Тема 9. Переробка та утилізація твердих промислових відходів.

9. 1. Механічна обробка.

9.2. Переробка осадів стічних вод.

Основні терміни: дроблення, помел, грохочення, зневоднення, центрифугування, фільтр – прес, вакуум – прес.

9. 1. Механічна обробка.

Під терміном ”виробничі відходи” розуміються різні за складом і фізико-фімічними властивостями залишки, що хар-ся потенційною споживацькою цінністю, пригодністю для корисного використання.

Класифікація твердих відходів за походженням:

- Кодушові – 69-76%

- Громіздкий бруд, горючі та негорючі відходи невеликих підприємств – 0,5-13,5%

- Промислові – 12-17%

Методи знешкодження(переробки відходів):

1) складування на полігонах

2) сплав у каналізацію

3) переробка у компост

4) спалювання, піроліз

5) обробка промислових відходів з метою повторного використання

Механізм обробки.

  Дроблення. Викор-ть для отримання з крупних шматків матеріалів частинок крупністю біля 5 мм(при розробках корисних копалин, гумові вироби тощо).

Ступінь дроблення(і): і = Дmax / dmax,

 де Дmax і dmax – діаметри максимального шматка відповідно до і після дроблення.

Стадії дроблення:

Дроблення  крупне  середнє  дрібне

Дmax, мм  1200-500 350-100 100-40

dmax, мм  350-100  100-40  30-5

Питомі витрати електроенергії(Е) – енергоємкість дроблення:

Е = N / Q,

 де N – потужність, що використовується двигуном дробарки;

Q – потужність дробарки.

  Для дроблення використовують такі види дробарок: щікові, конусні, валкові, роторні. Для крупних агромератів застосовують кокрові механізми, механічні ножиці, дискові піли, вибух.

  Вибір методу та агрегату залежить від розмірів частинок кінцевого продукту.

  Технологія дроблення може бути організована з використанням:

- відкритих циклів дробарок (матеріал, що переробляється проходить через дробарку один раз);

- замкнених циклів із грохоченням (надрешітковий продукт повертається у дробарку).

Подрібнення. Метод використовують при необхідності отримання з відходів дрібнодисперсних фракцій крупністю до 5 мм (використовують в рекутрації відходів відвалів порід розробок корисних копалин, будівельного лома тощо).

Найбільш поширені агрегати грубого і тонкого подрібнення стержневі млини, шарові млини, ножеві млини, дезинтегратори тощо.

Подрібнення деяких типів пластмас проводять при низьких температурах – кріогенне подрібнення.

Подрібнюючими тілами в стержневих і шарових млинах є стальні стержні та кулі, що розміщені всередині.

Барабанні і стержневі млини використовують як для мокрого так і для сухого подрібнення. В залежності від виду комелу використовують:

- повітряну старацію (сухий комел);

- гідравлічну класифікацію (мокрий комел).

Помел – використовується для отримання з шматкових відходів зернових і дрібнодисперсних фракцій крупністю менше 5мм.

Процеси помелу розповсюджені в технології рекуперації твердих промислових відходів при переробці відвалів у видобувальній промисловості, утилізації будівельних конструкцій, лому кольорових та чорних металів, паливних та металургійних шламів.

Найбільш розповсюджені агрегати грубого та тонкого подрібнення, стержневі кулькові та ножеві млини, а також дезінтегратори, дискові та кільцеві млини. Для подрібнення деяких видів пластмас і гумових виробів проводять низькотемпературний помел(кріогенне подрібнення).

Подрібнюючими тілами в стрижневих та кульових млинах є стальні стержні або чавунні кулі, що розташовані в середині млина. У млинах ножевого типу подрібнення відбув-ся у вузькому зазорі (0,1-0,5мм) між закріпленими всередині ножами та ножами, що зафіксовані на обертаючому роторі.

Барабанні стержневі і кульові млини забезпечують як для сухого, так і мокрого помелу. Типи і розміри цих млинів розрізняються конструктивними особливостями процесу розвантаження(через решітку, сито, центральне розвантаження), внутрішнім діаметром (Д) та робочою довжиною L. За розмірами розрізняють короткі L<Д та довгі млини Д<L.

Стержневі млини застосовують для грубого подрібнення (вміст часточок  0,07мм складає 20-30%). Забезпечують більш рівномірний по крупності продукт і невелику кількість шламу, ніж кульові. Використовують як у відкритому, так і закритому циклі.

Кульові млини забезпечують як крупне, так і тонке подрібнення. Крупне подрібнення проводять на млинах із решіткою (розмір 0,07мм - до 60%). Тонке і надтонке подрібнення – у млинах з центральним розвантаженням.

Подрібнюючі тіла – стержні d=25-100мм і кулі d=30-125мм виготовляють з високовуглецевої сталі, довжина стержнів дорівнює (1,2-1,6)d млина.

Класифікація і сортування – застосовуються для розділення твердих відходів на фракції по крупності. Вони включають методи грохочення (розсіву) матеріалу та їх розділення під впливом гравітаційних або відцентрових сил.

Метод широко використовується і як попередня стадія обробки, і як самостійний процес переробки. Якщо при переслідується мета отримати фракцію матеріалу як готовий продукт, то процес наз-ть сортування.

Грохочення представляє собою процес розділення на класи по крупності матеріалу при його переміщенні по комірчастій поверхні, в якості останньої використовують колоснікові решітки, штамповані решета, дрошикові сітки з різних металів, гуми, полімерних матеріалів, що хар-ся отворам різних форм і розмірів.

При грохоченні використовують обертаючі та вібраційні грохоти (з прямолінійними, коловими, еліптичними вібраціями). Для грохоту матеріалів, які мають підвищену здатність до злипання і комкування, додатково використовують спеціальні прилади.

Технологічно, при виділенні більше двох класів матеріалу, що переробляється, грохочення може бути оформленно у вигляді таких варіантів:

А) від крупного до дрібного

Б) від дрібного до крупного

При розділенні продуктів помелу використовують гідравлічні класифікатори та сепаратори.

Якщо процес подрібнення проводиться з використанням вологи, то класифікацію за розмірами подрібленого матеріалу доцільно проводити у вигляді пульп використовуючи гідравлічні класифікатори.

Для грубої класифікації використовують спіральні, чашкові апарати, для тонкої – гідроциклони, відстійні центрифуги, конуси тощо.

Найбільш розповсюджені гідроциклони та спіральні класифікатори із зануреною(тонкий злив 80-90% - d=0,074мм) і незануреною(d4=0,2-0,5мм) спіралями.