автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Технологические закономерности процессов извлечения биоразлагаемой фракции из коммунальных отходов с целью повышения их комплексного использования



4858926

БОРИСОВА ОКСАНА НИКОЛАЕВНА

х рукописи

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ ФРАКЦИИ ИЗ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

05.17.08 — Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-ЗНОЯ 2011

Москва-2011

4858926

Работа выполнена на кафедре «Безопасность техносферы и химические технологии» ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ШУБОВ Лазарь Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Кольцов Владимир Борисович

кандидат технических наук Акимова Нина Петровна

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение «Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами» (ФГУ «НИЦПУРО»)

Защита состоится « 2011 года в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.150.05 в ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса» по адресу: 141221, Московская обл., Пушкинский р-н, пос. Черкизово, ул. Главная, 99, ауд. 1209. Зал заседаний советов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса».

Автореферат разослан « » 2011

года.

Ученый секретарь диссертационного совета,Ч кандидат технических наук, доцент О

I. Тюменев

ЗАДАЧИ, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ И ЕЕ АКТУАЛЬНОСТЬ

Биоразлагаемые отходы (пищевые и растительные остатки и т.п.) концентрируются в двух видах коммунальных отходов: в твердых бытовых отходах (ТБО, образуются в жилищах) и в отходах кухонь и предприятий общественного питания.

Коммунальные отходы по содержанию в них пищевой фракции можно рассматривать как мощный сырьевой источник для получения специфических продуктов, пригодных для использования в сельском хозяйстве, животноводстве и других отраслях.

В РФ значительная часть пищевых и растительных отходов попадает в ТБО и вывозится на захоронение или сжигание. Например, в Москве при годовом количестве образующихся ТБО около 4 млн. т на долю пищевой фракции приходится до 1 млн.т. Попадая в мусоросжигательную печь, пищевая фракция существенно снижает калорийный потенциал сжигаемых отходов и увеличивает выход недожога; попадая на объекты захоронения, биоразлагаемые отходы увеличивают неконтролируемый выход биогаза, относящегося к парниковым.

Работы по извлечению из ТБО пищевой фракции, а также по селективному сбору пищевых отходов в различных источниках образования до настоящего времени в России не проводятся, хотя актуальность их очевидна.

Для утилизации биоразлагаемых органических отходов в сельском хозяйстве или животноводстве требуется их обязательное глубокое обогащение, поскольку даже фракция селективного сбора пищевых и растительных отходов содержит до 10% посторонних примесей (стекло, керамика, пластмассы, металлы, кожа, резина и др.). Универсальная технология очистки пищевой фракции от примесей должна быть рассчитана на вовлечение в переработку наиболее сложного сырьевого объекта - ТБО и концентрацию пищевой фракции в самостоятельном продукте, пригодном для хранения, транспортировки и дальнейшего использования либо переработки.

Базовой основой разработки технологии глубокой очистки пищевых отходов от механических примесей являются исследования, проведенные в ВИВРе и развитые в РГУТиС, в соответствии с которыми пищевая фракция ТБО концентрируется в нижнем продукте грохочения (класс -70 -100мм) - после извлечения из исходных ТБО значительной части легких компонентов, черных и цветных металлов, волокнистых компонентов. Содержание пищевых и растительных отходов в нижнем продукте грохочения, независимо от размера отверстия грохота (в пределах 70^-100мм) составляет 60-65%. Для утилизации такого продукта необходимо решение технической задачи удаления из него механических примесей, сведя к минимуму потери пищевой фракции.

Цель настоящей работы - изыскание и использование на практике наиболее эффективных технологических процессов, повышающих комплексность использования коммунальных отходов, на основе изучения закономерностей сепарации биоразлагаемых компонентов ТБО и получения продуктов, пригодных для утилизации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

• исследование состава отходов и оценка их обогатимости;

• повышение эффективности технологических операций глубокого обогащения биоразлагаемой фракции коммунальных отходов путем направленного регулирования свойств и характеристик подвергаемых сепарации отходов;

• установление зависимостей технологических показателей сепарации биоразлагаемой фракции коммунальных отходов от влияющих факторов;

• разработка технологической схемы глубокого обогащения биоразлагаемой органической фракции коммунальных отходов (на основе системного объединения отдельных технологических операций).

Методы исследований: экспериментально-статистические методы; гранулометрический и морфологический анализ продуктов сепарации; физические методы сепарации отходов, изменения их крупности и влажности; исследование химического состава продуктов сепарации.

