Спocoб coртирoвки твердых бытoвых oтхoдoв и уcтанoвка для егo ocущеcтвления
Автoры: Черепанoв Сергей Петрoвич, Черепанoв Михаил Сергеевич, Ситникoв Евгений Григoрьевич, Гречухин Сергей Михайлoвич
Группа изoбретений oтноcитcя к cпоcобу cортировки твердых бытовых отходов (ТБО) и уcтановке для его оcущеcтвления. Споcоб включает cбор отходов, их транcпортировку, предварительную cортировку, cортировку и удаление оcтавшихcя отходов с помощью перегрузочного конвейера. Сортировку ТБО осуществляют на круговом транспортном конвейере. Каждая порция ТБО проходит несколько циклов отбора. На каждом рабочем месте отбирают заданные фракции отходов. Последние сбрасывают через отверстия в рабочей площадке в передвижные бункеры. После осуществления полной сортировки с каждого рабочего места подают сигнал о завершении отбора. После получения сигналов опускают сбрасывающее устройство. Сбрасывают остатки ТБО со всей поверхности транспортного кругового конвейера на ленточный выводящий конвейер. Через 7-10 секунд загружают новую порцию отходов. Через заданный расчетный промежуток времени сбрасывающее устройство поднимают и цикл повторяют. Заявленный способ позволяет оптимизировать процесс, сократить время простоя оборудования, повысить эффективность сортировки ТБО. Установка обеспечивает нормативные условия труда на рабочих местах. Позволяет сократить удельные капиталовложения и сроки их окупаемости. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области коммунального хозяйства и может найти широкое применение для сортировки твердых бытовых отходов (ТБО).
Проблема утилизации ТБО общеизвестна, по данным статистики на территории России уже накоплено около 90 млрд тонн отходов, к которым ежегодно добавляется более 70 млн тонн. В странах Европы и частично Азии основными способами утилизации ТБО является их сжигание после отбора части фракций для их повторного использования либо сортировка ТБО на линейных ленточных транспортерах с последующим захоронением оставшейся массы на полигонах.
Например, известен «Способ переработки твердых бытовых отходов», заключающийся в предварительном их дроблении, подаче в устройство для термической обработки с последующим сжиганием (см. патент РФ 2135305, МКИ 6 B09В 3/00, опубл. 27.08.99 г.). Известна также «Установка для обработки городского мусора», содержащая дробилку для измельчения отходов, установку для прессования и отверждения отходов, в которую после отделения из измельченных отходов ценных компонентов подают смесь, содержащую 70-30% отходов пластмасс и 30-70% прочих органических отходов, подвергаемую перемешиванию и сжатию с нагреванием до 120-300°С и последующему выдавливанию через перфорированную насадку с получением тонкодисперсного промежуточного продукта переработки (см. патент Японии 2892639 В2, МКИ 6 В09В 3/00,2000 г., ИСМ, вып.14).
Недостатком приведенных способа и устройства является то, что они являются дорогостоящими и экологически небезопасными в связи с использованием в них термической и химической переработки.
Наиболее близким к заявляемому является «Способ сортировки твердых бытовых отходов и комплекс для его осуществления» (см. патент РФ 2201814, МКИ 7 В09В 3/00). Способ включает сбор отходов, их транспортировку, предварительную и основную сортировку с извлечением различных типов отходов и дальнейшую переработку сырья, получаемого после сортировки, перемещение неутилизируемых отходов с помощью разгрузочного конвейера в бункеры мусоровозов и их вывоз. После предварительной сортировки отходы подают с помощью питающего пластинчатого конвейера на сортировочный конвейер, где сначала осуществляют ручной отбор вторичного сырья путем последовательного сброса его через специальные желоба в полу второго яруса на пол первого яруса, откуда сырье подают на линейный пластинчатый конвейер, после чего отходы прессуются и пакетируются.
Недостатком этого способа является его недостаточная эффективность, так как он не обеспечивает высокого процента извлечения отходов.
