содержание      ..      1       2         ..

(ИТС 15-2021) УТИЛИЗАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОТХОДОВ (КРОМЕ ТЕРМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ) - часть 1

Для утилизации отходов нефтепродуктов, утративших потребительские свойства,

применяются следующие методы [3]:

- физические;

- физико-химические;

- пиролиз.

С помощью физических и физико-химических методов из масел, утративших по-

требительские свойства, удаляются механические примеси и вода. Получившийся про-

дукт используют для производства тех же самых масел или в качестве сырья на нефте-

перерабатывающих предприятиях.

Основные методы подготовки отработанных нефтепродуктов к утилизации и при-

меняемое при их реализации технологическое оборудование представлены в таб-

лице 2.1.

Т а б л и ц а 2.1 - Методы и оборудование утилизации отходов минеральных масел, утра-

тивших потребительские свойства

Методы

Применяемые технологии

Оборудование

Физические

Воздействие силовых полей (гравитаци-

Отстойники

онного, центробежного, электрического,

Гидроциклоны

магнитного)

Центрифуги

Электроочистители

Магнитные очистители

Фильтрование через пористые перего-

Фильтры

родки

Фильтры-водоотделители

Теплофизические технологии (нагрева-

Выпарные колонки

ние, выпаривание, водная промывка, ат-

Вакуумные дистилляторы

мосферная и вакуумная перегонка)

Массообменные аппараты

Комбинированные технологии

Гидродинамические филь-

тры

Фильтрующие центрифуги,

магнитные фильтры

Физико-химические

Адсорбция

Адсорберы

Коагуляция

Смесители-отстойники

Селективное растворение (ионообменная

Ионообменные аппараты

очистка)

Экстракция

Экстракторы

Обычно современные технологические процессы утилизации отходов минераль-

ных масел являются многоступенчатыми и в общем виде включают следующие этапы:

очистка от твердых частиц, обезвоживание, удаление легкокипящих (топливных) фрак-

ций, удаление продуктов окисления или поликонденсации углеводородов [4]. В случае

если полученное по указанной схеме масло с восстановленными свойствами планиру-

ется использовать повторно, то целесообразно предусматривать включение процедуры

контроля качества, по результатам которой при необходимости производить введение в

восстановленное масло добавок (например, легирующих), улучшающих их эксплуатаци-

онные свойства.

6

Процесс осуществляется в горизонтальных или вертикальных резервуарах-от-

стойниках.

Вторичные отходы очистки масел подлежат обезвреживанию [5].

Данный метод, в зависимости от уровня загрязнения масла и времени, необходи-

мого для его отстаивания, может использоваться как самостоятельный или как предва-

рительный с последующей фильтрацией и центробежной очисткой отработанного

масла. В качестве главного недостатка данного метода можно отметить продолжитель-

ность времени, необходимого для полного оседания частиц, и возможность удаления из

масла только крупных частиц размером от 50 до 100 мкм. Вторичные отходы очистки

масел подлежат обезвреживанию [6].

Фильтрация

Область применения. Используется для очистки отходов минеральных масел

всех видов.

Описание метода. Фильтрация - процесс удаления частиц механических приме-

сей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые

перегородки фильтров (рисунок 2.1). В качестве фильтрационных материалов исполь-

зуют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные ма-

териалы и керамику. Для повышения качества очистки масел увеличивается количество

фильтров грубой очистки и вводится в технологический процесс вторая ступень - тонкая

очистка масла. Вторичные отходы очистки масел подлежат обезвреживанию [7].

Рисунок 2.1 - Схема установки фильтрации отработанных масел [7]

Центробежная очистка

Область применения. Используется для очистки отходов минеральных масел

всех видов.

Описание метода. Центробежная очистка является наиболее эффективным и вы-

сокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды из отрабо-

танного масла. Принцип работы установки следующий. Первоначально масло проходит

процесс разделения в сепараторе, где удаляются твердые частицы загрязнений. Разде-

ление масел происходит под действием центробежных сил на составляющие фазового

типа. На сепаратор подача масла происходит посредством насосов питательного типа

действия. Наиболее сильные загрязнения и вода выдаются на барабанную периферию,

8

Рисунок 3.1 - Устройство центрифуги

Благодаря конической форме барабана механические примеси извлекаются из

жидкости и при прохождении через «зону обезвоживания», свободную от воздействия

жидкости, обезвоживаются также под воздействием центробежных сил. В заключитель-

ной фазе процесса твердые вещества выводятся через отверстия в узкой части бара-

бана и попадают в камеру для сбора твердых частиц, которая располагается в корпусе

декантера, и далее «выдавливаются» наружу. В то же время жидкость отводится через

противоположный конец барабана под воздействием шнека, где она, будучи за счет цен-

тробежной силы разделена на две фазы, выводится самотеком через два сливных от-

верстия.

Принципиальная схема переработки нефтесодержащих отходов с применением

трикантера [20] представлена на рисунке 3.2.

HCO

Блок нагрева/

Блок грубой очистки

теплообменник

Блок подготовки

Трикантер

флокулянта

Емкость для

Контейнер для

На дочистку

Емкость для воды

углеводородов

шлама

Рисунок 3.2 - Принципиальная схема переработки нефтесодержащих отходов

с применением трикантера

Влажность кека (выделенной твердой фазы) может достигать 0,4%. Содержание

твердой фазы в жидкости после декантирования может достигать 0,1% (об.) [21].