Научная новизна защищаемых положений:

• выявленные зависимости технологических параметров извлечения из ТБО биоразлагаемой органической фракции и ее очистки от примесей от способа сепарации отходов, режима процесса и регулируемых физических свойств отходов как сырья для сепарации;

• выявленные закономерности влияния направленного ре1улирования характеристик разделяемых компонентов (путем изменения их влажности и крупности) на способность подвергаться глубокой сепарации;

• системное объединение технологических операций сепарации отходов в единую технологию глубокого обогащения биоразлагаемой фракции ТБО и ее выделения в высококачественный продукт (в качестве критерия оптимизации процесса использованы технологические критерии - извлечение, содержание, выход).

Практическая значимость и реализация результатов работы: 1. Выявлены основные закономерности сепарации биоразлагаемой фракции ТБО, позволяющие обоснованно выбрать наиболее эффективные разделительные процессы и системно их объединить в технологическую схему.

2. Разработана технология сепарации биоразлагаемой фракции коммунальных отходов, обеспечивающая их рациональное использование как техногенного сырья. Предложены методы интенсификации процесса сапарации на основе регулирования характеристик отходов на входе в технологический процесс.

3. Разработаны способ и аппарат для гравитационной сепарации техногенного сырья.

Основные защищаемые положения

1. Установленные закономерности процесса сепарации биоразлагаемой фракции ТБО и сформулированные на их основе требования к аппаратам, технологическим режимам и качеству обогащаемого сырья, из которых наиболее значимыми являются:

• зависимость технологических показателей сепарации от режимных параметров процесса, условий подачи отходов в процесс, характеристик сепарируемого материала, конструкции некоторых сепарирующих устройств;

• влияние направленного регулирования характеристик разделяемых компонентов на интенсификацию процесса сапарации.

2. Технология глубокого обогащения биоразлагаемой фракции коммунальных отходов в виде комбинации различных процессов, системно связанных между собой, существенно повышающая комплексность использования техногенного сырья.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на всероссийских межвузовских научно-технических конференциях: Инновационный проект ФГОУВПО «РГУТиС» (г. Сергиев-Посад, 2008г.), «Современные проблемы туризма и сервиса» (РГУТиС, 2009-2011), «Наука Сервису» (РГУТиС, 2010); демонстрация на выставке «Expropriority-2010» (подана заявка на патент «Обогащение и переработка твердых коммунальных отходов»).

Публикации

По результатам исследований опубликовано 12 статей, в т.ч. 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов по работе и библиографического списка. Объем диссертации 188 страниц машинописного текста, в т.ч. 68 рисунков, 13 таблиц, 100 источников, а также 36 приложений.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Содержание работы

1. Анализ оптимизируемой системы управления коммунальными отходами

Одним из важнейших направлений утилизации твердых коммунальных отходов является выделение из них пищевой фракции и получение из нее продукта, пригодного для дальнейшего использования. Актуальность этого направления обусловлена высоким содержанием в твердых коммунальных отходах пищевой фракции (в пределах 25 - 35% по массе), а также необходимостью охраны окружающей среды от ее негативного влияния.

Можно отметить пять основных направления использования пищевых и растительных отходов: переработка в компост, в биогумус, в корм для скота, в строительные материалы, в биогаз.

Содержание пищевых и растительных отходов в классе -70мм (-ЮО)мм хвостов сортировки исходных ТБО составляет 60-65%. Основные механические примеси (%) - стекло (12-15), кости (около 2,5), пластмассы (1-3), макулатура (1-2), камни (0,8), черные и цветные металлы (по 0,2), кожа и резина (до 0,2), текстиль (0,2-0,4), дерево; до 15% примесей представлено прочими компонентами и так называемым отсевом (класс -20мм, состоящий на 30% из биоразлагаемых компонентов).

Основным направлением утилизации биоразлагаемой фракции, выделенной из ТБО, является вермикомпостирование, а выделенной из селективно собранных пищевых отходов - использование в качестве корма или компоста.

Независимо от развития практики селективного сбора пищевых отходов, значительная часть их попадает в ТБО.