В этом же патенте описан комплекс для его осуществления, наиболее близкий к предлагаемому (см. патент РФ 2201814, МКИ 7 В09В 3/00). Этот комплекс содержит контейнеры для сбора отходов, сортировочную станцию, включающую два яруса, установку предварительной сортировки, установку основной сортировки отходов на фракции, снабженную постами ручной сортировки, перерабатывающими устройствами, а также перегрузочной линией фракции неутилизируемых отходов, при этом сортировочная станция снабжена двумя пластинчатыми конвейерами, имеющими заглубленную в пол приемную часть и дальнейший перегиб конвейерной полосы под углом 35° к плоскости пола, а пластины конвейеров снабжены подвижными скобами-захватами, при этом один из пластинчатых конвейеров используют в первом ярусе комплекса для подачи фракций отсортированного сырья в пресс, а другой - для подачи отходов на втором ярусе на горизонтальный ленточный сортировочный конвейер, расположенный под полом, каждый пост ручной сборки снабжен желобами шахтного типа, ведущими через пол второго яруса на первый ярус сортировочной станции.
Недостатками этой конструкции являются ее значительные габариты, требующие для ее установки помещение больших размеров. Кроме того, предварительная и основная сортировка проводятся в одном помещении, что создает неблагоприятные санитарные условия, так как вредные вещества выделяются в основном при предварительном процессе сортировки.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание экологически безопасного и эффективного способа сортировки ТБО и создание компактной установки для его осуществления, занимающей малые производственные площади, позволяющей повысить качество сортировки и обеспечить благоприятные санитарные условия труда.
Для решения этой задачи предлагаемый способ включает сбор отходов, их транспортировку и предварительную сортировку, подачу оставшихся отходов на конвейер для извлечения различных типов отходов и удаление оставшихся отходов с помощью перегрузочного конвейера. Новым является то, что сортировку ТБО осуществляют на круговом транспортном конвейере, перемещающемся по кругу, при этом каждая порция ТБО проходит несколько циклов отбора таким образом, что на каждом рабочем месте отбираются определенные заданные отходы, которые сбрасываются через отверстия в рабочей площадке в передвижные бункеры, после осуществления полной сортировки с каждого рабочего места подается сигнал о завершении отбора, после получения сигналов о завершении отбора со всех рабочих мест сбрасывающее устройство автоматически опускается, в результате чего при непрерывном движении и полном обороте происходит сбрасывание остатков ТБО со всей поверхности транспортного кругового конвейера на ленточный выводящий конвейер. Через 7-10 секунд после опускания сбрасывающего устройства начинается загрузка новой порции отходов, а через заданный расчетный промежуток времени сбрасывающее устройство поднимается и цикл повторяется.
В результате после завершения отбора остаются только отходы, содержащие органическую массу пищевых отходов и балласт в основном природного происхождения при практически полном отсутствии посторонних предметов, что позволяет использовать их для дальнейшей полной переработки с получением компоста или синтетических веществ. При этом потребность в полигонах для захоронения ТБО сводится до минимума, что значительно уменьшает вредное влияние на окружающую среду. Кроме того, способ позволяет повысить эффективность сортировки ТБО за счет многократного цикличного отбора заданных отходов, а именно довести извлечение движущихся по кругу заданных предметов до 80-90%, что в 1,5-2 раза эффективнее известных способов.
Установка для осуществления предлагаемого способа включает подающий и выводящий конвейеры, посты ручной сортировки. Новым является то, что ее корпус выполнен в виде многогранника, содержащего цилиндрическую нижнюю часть и верхнюю часть, выполненную в виде усеченного конуса со сквозным отверстием вверху, в центре корпуса установлен приводной механизм, соединенный с круговым транспортером, к внутреннему диаметру которого приварено вертикальное кольцо, между корпусом и круговым транспортером размещена площадка с рабочими местами, при этом на каждом рабочем месте смонтированы течки для вывода отсортированных отходов через отверстия в рабочей площадке, под которыми напротив граней нижней части корпуса размещены передвижные бункеры, а каждая грань снабжена дверцами для вывода бункера, кроме того, каждое рабочее место оборудовано кнопкой для подачи сигнала на сбрасывающее устройство при окончании процесса сортировки, для обеспечения циркуляции воздуха в верхней части корпуса установлены зонды принудительной вытяжной вентиляции, а грани соединены с регулируемыми зазорами для обеспечения притока свежего воздуха.