17

1 - загрузочный бункер; 2 - шнек; 3 - реактор-смеситель; 4 - резервуар для реагентов;

5 - дозатор; 6 - шнековый конвейер; 7 - ленточный транспортер: 8 - пульт управления

Рисунок 3.3 - Схема установки обезвреживания нефтесодержащих отходов физико-хи-

мическим методом [23]

В случае если обезвреживание нефтесодержащих отходов проходит без приме-

нения установки, то технологический процесс сводится к следующему. Нефтесодержа-

щие отходы, доставленные автотранспортом или экскаватором на специально обустро-

енную площадку, равномерно распределяются по ее поверхности слоем определенной

толщины. На слой нефтесодержащих отходов разбрасывающими машинами наносится

химический гидрофобный реагент на основе щелочноземельного металла. Пропорцио-

нальное соотношение смешиваемых веществ определяет химический анализ. Матери-

алы тщательно перемешиваются движущимися почвенными фрезами до получения до-

статочно однородной смеси. Между молекулами воды, содержащейся в смеси, и щелоч-

ноземельным металлом происходит экзотермическая реакция, которая начинается при-

мерно через полчаса после перемешивания и протекает вначале медленно, постепенно

ускоряется при сильном разогреве смеси и сопровождается образованием пара и

вспышками [22].

Текущие уровни эмиссии в окружающую среду. В процессе применения описанной

технологии образуются выбросы в атмосферный воздух, связанные с испарениями

нефтепродуктов и работой двигателей автомобильного транспорта.

3.2.4 Технологии утилизации и обезвреживания нефтесодержащих отходов,

основанные на биологических методах

Группа технологий, основанная на биологическом методе переработки нефтесо-

держащих отходов, предполагает добавление к отходам микроорганизмов, которые вы-

зывают биодеструкцию нефтяной фазы. Известны многочисленные биопрепараты и аг-

ротехнические приемы, интенсифицирующие разрушение углеводородного компонента.

19

Биологические методы утилизации и обезвреживания нефтесодержащих отходов

являются одними из наиболее экологически чистых, но область их применения ограни-

чивается конкретными условиями: диапазоном активности биопрепаратов, температу-

рой окружающей среды, кислотностью, аэробными условиями [24].

Биологические методы применяют при обработке нефтесодержащих отходов, об-

разующихся при очистке емкостей и резервуаров от нефтепродуктов, нефтезагрязнен-

ных грунтов.

Биологические методы обезвреживания нефтесодержащих отходов подразделя-

ются на биоремедиацию и фиторемедиацию. Биоремедиация - метод разложения

нефти и нефтепродуктов введенными в нефтесодержащий отход нефтеокисляющими

микроорганизмами. Фиторемедиация основана на внесении удобрений и посеве специ-

фических видов трав. Часто при обезвреживании нефтесодержащих отходов эти методы

используются совместно.

Биоремедиация

Область применения. Применяется для нефтесодержащих отходов и грунтов, за-

грязненных нефтью и нефтепродуктами.

Описание метода. Биоремедиация нефтесодержащих отходов и грунтов, загряз-

ненных нефтепродуктами, представляет собой набор техник, основанных на примене-

нии биологических агентов для очистки почв и грунтов от загрязняющих веществ.

Технологическая схема процесса утилизации и обезвреживания нефтесодержа-

щих отходов биологическими методами приведена на рисунке 3.4.

Структуратор,

Травосмесь

удобрения, торф,

увлажнение

увлажнение

Размещение НСО на

Размещение НСО

Отгрузка

площадке временного

на технологической

Фиторемедиация

очищенного грунта

хранения. Подготовка

площадке

потребителю

субстрата

Отведение сточных

Отведение сточных

Отведение сточных

вод

вод

вод

Установка очистки

сточных вод

Сброс

Рисунок 3.4 - Технологическая схема процесса утилизации и обезвреживания нефтесо-

держащих отходов биологическими методами

20

Одним из типов технологий, применяемых при биоремедиации, является исполь-

зование биореакторов. Перед помещением в биореактор из нефтесодержащих отходов

удаляются крупные камни, отход подвергается перемешиванию, что делает его более

однородным; после добавления воды образуется глинистая суспензия. В данную сус-

пензию вносятся проводящие очистку от поллютанта почвы микроорганизмы, для кото-

рых в реакторе создаются оптимальные условия.

Для осуществления процесса в твердофазном биореакторе необходимы опреде-

ленная влажность и внесение органических наполнителей (солома, сено, лузга подсол-

нечная, торф, опилки и др.). Органический наполнитель предварительно измельчается

до фракции 1-3 мм. Необходимое количество наполнителя рассчитывается исходя из

заданной начальной влажности смеси (от 60 до 65%). Технологическая схема обезвре-

живания нефтесодержащих отходов в твердофазном биореакторе представлена на ри-

сунке 3.5.

1 - измельчитель; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 - транспортеры; 3.1, 3.2 - бункеры;

4 - смеситель; 5 - емкость; 6 - насос; 7 - биореактор; 8 - вентилятор;

9 - перемешивающее устройство; 10 - ковшовый погрузчик

Рисунок 3.5 - Технологическая схема обезвреживания нефтесодержащих отходов в

твердофазном биореакторе

Суспензия биопрепарата готовится в емкости с мешалкой, в нижнюю часть кото-

рой компрессором подается сжатый воздух.