При оптимизации системы управления биоразлагаемой фракцией ТБО в качестве критерия оптимальности целесообразно использовать степень ее утилизации (количество продукта, выделенного для вторичного использования, в процентах от общего количества биоразлагаемой фракции). В качестве критериев оптимизации сепарационного процесса биоразлагаемой фракции, исходя из задач процесса (максимально удалить механические примеси при минимальных потерях пищевой фракции) наиболее приемлемы технологические критерии, представляющие собой комбинацию основных параметров обогащения: а (содержание в исходном), у (выход продукта), е (извлечение) и (5 (содержание в продукте сортировки), связанные зависимостью ур = ае, целевой функцией является р = а£/у(при этом необходимо обеспечить максимально возможное извлечение полезной фракции).

Сепарация любых поликомпонентных смесей базируется на использовании различий в свойствах разделяемых компонентов.

Подлежащий сепарации материал крупностью -100 (-70)мм содержит раз-ноплотные и равнопрочные компоненты, что предопределяет выбор соответствующих технологий разделения.

2. Разработка и исследование технологии сепарации биоразлагаемой фракции ТБО по плотности (выделение грубого концентрата)

В ходе поисковых исследований принципиально установлено, что для отделения пищевых отходов от основного количества примесей целесообразно использовать водную среду, аэросепарация положительных результатов не дала.

В ходе работы изучено несколько конструкций нестандартных аппаратов, в которых использовано различие характера и скорости движения компонентов в водной разделительной среде под действием сил тяжести и сопротивления. В итоге была создана стендовая лабораторно-укрупненная установка прямоточного гравитационного сепаратора с механизированной загрузкой и выгрузкой материала (рис. 2.1).

Рис. 1.1. Стендовая укрупненно-лабораторвая установка прямоточного гравитационного сепаратора для извлечения пищевой части из тяжелой фракции ТБО с механизированной загрузкой и выгрузкой: 1 — рама конвейера; 2 — привод конвейера; 3 — конвейер: 4 — приемник легкой фракции; 5 — гравитационный сепаратор; 6 — элеватор; 7 — привод элеватора; 8 — приемник хвостов; 9 — ковш элеватора

Загрузка исходного материала в зону сепарации и быстрое удаление легкой фракции из этой зоны осуществляется с помощью ленточного конвейера с рифлями (скорость конвейера регулируется), удаление тяжелой фракции из донной части сепаратора - с помощью элеватора. В процессе используются два потока воды - вертикальный (обеспечивает кратковременную поддержку на поверхности воды легко тонущих компонентов пищевой фращии и тем самым способствует повышению извлечения) и горизонтальный (повышает эффективность разгрузки легкой фракции и производительность сепаратора).

Исследованы технологические параметры процесса гравитационной сепарации и основные влияющие факторы: скорость подачи материала в процесс и уда-

ления легкой фракции, скорости горизонтального и вертикального потока воды и и их влияние на кинетику извлечения пищевой фракции, зависимость результатов сепарации от места подачи материала в аппарат (требования к конструкции сепаратора), влияние минеральных компонентов на извлечение пищевой фракции.

Установлено, что при использовании конвейера с рифлями оптимальная скорость горизонтального потока воды составляет 0,5-0,8 м/с; при большей скорости снижается конечное извлечение (часть пищевых компонентов попадает в тяжелую фракцию вследствие турбулентных завихрений пульпы при ударе горизонтального потока в рифли конвейера), при меньшей - снижается скорость гравитации.

Оптимальная скорость вертикального потока - 0,7 м/с, при этом обеспечивается прирост извлечения пищевой фракции на 5-6%.

Предварительная сушка материала не способствует повышению извлечения пищевой фракции.

Решающее влияние на кинетику процесса и конечное извлечение оказывает скорость загрузочно-разгрузочного конвейера (рис 2.2): если при скорости 0,035-0,05 м/с в концентрат за 15с извлекается 15-20% пищевых отходов, то при скорости ОД м/с, как показали исследования извлечение повышается до 70% (данные экспериментов с «чистой» пищевой фракцией).

Время нахождения всплывшей фракции на поверхности пульпы оказывает существенное влияние на технологические показатели процесса и зависит, при прочих равных условиях, от точки загрузки материала в аппарат (т.е. от расстояния, пройденного легкой фракцией от места загрузки до места разгрузки). Оптимальна загрузка материала конвейером приблизительно в середину разделительной камеры (рис. 2.3).

