый элемент такого комплекса – приемник. Обычно это группа устройств, обеспечивающих выгрузку отходов, их предварительный радиометрический контроль и взвешивание.
• Следующая операция – транспортировка к участку предварительного, грубого разделения. Часто эти операции совмещаются. На этом этапе мусор проходит через механические грохоты, в которых производится распрессование слежавшихся отходов, разрезание вертящимися ножами-ребордами пластмассовой упаковки, отсев песчаных примесей. Перегрузочные машины вбирают самые крупные элементы.
• Далее смесь поступает в накопители, а оттуда – на конвейеры ручной и автоматической сортировки. Здесь происходит окончательное разделение на нужный и ненужный мусор. Все вещества группируются по назначению: металлы, топливо, пластик и т. д.
• Некоторые материалы могут подвергаться промывке, химической доочистке, обеззараживанию. После рассортировки все виды отходов подлежат брикетированию, пакетированию и уплотнению.

Доставленные на отгрузочные площадки упаковки уже сложно назвать отходами: это готовые к переработке полуфабрикаты, ожидающие своего покупателя.

Модели от лидеров рынка

Powerscreen

Оборудование для стройматериалов и минералов. Компания-производитель из Китая входит в группу корпораций Terex, специализирующуюся на горно-обогатительном и строительном оборудовании.

Среди видов продукции преобладают мобильные установки, предназначенные для дробления и разделения на фракции минералов любого типа – от кальцитов и доломитов до угля и гранита.

Сортировочные комплексы Powerscreen обладают мощностью и прочностью карьерных установок. Эти дробильно- сортировальные комплексы, достигающие веса в 27–29 т, достаточно мобильны, так как предназначены для открытых шахтных выработок. Их производительность достигает 600 т/ч. Могут быть смонтированы на гусеничном или крупноколесном ходу.

Hammel

Выпускается немецкой корпорацией, имеющей представительство в России. Универсальная установка, позволяющая перерабатывать (дробить) и сортировать все виды промышленных и бытовых отходов. Машина справляется с садовыми отходами, шинами, бытовым мусором. Способна ежечасно перерабатывать 60–200 т. Обладает высокой мобильностью и надежностью.

Таким образом, широкий выбор многофункциональной техники и узкоспециализированных устройств дает возможность применить эффективную технологию на всех этапах мусоропереработки. Новации от лидеров рынка обеспечат высокую прибыльность, надежность и экологическую чистоту деятельности любого предприятия.

Мусоросортировочные комплексы используются для сортировки отходов и выделения из них полезной фракции, например:

• картон
• пленка
• бутылка ПЭТ
• металл
• пластик
• пластиковая упаковка
• жестяные банки
• стекло и прочее.

Технологии переработки и сортировки бытовых отходов пришли в Россию из европейских стран. Линии сортировки мусора позволяют отбирать от 15% и более полезной фракции из мусора. Мусоросортировочные линии позволяют снижать нагрузку на полигон, выделять полезные фракции и готовить их для реализации, тем самым внося прибыльные статьи в бизнес по управлению отходами. На сегодняшний день в России внедрение мусоросортировочных комплексов является повсеместным и востребованным.

Мусоросортировочные комплексы для переработки ТБО

Конструктивно мусоросортировочный комплекс состоит из линии, в которой установлены подающий конвейер, сортировочный конвейер, выходящий конвейер, сортировочная кабина и ряд оборудования включая , различные типы сепараторов: магнитный, вихретоковый, вибрационный а также прессовальное оборудование для снижения объема мусора подлежащего вывозу на полигон.

Процесс сортировки бытовых отходов для вторичной переработки предполагает подачу отходов на цепной конвейер, его последующую сортировку в сортировочной кабине. Работник линии выбирает из идущего по конвейеру мусора необходимую полезную фракцию и сбрасывает ее в специальное окно. Далее мусор непригодный к сортировке, так называемые «хвосты», через реверсивный конвейер попадают в пресс для прессования и вывоз автотранспортом на полигон.