Отходы, органический наполнитель и готовый биопрепарат подаются в смеситель

механического типа и после перемешивания в течение 20 минут перемещаются в твер-

дофазный биореактор.

В твердофазный биореактор непрерывно в течение всего процесса снизу венти-

лятором подается воздух из расчета 20-30 м³ воздуха на 1 м³ обезвреживаемой смеси

в час. С периодичностью один раз в несколько суток производится перемешивание

21

Рисунок 4.1 - Распределение предприятий переработчиков ртутьсодержащего оборудования

Ступа на ртутный

комбинат

Технологический газ

РСО

1

2

3

4

5

6

9

7

8

Очищенный газ -

Стеклобой

с содержанием ртути

в атмосферу

не более 2,1 мг/кг

1 - дозирующее устройство; 2 - дробилка; 3 - шнековая печь;

4 - фильтр-дожигатель; 5 - конденсатор; 6 - герметичная тара для

сбора ступпы; 7 - адсорбер; 8 - фильтрвентиляционный модуль;

9 - демеркуризованный стеклобой

Рисунок 4.2 - Схема процесса обезвреживания РСО термообработкой в шнековой

трубчатой печи

Затем технологический газ направляется в конденсатор, обеспечивающий

охлаждение газа до температуры 35-40 °C и конденсацию основной части ртути.

Конденсированная ртуть с примесью некоторого количества продуктов уноса

(ступпа) является конечным продуктом переработки и содержит 70% ртути.

После осаждения основной части ртути в конденсаторе технологический газ

поступает в адсорбер, где происходит поглощение ртути на химическом поглоти-

теле. Очищенный от ртути технологический газ, содержащий не более 0,01 мг/м³,

попадает в фильтровентиляционный модуль, где разбавляется, очищается до кон-

центрации менее 0,0003 мг/м³ и выбрасывается в атмосферу.

Вся установка демеркуризации ртутных ламп герметизирована и находится

под постоянным разрежением не менее 10 Па.

Ртуть, выделенная из отработанных ламп в процессе демеркуризации, прак-

тически полностью переходит в два продукта: ступпу и сорбент, которые являются

конечными продуктами переработки. Ступпа отправляется на ртутный комбинат в

ЗАО «НПП «Кубаньцветмет» для переработки. После возгонки ртути и сжигания ор-

ганических составляющих дробленое стекло и металлы, входящие в конструкцию

ртутьсодержащих ламп, переходят во вторичные отходы. Демеркуризированный

стеклобой содержит в среднем 96-97% стекла, 3% люминофора, 1% цветных ме-

таллов, менее 0,0001% ртути, т. е. содержание ртути в нем ниже предельно допу-

стимой концентрации ртути в почвах. Демеркуризированный стеклобой вывозится

на захоронение, либо используется как добавка при изготовлении таких строитель-

ных материалов, как керамзитобетонные блоки [31].

Отходы термической демеркуризации отработанных ртутных ламп в основ-

ном представлены боем люминесцентных ламп (содержание стекла ~ 95%). Ис-

пользование демеркуризованного стеклобоя затруднено из-за повышенного содер-

28

Рисунок 4.3 - Устройство установки УРЛ-2м

Конструктивно установка УРЛ-2м выполнена в виде демеркуризационной ка-

меры 1, шарнирно закрепленной на платформе 13. Камера снабжена крышкой 2,

электронагревателем 7 и теплоизолятором 8. На камере смонтировано устройство

6 для механического разрушения люминесцентных ламп. Для разрушения горелок

ламп типа дуговая ртутная люминесцентная (ДРЛ) и энергосберегающих ламп ис-

пользуется съемная мельница 10, монтируемая на фланце камеры 1. В режиме де-

меркуризации люминесцентных ламп фланец закрыт заглушкой. Система вакуум-

ной откачки камеры образована бустерным паромасляным насосом 5 и механиче-

ским форвакуумным насосом 3. Откачка камеры на высокий вакуум осуществляется

через низкотемпературную ловушку (НТЛ) 4 со сборником металлической ртути 11.

Установка снабжена силовым электрическим шкафом 12 и пультом управления 14.

Рукоятка 9 используется для наклона камеры при выгрузке стеклобоя [32, 33].

К сложностям термовакуумной технологии следует отнести следующие:

- вакуумная технология не приспособлена к переработке грязных, битых

ламп, к переработке влажных отходов, к переработке отходов с содержанием

пластмасс, так как вакуумная система выходит из строя как от воды, так и при

нагреве пластмасс, и от других веществ, компоненты которых засоряют вакуумную

систему;

30

В России технология обезвреживания и утилизации люминесцентных ламп

разделением их на компоненты реализована в установке «Экотром-2» (рису-

нок 4.49). Установка «Экотром-2» характеризуется высокой производительностью -

1200 ламп в час, экологичностью и безопасностью в обслуживании. Установки

«Экотром-2» используются в большинстве региональных центров, где осуществля-

ются сбор и переработка вышедших из употребления люминесцентных ламп:

Москве, Санкт-Петербурге, Крыму, Белгороде, Петропавловск-Камчатском, Ива-

ново, Ярославле, Перми, Челябинске, Сургуте и др. Также установки «Экотром-2»

поставлены в Белоруссию и Польшу.