Гравитационная сепарация в водной среде позволяет полностью удалить тяжелые минеральные компоненты - стекло, камни, керамику, а также кости и в

100

Рис. 2.2. Влияние скорости конвейера на кинетику извлечения пищевой части в легкую фракцию: 1,2 и 3 - извлечение соответственно за 15, 30 и 60 с

0.036 0,05 О,]

значительной степени резину, кожу, металлы. Выход хвостов от операции гравитации (в зависимости от режима) -18,7-28,4%.

Дальнейшее глубокое обогащение грубого гравитационного концентрата должно обеспечить удаление всех оставшихся примесей - макулатуры, дерева, кожи, резины, пластмассы, текстиля, отличающихся незначительным различием в плотности.

Рис. 2.3. Влияние- положения загрузочно-разгрузочного конвейера и режимов обогащения иа результаты гравитационной сепарации тяжелой фракции ТБО: скорость горизонтального потока ьоды, м/с: 1 - 0,5; 2 - 0,8

Постоянные условия: скорость вертикального потока воды 0,7 м/с

3. Разработка и исследование технологии глубокой очистки пищевой фракции ТБО от примесей с использованием различия в их прочностных свойствах (доводка грубого концентрата)

Для очистки гравитационного концентрата от макулатуры, дерева, кожи, резины, металлов, текстиля и пластмассы использовано различие в сопротивлении этих компонентов и пищевой фракции механическому разрушению.

Прочность тех или иных компонентов в значительной степени зависит от вида деформации. Так, целый ряд примесей грубого концентрата обладает достаточно высокой прочностью на сжатие (металлы, резина, кожа, текстиль). В то же время сопротивление компонентов пищевой части сжатию, как и другим видам деформации (растяжению, сдвигу, изгибу) невелико.

Для направленного регулирования физических свойств компонентов смеси подвергаться механическому разрушению использована термообработка в определенных условиях, одновременно способствующая обезвреживанию материала и увеличению различия в прочности тех или иных компонентов грубого концентрата как объекта для дробления. Хрупкие материалы, каковыми являются компоненты пищевой фракции после тепловой обработки, при дроблении методом раздавливания, удара или истирания должны измельчаться в большей степени, чем примеси.

Практически задача заключается в выборе надлежащего метода дробления подготовленного материала и наиболее эффективной аппаратуры.

При дроблении смеси разнопрочных компонентов фракционный состав каждого компонента в дробленом продукте различен: легкоизмельчаемый материал представлен более тонкими фракциями по сравнению с трудноизмельчаемым компонентом.

Для последующего обогащения продукта дробления с целью отделения примесей от пищевых компонентов необходима определенная, оптимальная характеристика гранулометрического состава материала, поэтому дробление осуществлялось последовательно в ряде аппаратов, каждый из которых наиболее подходит для смеси данного состава и для данной крупности. Отсюда выбор дробилки (и режим дробления) произведен не только с учетом прочности дробимого материала, но и требуемого гранулометрического состава продукта дробления.

3.1 Принципы подготовки грубого концентрата для тонкой очистки от

примесей

При использовании тепловой обработки грубого концентрата для оптимизации его последующей сепарации определены ограничивающие условия:

• в продукте термообработки должны максимально сохраняться основные элементы питания (жир, протеин, клетчатка);

• конечное содержание влаги в продукте термообработки должно обеспечивать его длительное хранение в обычных условиях (для удобства вторичного использования);

• при использовании дробления материала для оптимизации процесса термообработки необходимо получать продукт, по возможности, равномерной крупности, без переизмельчения.

Грубый концентрат подвергался термообработке в различном режиме в многоподовой электрической печи в течение 1,5 часов (табл. 1).

Таблица 1. Анализ химического состава продуктов термообработки

Содержание масс, %

После 1 -й сушки После 1-й сушки После 1-й сушки

Химический состав (150°С, 90 мин.) (180°С, 90 мил.) (150°С, 90 мин.), дробле-

и дробления и дробления ния и 2-й сушки (100°С,

90 мин.)

Влажность 37,96 25,8 11,31

Сырой протеин 13,94 14,19 15,37

Сырой жир 8,02 5,1 7,33

Сырая клетчатка 6,34 4,5 6,14

Зола 5,25 7,19 7,11

Кальций 1,175 - 1,06

Фосфор 0,375 - 0,48

Азот 2,23 2,27 2,46

Дробление осуществлялось в дробилке роторно-ножевого действия; дробленый продукт (рис. 3.1) характеризуется равномерным гранулометрическим составом (кривая зависимости выхода от крупности близка к прямой линии), преобладают зерна крупностью ~10+2мм, выход класса -1мм около 26%, класса +10мм -около 4%.