Полезная фракция, собранная под сортировочной платформой в специальных отсеках или биг-бэгах, прессуется в прессах для вторичного сырья и отправляется на склад хранения. Мусоросортировочный комплекс предполагает комфортную работу персонала на сортировке отходов. Сортировочная кабина может быть изготовлена в закрытом исполнении, в том числе с подогревом воздуха, озонацией и системой вентиляции.

Производительность мусоросортировочного комплекса составляет от 20 000 до 300 000 тонн в год. Производительность МСК зависит от размеров конвейерного оборудования, количества постов для работы персонала и мощности установленного оборудования. Мусоросортировочный комплекс может быть установлен на специальной площадке в ангаре или непосредственно на полигоне. Учитывая возрастающие объемы ТБО (твердых бытовых отъодов) и стремление улучшить экологическую ситуацию в мире роль мусоросортировочных комплексов трудно переоценить.

Линии сортировки мусора предназначены для выделения полезной фракции:

• картона;
• бумаги;
• пленки;
• пластика;
• жести;
• металла;
• дерева;
• ветоши;
• ПЭТ бутылок и прочего.

Установка и эксплуатация мусоросортировочных комплексов позволяет существенно улучшить экологическую ситуацию в регионе, снизить объемы размещенного мусора на полигонах и получить дополнительную прибыль за счет продажи вторичного сырья и изготовления из нег полезной продукции.

Заказать линию для сортировки отходов

ООО «Нетмус» профессионально занимается проектированием, разработкой и изготовлением с последующей установкой «под ключ» мусоросортировочных комплексов в России и странах СНГ. Конвейерное оборудование производится в России из иностранных комплектующих. Дополнительно оборудование производится в странах Европы. Компанией реализовано более 15 проектов МСК от 20 000 тонн до 200 000 тонн производительности в год. Прежде чем выбирать различные варианты мусоросортировочного комплекса необходимо проконсультироваться с специалистами нашей компании для подбора оборудования с оптимальными техническими характеристиками и ценой. Наши сотрудники также помогут составить технико-экономическое обоснование и подобрать МСК необходимой производительности.

• для г. Екатеринбурга – линия производительностью 250 тыс. т/год, оборудованная 10 сканирующими машинами с шириной рабочей зоны сканирования от 1 400 до 2 800 мм с выделением 12 видов вторичного сырья и получением вторичного топлива;
• для г. Чусовой (Пермский край) – линия производительностью 39 тыс. т/год, оборудованная 8 машинами с шириной рабочей зоны сканирования от 1 000 до 2 800 мм с выделением 8 видов вторичного сырья.

Лабораторный комплекс глубокой оптико-механической сортировки потоков отходов и материалов

На кафедре охраны окружающей среды Пермского национального исследовательского политехнического университета в 2013 г. организован лабораторный комплекс глубокой оптико-механической сортировки потоков отходов и материалов. Комплекс включает в себя оборудование компаний Stadler и Titech. Компоновочная схема оборудования представлена на рис. 2.

Исследуемая партия материалов поступает на подающий конвейер 1, затем через перегружающий конвейер 2 попадает в баллистический сепаратор 3, где подвергается фракционному разделению. С помощью сепаратора можно разделить общий поток на 3 части: плоскую фракцию (например, полимерная пленка, листы бумаги, картона), объемную фракцию (например, ПЭТФ-бутылка, канистры) и отсев (компоненты, имеющие геометрические размеры менее 20 мм). Каждый поток может быть выведен из технологической цепочки с помощью поперечных конвейеров или направлен на ускоряющий конвейер 4. Еще одна важная функция баллистического сепаратора – это разрыхление отходов и равномерное распределение их по поверхности конвейера, что необходимо для качественного разделения сжатым воздухом. Отходы распознаются и сортируются установкой 5.