В процессе утилизации и обезвреживания люминесцентных ламп на уста-

новке «Экотром-2» происходит разделение люминесцентных ламп на три компо-

нента: стекло, металлические цоколи (V класса опасности) и ртутьсодержащий лю-

минофор, который преобразуется в герметичном вибрационном смесителе в мало-

опасный продукт минерализации люминофора IV класса опасности.

Металлические цоколи используются в металлургии. Стекло измельченное

может применяться в качестве сырья при производстве строительных материалов:

пеностекла, стеклоблоков, тротуарных плит, бордюрных блоков, полимерных изде-

лий, а также для создания оснований дорожных одежд временных подъездных до-

рог, организации оснований временных площадок. Продукт минерализации люми-

нофора может быть использован в бетонных покрытиях и при изготовлении изде-

лий дорожного назначения.

Технологический процесс разделения ламп в установке «Экотром-2» на ком-

поненты протекает в условиях разряжения воздуха с уловом остаточных паров

ртути в адсорберах в системе очистки газов. Выбрасываемый в атмосферу воздух

очищается в адсорберах от ртути до значений, не превышающих предельно допу-

стимые концентрации (ПДК) для населенных мест, - 0,3 мкг/м³.

Рисунок 4.4 - Схема технологического оборудования

процесса утилизации ртутьсодержащих ламп

Описание технологического процесса. Линейные люминесцентные лампы

подаются на узел загрузки установки. За счет высокого разряжения, создаваемого

воздуходувкой по всей длине установки, лампы разгоняются в ускорительной трубе

34

На 200 кг люминофора в сборник вводится 40 л демеркуризационного препарата

РИСОЛ и 25 кг цемента. Смесь, находящаяся в сборнике, подвергается вибрацион-

ному воздействию в течение 40-50 мин. Образовавшийся малоопасный (IV класс

опасности) продукт минерализации люминофора выгружается из разгрузочного

люка сборника люминофора под воздействием вибрации в полимерные мешки или

в составе приготовленной бетонной смеси выгружается в специальную матрицу

для формования дорожных бетонных блоков. Подобные способы, называемые за

рубежом «солюдификации» и «стабилизации» ртутьсодержащих отходов, включая

люминофор отработанных ртутных ламп, в настоящее время получают все боль-

шее распространение во многих странах мира [39, 40].

В таблицах 4.1, 4.2, 4.3. приведены технические характеристики установки

«Экотром-2». Проектная мощность установки по обезвреженным отходам оценива-

ется в 500 т/год при односменной работе.

Т а б л и ц а 4.1 - Производительность установки

Единица

№ п\п

Наименование

Производительность, в час

измерения

1

Обезвреживаемые люминес-

тыс. шт/т

1,2/0,3

центные лампы

2

Компактные люминесцентные

тыс. шт/т

0,3/0,03

лампы (КЛЛ)

Т а б л и ц а 4.2 - Усредненные показатели образования материальных ресурсов и

отходов при разделении ламп на составляющие компоненты

Единица

№ п\п

Наименование

Производительность

измерения

1

Стекло

т/ч

0,277

2

Цоколи металлические

т/ч

0,005

КЛЛ

0,021

3

Продукт минерализации лю-

т/ч

0,02

минофора

36

Т а б л и ц а 4.3 - Расход энергетических средств и сырья

Единица

№ п\п

Наименование

Место расхода

Расход

измерения

1

Электроэнергия

Установка «Экотром-2», в

кВт/ч

10,8

Напряжение 380 В,

том числе:

частота 50 Гц

Воздуходувка

7,5

Дробилка

2,2

Вибратор

1,1

Компрессор для периоди-

кВт/ч

0,4

ческой продувки филь-

тров рукавных

2

Сжатый воздух, тех-

Компрессор для периоди-

м³

0,3

нологический

ческой продувки филь-

ГОСТ 11882-73,

тров рукавных

Р = 0,4 МПа

3

Активированный

Адсорбер

т

0,45

уголь, типа ХПР-3 п

Единовремен-

ная загрузка

4

Препарат

Блок утилизации люмино-

л

40

демеркуризацион-

фора

Единовремен-

ный «РИСОЛ»

ная загрузка

5

Цемент

Блок утилизации люмино-

кг

25

фора

Единовремен-

ная загрузка

Образующиеся в результате металлические цоколи и измельченное стекло

демеркуризованы до V класса опасности. Ртутьсодержащий люминофор улавлива-

ется в специальный герметичный контейнер, в котором и происходит химическое

обезвреживание содержащейся ртути в люминофоре. Получается малоопасный

продукт минерализации люминофора (IV класс опасности).

Выбросы, поступающие в окружающую среду из установки через систему

очистки, по содержанию ртути не превышает ПДК ртути для населенных мест

0,3 мкг/м³.

Необходимо предусматривать способы удаления вторичных отходов.

4.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в

окружающую среду при утилизации и обезвреживании

отходов оборудования, содержащего ртуть

Опасность утилизации и обезвреживания ртутьсодержащих отходов во мно-

гом обусловлена физико-химическими свойствами ртути.