Оптимальные результаты обеспечивает технология, включающая первичную термообработку в течение 1,5 часов при 150°С, дробление и вторичную термообработку при температуре 100°С до содержания влаги 10-12%. При таких «мягких» режимах продукт термообработки сохраняет основные элементы питания, сохраняется без какого-либо изменения в любых условиях (температура, тара и т.п.) в течение весьма длительного времени (не менее года), представляет собой равномерно-зернистый продукт, лишенный какого-либо неприятного запаха (при влажности 38% продукт термообработки может храниться и не портиться в комнатных условиях при температуре 18°С не более трех суток - покрывается плесневыми грибками; при одностадийной термообработке до влажности 26% происходит частичное разрушение таких важных элементов питания, как жир и клетчатка, срок возможного хранения продукта весьма ограничен).

Подовая сушилка мало подходит для второй стадии термообработки из-за большой продолжительности процесса - 1,5 часа. Для интенсификации второй стадии термообработки (ее основное назначение - сушка материала за возможно более короткое время) испытан процесс кипящего слоя в лабораторной сушилке «Стреа-1».

Изучены основные влияющие факторы: расход воздуха, продолжительность сушки для достижения 10%-ной влажности, крупность материала и его исходная влажность; температура процесса неизменна - 100°С.

Эксперименты показали, что термообработка материала в кипящем слое с начальной влажностью более 40% неэффективна: продолжительность сушки возрастает, материал в процессе сушки спекается, а тонкозернистый - частично гра-

ч

ю

Рис, 3.1. Характеристика гранулометрического состава пищевой части ТБО после ее дробления в дробилке роторного тип? ударно-режущего действия

нулируется. Если начальная влажность материала не превышает 40%, расход воздуха для создания кипящего слоя (независимо от крупности материала) составляет 70-100 м3/ч. Чем выше крупность материала, тем выше лежит кинетическая кривая сушки (рис 3.2), независимо от начальной влажности. При снижении верхнего предела крупности материала с 17мм до 12мм процесс сушки существенно интенсифицируется и уже через две - три минуты начинается период постоянной скорости сушки с удалением свободной влаги (линия сушки имеет вид прямой).

Поэтому предпочтительным является дробление материала до -12мм и сушка материала крупностью -12+0мм.

\ \ \ N

N N ч

Рис.3.2. Кривые сушки пищевой фракции различной крупности (расход воздуха 100 м3/час):

1 - крупность материала -17+0 мм;

2 - крупность материала -12+0 мм

3.2. Исследование технологического процесса первой стадии доводки грубого концентрата (комбинация термообработки, избирательного дробления и грохочения)

В соответствии с установленными закономерностями, с учетом физических свойств компонентов и их крупности после термообработки гравитационного концентрата в 1-й стадии доводки испытана дробилка роторного типа ударно-режушего действия. В этих условиях подсушенная пищевая фракция как материал хрупкий измельчается в большей степени, чем многие примесные компоненты, являющиеся твердыми материалами (рис 3.3). Крупность продукта дробления определяется размером щели между колосниками решетки дробилки, влияющим на продолжительность воздействия дробящего усилия на материал (экспериментально выбрана щель 40x60мм).

Рис. 3.3. Извлечение в различные классы крупности компонентов грубого концентрата после его первичного дробления в дробилке ударно-режущего действия (решетка 40x60 мм): 1 - пищевая часть, 2 - дерево, 3 -цветной металлолом, 4 - пластмасса, 5 - кожа, б - резина, 7 - картон, 8 -текстиль, 9 - газетная бумаг

Кргаидт, цы

Анализ показывает (рис 3.3), что идентично пищевой части при первичном дроблении ведет себя дерево и, следовательно, освободится от него на первой стадии доводки не представляется возможным.

В наибольшей степени в класс +20 мм переходят газетная бумага и текстиль (на 85 - 90%), картон и резина (на 70%); основное количество металла и пластмассы (свыше 75%) остается в классе -20мм. В целом в класс +20мм удаляется 60% (по массе) всех примесей.