«Отстрелянные» системой компоненты так же, как и «хвосты» сортировки, с помощью реверсивных конвейеров 6 и 7 выводятся из технологической цепочки для дальнейших исследований или возвращаются в цикл. Оптическое оборудование, сортируя отходы, способно проводить процентную статистику отсортированных компонентов, в конечном результате представляя ее на графиках и диаграммах. При работе с ТБО комплекс может использоваться для сортировки полимеров, удаления бумажной смеси, получения вторичного топлива (RDF), сортировки органики и очищения древесины. Однако наиболее приоритетными направлениями применения лабораторного комплекса являются исследования состава и ресурсного потенциала ТБО, выявление возможностей получения вторичного топлива (RDF) и отработка технологии оптической сортировки.

Исследования состава и ресурсного потенциала твердых бытовых отходов

Исследования морфологического состава ТБО приобретают все большую актуальность в связи с развитием технологий использования их ресурсного потенциала. В связи с этим возникает потребность в оптимизации таких исследований как с точки зрения минимизации временных, трудовых и финансовых затрат, так и с точки зрения повышения достоверности и точности результатов. Использование линий автоматической сортировки отходов для оценки процентного содержания отдельных компонентов в ТБО – перспективное направление исследований.

Традиционная схема исследований морфологического состава ТБО включает отбор представительных проб (отходов) и их анализ – визуальную идентификацию отдельных компонентов, их ручное разделение и взвешивание. Результаты (массы отдельных компонентов) регистрируются в первичных протоколах, на основании которых в дальнейшем рассчитывается морфологический состав ТБО.

Неоднородность ТБО (как по природе составляющих их материалов, так и по их размерам, изменчивость их состава по дням недели, по сезонам года и в зависимости от множества других факторов) обусловливает необходимость отбора значительных объемов отходов в качестве представительной пробы. Ручная сортировка таких объемов отходов, представляющая собой очень кропотливую работу, связана со значительными временными и трудовыми затратами. В связи с этим актуальным становится поиск возможных способов оптимизации подобных исследований.

Использование линий автоматической сортировки при определенных условиях позволяет значительно ускорить и упростить исследования морфологического состава ТБО, особенно в тех случаях, когда необходимо исследовать большие объемы отходов.

Сравнительный анализ преимуществ и недостатков использования ручного труда и автоматического оборудования для сортировки отходов при определении морфологического состава отходов приведен в табл. 2.

Можно выделить два основных направления использования линий оптической сортировки отходов:

• сортировка отходов путем выделения компонентов и их последующего взвешивания;
• обработка статистических данных распределения материалов по площади потока.

В первом случае алгоритм выполнения исследований, описанный ранее, в целом остается неизменным, только при этом сортировка отходов на заданное число компонентов производится не вручную, а автоматически, а все остальные процедуры и порядок обработки результатов остаются прежними. Преимуществом здесь является возможность рассортировать больший объем отходов по сравнению с ручной сортировкой и тем самым повысить точность результатов. Недостаток – ограниченность по числу компонентов: каждая установка с оптическим сканером позволяется выделять из потока только один компонент, поэтому для определения большого числа компонентов (как это требуется при исследованиях морфологического состава) необходимо либо большое число сканирующих установок, либо организация многократного прохождения потока отходов через сканирующее устройство с пошаговым выделением всех интересующих компонентов.

Во втором случае на основании статистических данных, выдаваемых оптическим сканером, вычисляют эмпирический коэффициент зависимости содержания конкретного компонента в отходах от его доли в общей площади потока отходов:

где i – количество определяемых компонентов, необходимых для конкретного исследования;
С i – содержание i-того компонента в исследуемой пробе;
S i – доля площади, занимаемой i-тым компонентом в общей площади потока исследуемой пробы.

Содержание каждого компонента в исследуемой пробе (морфологический состав отходов исследуемой пробы) определяют традиционным способом с помощью разделения всей пробы на компоненты, определения массы каждого компонента (взвешивания) и последующей статистической обработки результатов. Количество и масса проб, а также остальные показатели экспериментального исследования определяют по описанной схеме.

После расчета коэффициента зависимости содержания всех компонентов от их площади становится возможным определение морфологического состава отходов только на основании данных системы сканирования отходов без разделения отходов и последующего взвешивания. Обязательным условием остается только отбор и анализ представительной пробы отходов.