Обязательным условием при доставке ртутьсодержащих отходов на утили-

зацию и обезвреживание является обеспечение целостности траспортируемого

оборудования. Оборудование с нарушенной целостностью должно доставляться в

37

Раздел

5 Утилизация изделий из резины, утративших

потребительские свойства, в том числе резиновых шин,

покрышек и камер

5.1 Общая информация о деятельности по утилизации

изделий из резины, утративших потребительские свойства, в

том числе резиновых шин, покрышек и камер

Состав изделий из резины, утративших потребительские свойства, зависит

от ассортимента продукции, который включает резинотехнические изделия, обувь

и шины.

В зависимости от назначения резиновые изделия изготавливаются на основе

различных каучуков, пластификаторов, наполнителей и других ингредиентов. Рези-

нотехнические изделия могут содержать в своем составе в качестве арматуры тек-

стильные материалы и металл.

Отходы резиновых шин, покрышек с металлическим кордом содержат в сред-

нем 45-52% натурального каучука, 10-15% металла.

Согласно исследованиям ассоциации «Шинэкология» и Центра международ-

ного сотрудничества ЮНИДО, а также исследованиям Центра развития НИУ ВШЭ

«Рынок утилизации отходов», образование отходов шин, покрышек в Российской

Федерации ежегодно составляет от 700 тыс. т до 1 млн т [41, 42].

Месторасположение предприятий, осуществляющих утилизацию отходов из-

делий из резины на территории Российской Федерации, приведено на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Месторасположение предприятий, осуществляющих

утилизацию отходов изделий из резины на территории Российской

Федерации

Самым распространенным способом утилизации является механическое

дробление, которое используют действующие в Российской Федерации компании.

39

- измельчение - измельчение резиновых лент до кусков резины (чипсов) мо-

жет осуществляться на ножевых дробилках. При дроблении, обрабатываемая в

дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку

и текстильное волокно.

В ряде случаев перед измельчением производится удаление бортовых ко-

лец - отделение бортовых колец и нарезка изделий из резины на ленту.

Дополнительные этапы утилизации отходов изделий из резины, в том числе

шин и покрышек, включают:

- удаление металлического корда - свободный металл удаляется с помощью

магнитных сепараторов и брикетируются;

- повторное измельчение - резина измельчается в экструдере-измельчи-

теле;

- удаление текстильного корда - отделение остатков текстильного волокна

от резиновой крошки производится с помощью гравитационного сепаратора;

- тонкодисперсное измельчение и рассев - очищенный резиновый порошок

подается на тонкодисперсное измельчение и рассев на фракции (вибросито).

На выходе получают 3 фракции резинового порошка:

- 1-я фракция - 0,5…0,8 мм;

- 2-я фракция - 0,8…1,6 мм;

- дополнительная фракция - 0,2…0,45 мм (поставка по заказу).

Станки для утилизации изделий из резины (покрышек, шин и др.) представ-

лены на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Станки утилизации отходов шин, покрышек:

вырезатель посадочного кольца, разрезатель на ленту,

разрезатель на куски, выжиматель посадочного кольца

В настоящее время на российском рынке представлено достаточное количе-

ство линий механического дробления различной комплектации [47]. Этапы утили-

зации отходов шин, покрышек представлены на рисунке 5.3.

42

Рисунок 5.3 - Технологическая схема по утилизации изделий из

резины, утративших потребительские свойства

(шин, покрышек, камер резиновых), в резиновую крошку [48]

5.2.2 Бародеструкционная технология изделий из резины, утративших

потребительские свойства, в том числе резиновых шин, покрышек и камер

В основу бародеструкционной технологии утилизации отходов изделий из ре-

зины заложено явление «псевдосжижения» резины при высоких давлениях.

Во время этого процесса имеющийся металл и бортовые кольца отделяются от ос-

новной резиновой массы, которая направляется для дальнейшего измельчения и

сепарации.

Схема линии бародеструкционной технологии представлена на рисунке 5.4.

Основные этапы утилизации отходов изделий из резины, утративших потребитель-

ские свойства, в том числе резиновых шин, покрышек и камер, включают:

- 1-й этап технологического процесса включает резку и прессование, изде-

лие подается на пресс для резки шин, где отход разрезается на куски массой не бо-

лее 20 кг;

- 2-й этап технологического процесса - обработка на агрегатах с высоким

давлением: в установке высокого давления отход загружается в рабочую камеру,

где происходят сжижение резины и истечение ее через отверстия специальной ка-

меры, ее экструзия в виде кусков размерами 20-80 мм; одновременно происходит

отделение компонентов металла и текстиля, которые направляются на брикетиро-

вание;

43

- 3-й этап - окончательная очистка и получение товарного продукта: по-

сле установки высокого давления резиновая масса направляется для окончатель-

ной очистки от металлокорда; освобожденная от металлокорда резиновая масса

подается в роторную дробилку, где измельчается до 10 мм; в кордоотделителе про-

исходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой крошки

на две фракции: менее 3 мм и от 3 до 10 мм.