Изучены закономерности влияния содержания в грубом концентрате пищевой и непищевой фракции на результаты сепарации по крупности после первичного дробления (рис 3.4 и 3.5):

! г

5 40

//

1 $ // т

У> V

\

¡14

1 ч ■ н 1>. ч

1 [ \ч

1 \

Крупность, мм

Крупность, им

Рис. 3.4. Влияние исходного содержания пищевой части в грубом концентрате ка ее распределение и содержание в различных классах крупности после дробления в дробилке ударно-режущего действия (решетка 40x60 мм): ] - концентрат I (78,3% пищевой части); 2 - концентрат П (63,05% пищевой части); 3 - концентрат Ш (52,09% пищевой части)

а>

1 1 л

1 у

1

м п

50

40

в 30

70

о

10

6)

1 ]| / / /

н 1 /

I /

/ / " 1

I

10 20 Крупность, ми

10 20

Крупность. N

Рис. 3.5. Влияние исходного содержания непищевой части в грубом концентрате на ее распределение и содержание в различных классах крупности после дробления в дробилке ударно-режущего действия (решетка 40x60 мм): 1 - концентрат I (21,7% непищевой части); 2 ~ концентрат II (36,95% непищевой части); 3 - концентрат III (47,91% непищевой части)

• извлечение пищевой части в класс -20мм после первичного дробления не зависит от состава грубого концентрата и всегда находится на уровне 95%;

• содержание пищевой части в классе -20мм находится в прямой связи с ее

содержанием в грубом концентрате - чем богаче концентрат по содержанию пищевой части, тем выше ее содержание в классе -20мм и тем меньше относительный прирост содержания (практически он составляет 12 - 18%);

• извлечение непищевой части в класс -20 мм мало зависит от ее содержания в грубом концентрате (составляет 39 - 42%);

• содержание непищевой части в классе -20мм тем выше, чем оно выше в питании дробления;

• каждый компонент смеси измельчается независимо один от другого.

3.3. Исследование технологического процесса второй стадии доводки (комбинация термообработки, избирательного дробления и грохочения)

Крупность материала на входе в технологический процесс 2-й стадии доводки -20мм. Резина и пластмасса, содержащаяся в этом материале, характеризуется, по сравнению с пищевой частью, повышенным сопротивлением истирающему действию, а металлы, текстиль, а также резина и отчасти дерево - высокой прочностью на сжатие.

Исходя из этих соображений, для обеспечения избирательного дробления компонентов и во избежание их перемельчения во 2-й стадии дробимый материал подвергали преимущественно статическому воздействию в аппаратах раздавливающего и истирающего действия.

Для усиления различия в свойствах компонентов дробимого материала класс -20мм подвергался перед 2-й стадией дробления операции сушки (до требуемого в готовом продукте содержания влаги 10-12%).

Для практических целей изучено несколько аппаратов (шаровая и стержневая мельницы, щековая и валковая дробилки), в итоге для вторичного дробления выбрана валковая дробилка (обеспечивает более высокое извлечение в класс -5мм пищевой части).

Оптимальные параметры дробления материала в валковой дробилке соответствуют ширине щели дробилки Змм (рис. 3.6 и рис. 3.7), обеспечивая извлечение пищевой части в класс —5мм до 95%. При щели 5мм извлечение пищевой части снижается до 50%, при щели 8мм - до 43%.

Предварительный отсев класса -5мм из питания дробилки способствует повышению извлечения пищевой части при увеличенной ширине разгрузочной щели, но не обеспечивает достижения удовлетворительных результатов по содержанию примесей. Извлечение примесных компонентов непищевой части в класс -5мм не зависит от ширины разгрузочной щели дробилки в испытанных пределах (3-8мм) и составляет 15-17%. Содержание пищевой части в классе -5мм - до 97%.

Из присутствующих в классе -5 мм примесей наибольшее содержание приходится на дерево - около 2,5% (дерево имеет игольчатую форму, что исключает возможность кормового использования продукта); присутствуют примеси пластмассы, текстиля и металлов.

Избирательность дробления в валковой дробилке обеспечивается, по-видимому, не только истирающим действием, но и однократным раздавливанием материала. Поскольку реальные куски дробимого материала имеют неправильную форму, возможно, что давление на материал распределяется неравномерно и часть кусков разрушается уже в результате раскалывания (а не сжатия) и это в свою очередь способствует избирательности дробления.

* 60 5

1 / ___=

г/ •Ч/г /У

V

Г

1 0 2

I

С 70

К.

■

- 1 1 012 0 2

Рис.З.б. Результаты грохочения продуктов дробления второй стадии при различной ширине щели валковой дробилки (характеристика распределения пищевой части): 1 - щель 3 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 2 - щель 5 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 3 - щель 8 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 4 - щель 8 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+5 мм)

!