Таким образом, временные и трудовые затраты существенно снижаются. Однако следует понимать, что полученные таким опосредованным образом сведения могут иметь большую по сравнению с классическим определением погрешность. Для уменьшения этой погрешности пробу отходов целесообразно предварительно измельчить, тем самым сделав ее более однородной.

Отработка технологии сортировки

Распространение автоматической сортировки с применением оптического распознавания в России сдерживается различными причинами. Вопервых, это различие между российскими сортируемыми материалами и их зарубежными аналогами по химическому составу, что обусловливает невозможность распознавания их оптическими датчиками. Во-вторых, до настоящего времени не отработаны технологии сортировки входящего потока смешанных ТБО, характерных для России (в Европе преобладает раздельный сбор отходов). Именно поэтому актуальным направлением исследований для внедрения технологии оптико-механической сортировки являются:

• определение спектральных характеристик специфических материалов с занесением в базу данных, добавление новых материалов, характерных для российских отходов;
• определение зависимости спектральных характеристик от влажности материала;
• определение технологических параметров сортировки смешанных ТБО и раздельно собранных отходов;
• оптимизация конфигурации оборудования.

Использование оборудования для автоматической сортировки материалов с системой оптического распознавания позволяет многократно увеличить скорость сортировки материалов по сравнению с ручным трудом. Кроме того, возможность идентификации более тысячи материалов (по цвету и химическому составу) открывает широкие перспективы промышленного применения данных технологий.

Использование лабораторного комплекса позволит отработать технологию оптической сортировки в российских условиях, что значительно облегчит применение таких систем в России. Исследования морфологического состава бытовых отходов позволят адаптировать оборудование для сортировки отечественных материалов, установить более точное содержание компонентов в отходах разного состава, что в свою очередь обеспечит выбор оптимального варианта для дальнейшей переработки ТБО и максимального использования их ресурсного потенциала.

Работа по созданию комплекса поддерживается Министерством образования Пермского края в рамках соглашения о предоставлении и целевом использовании субсидии для реализации научных проектов международными исследовательскими группами ученых на базе государственных образовательных учреждений Пермского края.

Г. В. Ильиных , старший преподаватель,
Д. Л. Борисов , старший преподаватель,
Ю. В. Куликова , доцент,
В. Н. Коротаев , проректор по науке и инновациям,
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
журнал "Твердые бытовые отходы" №10, 2013

Литература
1. Слюсарь Н. Н., Борисов Д. Л., Григорьев В. Н. Разработка комплексной технологической схемы сортировки твердых бытовых отходов // Вестн. ПНИПУ. Урбанистика. – 2011. – № 3. – С. 75–82.
2. Хюскенс Ю., Клуттиг М. Автоматическая сортировка мусора // Инновации в теории и практике обращения с отходами: презентационные мат. межд. науч.-практ. конф., Пермь, 5–6 ноября 2009 г.
3. Ильиных Г. В., Устьянцев Е. А., Вайсман Я. И. Построение материального баланса линии ручной сортировки твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России. – 2013. – № 1. – С. 22–25.
4. Ильиных Г. В., Коротаев В. Н., Слюсарь Н. Н. Современные методические подходы к анализу морфологического состава ТБО с целью использования их ресурсного потенциала // Экология и промышленность России. – 2012. – № 7. – С. 40–45.

Чтобы перерабатывать отходы, их нужно предварительно сортировать. В развитых странах действует раздельный сбор мусора, поэтому его переработка там осуществляется качественно и экологически безопасно. В России же пока нет настолько развитой системы, в связи с этим, чтобы переработать смешанные ТБО, их нужно подвергнуть сортировке на заводах.

Сортировка мусора – это один из этапов, осуществляемых до непосредственной переработки отходов. В процессе выбирают компоненты из собранной смешанной массы ТБО, т.е. разделяют отходы по различным признакам на разные группы. Сортируется мусор на мусоросортировочных и мусороперерабатывающих заводах с применением специального оборудования. Значение сортировки состоит в том, чтобы выделить определенные виды отходов из их смеси и в удобной форме отправить на соответствующую переработку.

