Сжигание, как способ утилизации твердых бытовых отходов

Одна из наиболее производительных и эффективных высокотемпературных технологий - утилизация ТБО в шлаковом расплаве в печах Ванюкова. Преимущества высокотемпературных технологий признаны и за рубежом

Получаемые при высокотемпературной утилизации шлаки полностью свободны от органических включений, а переходящие в них металлы стабилизированы в стекловидной матрице, за счет чего не поступают в окружающую среду под действием атмосферных факторов. Таким образом, такие шлаки - потенциальное экологически безопасное сырье для производства широкого спектра строительных материалов.

На кафедре металлургии цветных, редких и благородных металлов НИТУ «МИСиС» были проведены эксперименты по высокотемпературному сжиганию проб ТБО с получением самоплавких шлаков. Свойства полученных шлаков были проанализированы с точки зрения их применимости для производства строительных материалов.  
Сбор пробы ТБО осуществлялся из отдельных компонентов, входящих в состав типичных городских бытовых отходов. За основу при сборе пробы был взят состав ТБО по Москве, актуальный в настоящее время, а также состав, характерный для более южных регионов . Состав ТБО был детализирован с учетом многообразия подвидов материалов в каждой морфологической группе. Наибольшая степень детализации была применена к бумаге и полимерам, которые в реальных коммунальных отходах представлены множеством различных сортов.  
Материалом для сбора пробы служили бытовые отходы, идентичные ТБО жилых районов: журнальная и газетная бумага, пластиковые бутылки, полимерная и картонная упаковка от молочной продукции, пищевые отходы от приготовления пищи и т. д. В качестве металлического лома использовались железные, медные и алюминиевые опилки. После сбора необходимых количеств компонентов пробы они раздельно измельчались до крупности менее 5 мм.  
После измельчения и увлажнения все компоненты (пробы) были взвешены и тщательно смешаны в необходимых пропорциях для получения состав. Затем общая проба смешанных ТБО массой 6,7 кг была разделена на две равные части (фото 2). Из первой части пробы методом квартования была отобрана проба массой 300 г, затем еще одна проба массой 100 г. Вторая часть пробы была доведена до состава пробы № 2 с помощью добавлениях ней пищевых отходов и бумаги. Аналогичным образом была отобрана проба массой 300 г. Влажность пробы составила 17,2 %.

В качестве рабочей была выбрана температура 1 300 °С, вполне достижимая при сжигании такого материала, как ТБО, в окислительных условиях с использованием обогащенного по кислороду дутья. Таким образом, было проведено 2 эксперимента с получением шлаков от двух разных составов отходов.

 
На вид шлак обеих плавок получился гомогенным стекловидным материалом черного цвета. Выход шлака в первом эксперименте составил 36 % от сухой массы пробы № 1, во втором - 34 % от сухой массы пробы № 2. Химический анализ полученного самоплавкого шлака был проведен спектральным эмиссионным методом на спектрометре SPECTRO CIROS VISION. 

Полученные шлаки имели среднюю твердость по минералогической шкале и были устойчивы к механическому истиранию. Твердость шлака № 1 по шкале Мооса составила 5, шлака № 2 - 6.  
Шлаки не взаимодействовали с водой и не поглощали ее.Полученные шлаки продемонстрировали высокую стойкость по отношению к агрессивным средам: суточное выдерживание образцов шлака в концентрированной щелочи (NaOH, 200 г/л) и серной кислоте  не привело к потере их массы в результате растворения. Внешних признаков растворения также выявлено не было.

Таким образом, результаты проведенных тестов позволяют сделать предположение о применимости получаемых в процессе высокотемпературной утилизации ТБО шлаков в качестве BMP для производства строительных материалов. Изготавливаемые с использованием данных шлаков строительные материалы обладают высокой механической прочностью, стойкостью по отношению к агрессивным средам и жестким климатическим условиям, а также экологической безопасностью.  
Ассортимент изделий, производство которых возможно из шлака, очень широк: это каменное литье (брусчатка и плиты для настила полов, различные трубы и желоба, футеровочные плиты, ролики ленточных конвейеров), строительные блоки, облицовочная плитка и т. д. Исходным материалом-основой для производства строительных материалов служит жидкий либо гранулрованный шлак, получаемый в процессе термической утилизации ТБО.

 

 

 

 

5.Заключение

Сжигание мусора - эффективный способ утилизации материалов и сбережения природных ресурсов, таких, как нефть, газ, уголь и лес. Однако сжигание требует реальной утилизации энергии, например, наличия теплосетей в месте расположения мусоросжигательных предприятий;экологическое воздействие от сжигания мусора незначительно. При надлежащем контроле над процессом сгорания и эффективной очистке дымового газа выбросы в атмосферу будут минимальны, особенно в сравнении с другим топливом, используемым в теплофикации;

Сжигание - более предпочтительный метод переработки отходов, нежели вывоз отходов на свалку; утилизацию мусора следует рассматривать как дополнительный, а не конкурентный метод переработки отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Список литературы

 

1. Журнал Твердые бытовые отходы -№4 2011  51-55с.

2.Обращение с отходами мусоросжигания в Европе ( http://evrotransgrup.uaprom.net)

3.Сжигание и пиролиз  твердых бытовых отходов ( http://www.promeco.h1.ru/stati/44.shtml)