Предлагаемая установка является компактной, что позволяет размещать ее в сравнительно небольших помещениях, отделенных от предварительных процессов сортировки, являющихся основным источником вредных выделений. Выполнение граней с регулируемым зазором позволяет рассчитать подачу свежего воздуха в зависимости от размеров корпуса, а выполнение корпуса цилиндрическим с верхней частью в виде усеченного конуса обеспечивает циркуляцию воздуха, что в целом создает условия для обеспечения санитарных норм труда на рабочих местах.
Установка содержит корпус в виде многогранника, имеющий цилиндрическую часть 1 и верхнюю часть 2, выполненную в виде усеченного конуса. В центре корпуса размещен приводной механизм, состоящий из электродвигателя 3, редуктора 4 с приводным валом 5, ступицей 6. Ребра 7 одним концом соединены со ступицей 6, а вторым - с круговым транспортером 8. Между корпусом и круговым конвейером 8 установлена рабочая площадка 9 с рабочими местами 10, соответствующими граням 11 корпуса. Каждое рабочее место оборудовано течкой 12 для вывода отсортированных отходов, размещенной в отверстии рабочей площадки, под которой установлен передвижной бункер 13, для вывода которого из корпуса в каждой грани 11 имеются дверцы 14. Для подачи сигнала при окончании процесса сортировки каждое рабочее место оборудовано кнопками (не показаны). Для подачи ТБО после предварительной сортировки на входе в корпус установлен подающий транспортер 15 и узел пересыпки 16, для вывода оставшихся отходов на выходе из корпуса установлен выводящий транспортер 17, на который отходы сбрасываются сбрасывающим устройством 18. Для обеспечения вентиляции в верхней части 3 корпуса установлены зонды 19 принудительной вытяжной вентиляции, а для притока свежего воздуха извне грани 11 соединены с регулируемым зазором.
Установка работает следующим образом.
ТБО после предварительной сортировки подающим транспортером 15 через узел пересыпки 16 подаются на круговой транспортер 8. Одновременно включается электродвигатель 3 приводного механизма и через редуктор 4, приводной вал 5, ступицу 6 и ребра 7 движение передается на круговой транспортер 8, при этом на каждом рабочем месте 10 отбираются заданные отходы, которые помещаются в течку 12 и через сквозное отверстие на рабочей площадке 10 попадают в передвижной бункер 13, после заполнения бункера 13 он выводится из корпуса через дверцы 14. После нескольких оборотов кругового транспортера 8 при завершении отбора заданных отходов с рабочего места 10 подается сигнал, при поступлении сигналов со всех рабочих мест сбрасывающее устройство 18 опускается и в течение полного оборота кругового транспортера 8 происходит сбрасывание остатков ТБО на выводящий транспортер 17. Через 7-10 с после опускания плужка 18 новая порция ТБО подающим транспортером 15 через узел пересыпки 16 подается на круговой транспортер 8. Через расчетный промежуток времени плужок 18 поднимается и цикл повторяется. Для обеспечения циркуляции воздуха свежий воздух из-за пределов корпуса поступает внутрь его через зазоры в гранях 11, при этом все выделения перемещаются по кругу к центру и вверх корпуса и через всасывающие зонды 18 удаляются через отверстие в верхней части 2 корпуса.
Такое исполнение установки для сортировки ТБО обеспечивает нормативные условия труда на рабочих местах, позволяет сократить удельные капиталовложения и длительность инвестиционного цикла строительства при одновременном увеличении их эффективности, что обеспечивает снижение сроков окупаемости капиталовложений.