Установка

Пресс

высокого

для резки шин

давления

Роторная

Магнитный

Аппарат очистки

дробилка

сепаратор

брикетов

Крошка

более 3 мм

Контейнер

Кордоотделитель

металлокорда

Текстильный корд

Контейнер

текстильного

корда

Экструдер-

Крошка

измельчитель

менее 3 мм

Отгрузка

Кордоотделитель

Вибросито

потребителю

Рисунок 5.4 - Схема бародеструкционной технологии утилизации отходов шин и

покрышек [49]

Резиновая крошка фракцией более 3 мм подается в экструдер-измельчитель

и после измельчения поступает вновь в кордоотделитель. Текстильный корд посту-

пает в контейнер, а резиновая крошка - на вибросито, где рассеивается на три

фракции:

- I - от 0,3 до 1,0 мм;

- II - от 1,0 до 3,0 мм;

- III - свыше 3,0 мм.

Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчи-

тель, а резиновая крошка I и II фракций отгружается покупателю [49].

44

5.2.3 Низкотемпературная технология утилизации изделий из резины,

утративших потребительские свойства, в том числе резиновых шин,

покрышек и камер

В основу технологии низкотемпературной утилизации изделий из резины за-

ложено явление перехода резины при низкотемпературном охлаждении в «псевдо-

хрупкое» состояние. Дробление при низких температурах улучшает отделение ме-

талла и текстиля от резины, повышает выход резины [50].

Технологическая схема низкотемпературного метода утилизации отходов

шин, покрышек представлена на рисунке 5.5.

Машина

Роторная

для удаления

Шинорез

дробилка

бортовых колец

Роторно-

лопаточный

Аэросепаратор

измельчитель

1 этап

2 этап

Воздушная

Магнитный

турбоохладительная

сепаратор

машина

Отгрузка потребителю

Рисунок 5.5 - Технологическая схема низкотемпературной утилизации отходов

шин, покрышек [49]

Основные этапы утилизации отходов шин, покрышек включают:

- подготовительный этап - удаление бортовых колец, нарезка изделий из ре-

зины на фрагменты;

- измельчение - измельчение резиновых фрагментов до кусков резины

определенного размера может осуществляться на роторных дробилках;

- охлаждение отхода до температур 60-90 °C, когда резина переходит в

псевдохрупкое состояние с использованием жидкого азота (рисунок 5.5) или воз-

душной турбоохладительной машины;

- измельчение - измельчение охлажденной резины с отделением металло-

корда и текстиля и получением резиновой крошки.

45

На рисунке 5.6 приведена схема автоматической линии по низкотемператур-

ной утилизации отходов шин и покрышек, исключающей применение жидкого азота.

Склад сырья

Подготовка

(мойка, сушка)

Охлаждающая

камера

Система

Холодильная

управления

установка

Разрушение,

криомельница

Сушка

Сортировка,

упаковка

Склад готовой

продукции

Резина

Металл

Движение покрышек

Связь с системой управления

Использование сбросного тепла

Движение холодильного агента

Рисунок 5.6 - Схема автоматической линии низкотемпературной утилизации

отходов шин, покрышек, исключающей применение жидкого азота [49]

46

Раздел 6 Утилизация и обезвреживание пластмассовых изде-

лий, утративших потребительские свойства, в том числе упа-

ковки

6.1 Общая информация о деятельности по утилизации и

обезвреживанию пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки

Отходы пластмассовых изделий по составу исходного сырья подразделя-

ются на:

- термопласты - полимеры, которые при нагревании приобретают свойства

пластичности, текучести; к этому виду отходов относятся: полиэтилен, полипропи-

лен и др.;

- реактопласты - полимеры, которые под действием температуры не пере-

ходят в вязко-пластичное или текучее состояние.

По оценкам экспертов, в структуре полимерных отходов 34% составляет по-

лиэтилен (ПЭ), 20% - полиэтилентерефталат (ПЭТ), 17% - ламинированная бу-

мага, 14% - поливинилхлорид (ПВХ), 8% - полистирол (ПС), 7% - полипропилен

(ПП) (рисунок 6.1) [51, 52].

Рисунок 6.1 - Структура отходов пластика по видам полимеров

По данным статистического наблюдения в Российской Федерации ежегодно

утилизируют более 30% от официально установленных объемов образования от-

ходов изделий из полимеров [2].

Наибольшим уровнем сбора и утилизации характеризуются отходы из поли-

этилена - 20%, отходы поливинилхлорида перерабатываются на 10%, полисти-

рола - на 12%, полипропилена - на 17%, полиэтилентерефталата - на 12%.

Основной объем вторичного полимерного сырья используется для изготов-

ления пластмассовой тары и упаковки (38%), производства деталей из пластмассы

для бытовой техники (22%), производства материалов, используемых в строитель-

стве (трубы, кровельные материалы и пр.) (18%) (рисунок 6.2) [57].

50

Рисунок 6.2 - Структура применения вторичного полимерного сырья

В Российской Федерации действует ряд предприятий, перерабатывающих

отходы продукции из полиэтилентерефталата в сырье для производства текстиль-

ных волокон, стреп-ленты, а также других изделий.

Одно из немногих предприятий в России, осуществляющее полную перера-

ботку отходов упаковки из полиэтилентерефталата (ПЭТ-бутылок) по технологии

bottle-to-bottle («новая бутылка - из б/у бутылки»), расположено в Московской обла-

сти, г. Солнечногорске. Технология позволяет перерабатывать бывшие в употреб-

лении ПЭТ-бутылки в сырье - гранулированный ПЭТ, который повторно использу-

ется для производства различной упаковки и изделий. Мощность объекта утилиза-

ции составляет 20 тыс. т пластиковой бутылки в год [55, 57].