Часто термин «сортировка отходов» путают с понятием « », однако это не одно и то же. Второе понятие предполагает разделение разных видов утильсырья еще на этапе сбора. С этой целью устанавливаются контейнеры разного цвета, каждый из которых предназначен для определенных отходов (пластика, бумаги, стекла и т.д.).

Как сортируется мусор

Процесс сортировки ТБО (ТКО) рассмотрим на примере недавно открывшегося крупнейшего в России мусоросортировочного завода (г.Тюмень). Технология данного предприятия включает следующие этапы:

1. Неразделенные отходы поступают на конвейер. В первом цеху ручным способом производят отделение тех видов мусора, которые могут нарушить работу оборудования: камней, металлических, керамических и других компонентов.
2. Затем мусор делится на части в зависимости от диаметра.
3. Далее отходы сортируются по материалам: пластиковые, бумажные и т.д. В спрессованных тюках они отправляются на заводы по переработке мусора.

Система сортировки мусора для кухни

Правильно, если раздельный сбор мусора начинает производиться еще дома. Для этого могут использоваться специальные приспособления – системы сортировки отходов под мойку. Они представляют собой конструкции с несколькими контейнерами для разных видов мусора.

Предназначены такие системы для кухонных шкафов и устанавливаются под мойки. Конструкции могут быть выдвижными (на рельсах), также есть системы, прикрепляющиеся к открывающейся дверце шкафа. Продаются и такие виды приспособлений, в которых сбор отходов происходит через горловину в мойке. Хорошие системы производятся из качественных полимеров, которые препятствуют распространению неприятного запаха мусора в квартире. Стоят встраиваемые сортировочные конструкции недешево.

Сортировка мусора в России

Переработка и сортировка отходов в нашей стране развита плохо. Сортировать мусор, а точнее, производить его раздельный сбор нужно начинать рядом с источниками ТБО. Т.е. сами россияне должны отделять разные . Для этого нужно повсеместно устанавливать специальные контейнеры (для органики, пластика, бумаги и т.д.).

В нашей стране в основном пока стоят обычные мусорные баки, куда сваливаются смешанные отходы. В несортированном виде они могут отправляться на перерабатывающие предприятия, при этом процесс переработки является более затратным (т.к. необходима предварительная сортировка), а конечный продукт получается менее качественным. По этим причинам в России смешанные отходы чаще всего подвергаются термическому разложению на мусоросжигательных заводах или захоронению на полигонах.

Сортировка мусора за рубежом

Гораздо качественнее сортировка ТБО осуществляется в европейских и других развитых странах.

Германия

В Германии (как и в большинстве других стран Европы) затраты на сортировку отходов на перерабатывающих предприятиях сведены к минимуму, т.к. сами немцы добросовестно соблюдают правила раздельного сбора мусора.

Все жители Германии имеют в своих квартирах мусорные ведра и пакеты, в которые складываются разные виды мусора. Раздельно собранные отходы немцы помещают в уличные контейнеры разного цвета. Затем сотрудники коммунальных служб также производят раздельный сбор утильсырья из контейнеров и развозят сортированный мусор на заводы по утилизации конкретных видов отходов.

Житель Германии, выбросивший мусор в неположенном месте, будет привлечен к ответственности (обычно в виде штрафов). Если конфетная обертка намеренно выброшена не в урну, а условно рядом с ней, то немец заплатит штраф в размере 35 евро.

Италия

Сортировать мусор в Италии также должны сами жители (закон начал действовать относительно недавно). В крупных городах с этой целью устанавливаются специальные баки разного цвета. Жители совсем небольших поселений утилизируют различные виды отходов по расписанию. Опасный и крупногабаритный мусор итальянцы сдают в специализированные пункты.

Складирование отходов происходит с использованием специальных пакетов. Например, органические компоненты выбрасываются в биоразлагаемых мешках. За невыполнение установленных требований выписываются штрафы.

Чехия

В Чехии также действует закон (185/2001), в соответствии с которым чехи должны производить правильную утилизацию отходов. Сортировка мусора осуществляется еще дома, затем дифференцированное утильсырье отправляется в баки для раздельного сбора.

Вместо обычных мусорных урн на улицах Чехии

Япония

Правила сортировки мусора японцами отличаются от подобных принципов в европейских странах. Но сортируют отходы также сами жители.

Обычно в Японии весь мусор разделяют на 4 вида. Отходы могут быть несгораемыми, сгораемыми, перерабатываемыми и крупногабаритными. Разные виды мусора выбрасывают в различных пакетах, которые отличаются цветом и объемом. Крупногабаритный утиль помечается с помощью специальной наклейки. Раздельный сбор отходов регулируется лицами, работающими на мусоровозе.

Собирается мусор в определенное время, к которому японцы выставляют свои заполненные мусорные пакеты. Они являются прозрачными, поэтому работники могут проконтролировать, насколько правильно произведена сортировка. Мешки с нарушениями мусоровозом не принимаются. Нарушителю понадобится произвести повторную сортировку, в противном случае могут выписать штраф.

В развитых странах сортировка отходов сводится к раздельному сбору мусора, т.к. жители этих государств четко соблюдают все требования и заинтересованы в сохранении своей экологии. России же еще только предстоит пройти непростой путь по достижению отлаженности системы раздельного сбора отходов.

Сортировка ТБО как бизнес

Актуальной бизнес-идеей является открытие завода по сортировке мусора, в ее реализации могут помочь городские власти. Однако следует учитывать, что это затратный бизнес, связанный с оформлением ряда необходимых документов, в том числе может потребоваться лицензия на сортировку бытовых отходов (если они будут иметь 1-4 класс опасности). Примерный бизнес-план по сортировке мусора можно найти в Интернете.

Техническое оснащение

Чтобы сортировать мусор, потребуется специальное оборудование, которое условно можно разделить на виды:

• имеющее автоматическую или ручную сортировку:
• стационарное и передвижное;
• с автомобильным или ж/д ходом.

Оборудование может быть европейского и отечественного производства. При этом мусоросортировочный комплекс включает:

• площадку для заезда специального транспорта;
• весовую платформу;
• эстакаду для транспорта по выгрузке отходов;
• главное производственное помещение;
• склады для полученного вторсырья и участки для его вывоза.

Сортировочные линии

Рассмотрим линию сортировки на примере мусоросортировочного комплекса на 20 тыс. тонн ТБО в год от компании «Нетмус». Он состоит из:

• конвейера цепного, осуществляющего подачу мусора из приямка на платформу;
• ленточного сортировочного конвейера;
• цепного конвейера для подачи сортированных отходов в пресс;
• ленточного реверсивного конвейера, удаляющего «хвосты сортировки»;
• сортировочной платформы;
• прессов, уменьшающих объемы отходов и формирующих брикеты из вторсырья;
• магнитного сепаратора;
• грохотов;
• автоматизированной системы управления.

Также комплекс может оснащаться разрывателями пакетов, шредерами, разными видами сепараторов, перфораторами ПЭТ-бутылок, упаковочными машинами и т.д. Чтобы узнать, сколько стоит оборудование для сортировки от компании «Нетмус», нужно заполнить форму коммерческого предложения на официальном сайте.

Стоимость линий зависит от ее производительности, состава и т.д. Например, челябинская компания ЭсАйДи Инжиниринг продает сортировочную линию «ВторТех-60» производительностью до 60 тыс. тон ТБО в год за 3 млн. 490 тыс. руб.

Видео

Обзор оборудования, входящего в мусоросортировочный комплекс от компании «Нетмус» и предназначенного для переработки 50 тыс. тонн ТБО ежегодно, представлен в этом видео:

Сортировка отходов – процесс трудоемкий, но необходимый для получения вторсырья и новых изделий из него. Сортировать мусор правильнее еще на этапе его сбора. Однако в нашей стране раздельный сбор мусора связан с рядом проблем, основными из них являются необходимость больших финансовых вложений и воспитание в людях культуры разделения отходов.