Сбором, сортировкой и утилизацией полимерных отходов в России занима-

ется по разным оценкам до 4000 мелких и крупных предприятий. Наиболее крупные

переработчики полимерных отходов на российском рынке расположены в Москве и

Московской области, Пермском крае, Санкт-Петербурге (рисунок 6.3). Большая

часть предприятий по переработке полимерных отходов ограничивается сортиров-

кой, прессовкой и измельчением пластиковых отходов.

51

Рисунок 6.3 - Центры промышленной утилизации отходов изделий

пластика

Основные направления промышленной переработки полимерных отходов в

России [58, 59, 60] следующие:

- изготовление из отходов вторичного полимерного сырья, в том числе для

поставки на экспорт (дробленки, агломерата, гранулята из ПЭ, ПВХ, ПС, ПП, ПЭТ,

лавсанового волокна);

- изготовление из отходов (или с их частичным использованием) традицион-

ной разнообразной продукции производственно-технического и бытового назначе-

ния методами литья, прессования, экструзии;

- изготовление из полимерных отходов материалоемкой продукции, как пра-

вило, не изготовляемой только из первичного сырья, в том числе из смешанных от-

ходов или в композиции с другими отходами (макулатурой, древесными и текстиль-

ными отходами).

В настоящее время утилизация отходов полимеров приобретает экономиче-

скую целесообразность поскольку позволяет существенно экономить первичное

сырьё и электроэнергию [60].

Основные данные по методам и технологиям утилизации и обезврежи-

вания пластмассовых изделий, утративших потребительские свойства, в том

числе упаковки.

Способы утилизации и обезвреживания пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, можно разделить на две основные группы:

- физические (механические);

- физико-химические.

Все механические способы переработки пластмассовых отходов с целью

вторичного использования полимеров заключены в измельчении различных пла-

стиковых субстанций. Основные операции технологического процесса подготовки

52

Рисунок 6.4 - Линия мойки отходов пластика

При получении вторичного сырья в виде агломерата или гранулята исполь-

зуются:

Сушилки (конусного типа, центробежные) или система воздушных цикло-

нов - сушка производится после стадии отмывки «дробленки» с целью удаления

следов влаги перед подачей ее на грануляцию.

Агломераторы - повышение насыпной плотности пластика (для плёночных и

тканых материалов полотнистой структуры).

Мельницы и смесители - для приготовления смесей в экструдеры.

Грануляторы (экструдеры и эксрузионные линии) - аппараты для высокотем-

пературного плавления обработанных отходов пластика. Расплав может охла-

ждаться как воздухом, так и водой. Охлажденный пластик режется ножами на мел-

кие частички цилиндрической или сферической формы (регранулят).

Продуктом гранулирования является гранулированный полимерный мате-

риал в легкосыпучей форме, который предназначен для использования [56].

Схема утилизации пластиковых отходов с получением гранулята «сухим» и

«мокрым» методами приведена на рисунке 6.5.

Основные этапы утилизации «мокрым» методом включают:

- сортировку отходов по качеству, составу, цвету и степени загрязнения;

- предварительное измельчение отходов;

- повторную сортировку полученной субстанции;

- промывку и сушку пластиковых частиц;

- агломерацию отходов;

- пропускание вторичного сырья через металлодетектор;

- экструдирование для получения однородного полимерного расплава;

- изготовление гранулята;

- затаривание вторичного сырья и складирование.

55

А

Б

В

Измельчение отходов

Измельчение отходов (литники

забракованные литьевые

изделия)

Мойка измельчённых отходов

с предварительной сушкой

или

Сушка отходов

Агломерация отходов (плёнка)

Агломерация отходов (плёнка)

Пропускание вторичного сырья

Пропускание вторичного сырья

через металлодетектор

через металлодетектор

Грануляция

Грануляция

Затаривание вторичного сырья

Затаривание вторичного сырья

в мешки с развешиванием и

в мешки с развешиванием и

прошивкой открытого края

прошивкой открытого края

мешка

мешка

Складирование вторичного

Складирование вторичного

полимерного сырья

полимерного сырья

Рисунок 6.5 - Схема утилизации пластиковых отходов с получением

гранулята (сухой и мокрый методы)

Основные этапы утилизации «сухом» методе включают:

- сортировку отходов по качеству, составу;

- предварительное измельчение отходов (литники забракованные и литье-

вые изделия) или агломерация отходов (пленка);

- повторную сортировку полученной субстанции;

- агломерацию отходов;

- пропускание вторичного сырья через металлодетектор;

- изготовление гранулята по заданным характеристикам вязкости, плотности

и размера;

- затаривание вторичного сырья и складирование.

56

Высоким потенциалом для переработки обладают использованные полимер-

ные пленки, генерируемые промышленными и торговыми предприятиями, это от-

делы отправки и получения грузов, склады, центры распределения продукции,

оптовые рынки, крупные торговые центры. Схема утилизации полимерной пленки

представлена на рисунке 6.6.

Резка кип

Получение сечки

Транспортировка

Флотация

пленки и

и сортировка на

Кип полимерной

мойка

виброситах

пленки

Расфасовка и

Агломерация

Сушка

Сортировка на

упаковка

виброситах

Рисунок 6.6 - Схема утилизации отходов полимерной плёнки

Переработка отходов полимерной пленки в агломерат включает следующие

операции: резку кип пленки на части, мойку, получение сечки, сортировку на вибро-

ситах, флотацию тяжелых загрязнений, сортировку на виброситах, сушку, агломе-

рацию, расфасовку и упаковку. Агломератор предназначен для формования из от-

ходов полимерных пленок оплавленных частиц неправильной формы размером от

2 до 8 мм для обеспечения условий загрузки и переработки пленочных отходов в

экструдерах и литьевых машинах [62].

Линии для утилизации отходов полимерных пленок гранулированием приме-

няются в случае необходимости глубокой переработки исходного сырья (пленка с

печатью, загрязненная пленка).

Известны способы получения гранулы из вторичного пенополистирола. От-

ходы пенополистирола, собранные раздельно, для уменьшения объёма и подго-

товки к дальнейшей переработке измельчают и переплавляют в слитки при темпе-

ратуре 170 ⁰С. Слитки направляют последовательно на дробление и гранулирова-

ние. В результате получают гранулы размером от 2 до 6 мм. Допускается наличие

гранул размером менее 2 мм не более 2% и от 6 до 8 мм не более 2%.

6.2.2 Технологии утилизации пластмассовых изделий, утративших

потребительские свойства, в том числе упаковки, основанные на физических

методах с применением термоформирования

В основу технологии утилизации положен метод повторного плавления поли-

мерных отходов для получения изделий экструзией или литьем под давлением [61,

63].

Литье под давлением - процесс, включающий следующие операции:

- измельчение отходов пленок и листов;

- формование нового изделия методом литья под давлением.

Для переработки отходов методом литья под давлением, как правило, при-

меняют машины с постоянно вращающимся шнеком, конструкция которого обеспе-

чивает самопроизвольный захват и гомогенизацию отходов [64].

57

Экструзия - метод заключается в непрерывном продавливании расплавлен-

ного полимерного сырья через специальную формирующую головку. Благодаря вы-

ходному каналу определяется профиль будущего изделия. Для осуществления экс-

трузионного процесса используют экструдер. В экструдере материал пластициру-

ется, гомогенизируется и при необходимости дегазируется [60, 64]. Схема перера-

ботки отходов полиэтиленовой пленки с применением экструзионного прессования

представлена на рисунке 6.7.

Отходы

полиэтиленовой

пленки

Сортировка

Хвосты

Дробление

- 9 мм

Промывка

Сточные воды

Центрифугирование

Сушка

Сточные воды

Экструзионное

прессование

Добавка первичного сырья

(гранулированный полиэтилен)

Смешивание

Экструзионное

прессование

(пленочный агрегат)

Полиэтиленовая

пленка

(толщина 80-200мкм)

Рисунок 6.7 - Схема переработки отходов полиэтиленовой пленки с

применением экструзионного прессования

58

Утилизация ОЭЭО, содержащих озоноразрушающие вещества, входит в

число обязательств, принятых Россией при подтверждении своего участия в Мон-

реальском протоколе, вступившем в силу в 1989 году.

Профессиональной утилизацией отходов оборудования сегодня занимаются

заводы по утилизации ОЭЭО, расположенные в разных регионах страны. Наиболь-

ший объем ОЭЭО утилизируется в центральном регионе. Утилизаторы данных от-

ходов в первую очередь извлекают из отходов электронного и электрического обо-

рудования фрагменты, содержащие драгоценные металлы [68], которые затем про-

даются аффинажным заводам. Кроме этого, извлекаются лом черных и цветных

металлов и различные виды стекла и пластиков.

Схема расположения наиболее крупных утилизирующих ОЭЭО компаний

представлена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема расположения наиболее крупных утилизирующих

ОЭЭО компаний

7.2 Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время в области

утилизации

и

обезвреживания

электрического

и

электронного оборудования, утратившего потребительские

свойства; осветительного электрического оборудования,

утратившего

потребительские

свойства;

отходов

оборудования, содержащего озоноразрушающие вещества

Основным направлением утилизации электрического и электронного обору-

дования, утратившего потребительские свойства, является их полная переработка

с извлечением полезных компонентов для их повторного применения.

В рамках проведения утилизации ОЭЭО на заводах производятся:

•

лом черного металла;

•

лом алюминия;

•

медный лом;

•

лом нержавеющей стали;

•

лом корпусного пластика;

•

лом печатных плат.

62

Рисунок 7.2 - Схема утилизации отходов печатных плат

В станке для отделения компонентов электронных карт используется контро-

лируемое тепло с тем, чтобы сохранить не только компоненты карты, но и паяльное

олово; таким образом, минимизируется выброс паров и токсичных веществ в атмо-

сферу. Тепло производится при помощи воздуховодов и электросопротивлений с

управлением термопарами. Компоненты платы разделяются при помощи контроли-

руемых вибраций.

В большинстве случаев после отделения компонентов сами печатные платы,

состоящие в основном из меди и текстолита, реализуются как вторичное сырье.

64

содержание      ..      1       2         ..

//////////////////////////////////////////