0 12 ? 10 20 0 1 2 5 10 20

Крупность, мм Крупность, мм

Рис.3.7. Результаты грохочения продуктов дробления второй стадии при различной ширине щели валковой дробилки (характеристика распределения непищевой части): 1 - щель 3 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 2 - щель 5 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 3 - щель 8 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+0 мм); 4 - щель 8 мм (дробление фракции грубого концентрата -20+5 мм)

Изучена зависимость результатов второй стадии доводки от различного со-

держания пищевой части в питании этой стадии крупностью - 20мм (рис. 3.8 и рис. 3.9):

• извлечение пищевой части в класс -10мм после вторичного дробления (валковая дробилка, щель Змм) не зависит от состава питания и находится на уровне 97 - 98%;

• извлечение пищевой части в класс -5 мм колеблется в широких пределах -от 68 до 95% и неоднозначно определяется абсолютным содержанием пищевой части в питании^ содержание пищевой части в любом классе крупности после вторичного дробления тем больше, чем оно выше в питании операции (в классе -5мм максимально 97%);

• извлечение непищевой части в класс -5мм изменяется, в зависимости от ее содержания в питании второй стадии доводки, от 18 до 30% (в класс -10мм колеблется в пределах 50-68%);

• содержание непищевой части в классе -5мм и —10мм тем выше, чем оно выше в питании.

Рис.3.8. Влияние исходного содержания пищевой части в классе -20-Ю мм грубого концентрата на ее распределение и содержание в различных классах крупности после дробления в валковой дробилке (щель 3 мм): 1 - фракция -20+0 мм грубого концентрата I (90,15% пищевой части); 2 - фракция -20+0 мм грубого концентрата П (76,86% пищевой часта); 3 - фракция -20+0 мм грубого концентрата Ш (7! ,06% пищевой части)

е>

Рис.3.9. Влияние исходного содержания непищевой части в классе -20+0 мм грубого концентрата на ее распределение и содержание в различных классах крупности после дробления в валковой дробилке (щель 3 мм): 1 - фракция -20+0 мм грубого концентрата I (9,85% непищевой части); 2 - фракция -20+0 мм грубого концентрата II (23,14% непищевой части); 3 - фракция -20+0 мм грубого концентрата III (28,94% непищевой части)

3.4. Исследование технологического процесса третьей стадии доводки (комбинация избирательного дроблспиа и грохочепия)

Класс -5мм как полупродукт второй стадии доводки подвергается в третьей стадии доводки дроблению в валковой дробилке с разгрузочной щелью 1мм. При грохочении продукта дробления по классу 2мм пищевая часть селективно извлекается в класс -2мм, а непищевая - в класс +2мм. Содержание пищевой части в классе -2мм составляет 97-99,5% при хорошем извлечении - на уровне 92-93% (от операции). Выход класса -2мм составляет 80-90% (от операции). Основная примесь - дерево; поскольку форма древесных включений уже не игольчатая, их нельзя рассматривать как вредные.

Для повышения извлечения пищевой фракции в готовый продукт (с учетом влияния на показатели процесса состава сырья) в третьей стадии доводки исследована возможность доизвлечения пищевой части из фракции крупностью -10+5мм (с одновременной очисткой этой фракции от примесей), выделяемой из продукта 2-й стадии дробления; содержание пищевой части в классе -10+5мм - от 65 до 80%.

В соответствии с анализом, материал крупностью -10+5мм после 2-й стадии доводки по характеру и количеству примесей во многом идентичен фракции -20мм, получаемой в 1-й стадии доводки и направляемой на вторую. В этой связи для подготовки фракции -10+5мм к сепарации по крупности в 3-й стадии доводки использован тог же способ избирательного дробления, что и в 1-й стадии - однократное раздавливание (раскалывание) в валковой дробилке с разгрузочной щелью Змм. Как показали эксперименты, в этих условиях пищевая часть селективно извлекается в класс -5мм (рис. 4.1).

Отличительная особенность третьей стадии доводки - дробление материала разной крупности осуществляется в валковой дробилке в разном режиме.

Для получения готового продукта после третьей стадии доводки классы -2мм и -5мм от раздельной доводки объединяются.

4. Системное объединение технологических операций в технологическую схему

Построение технологической схемы (рис. 4.1) определяется морфологическим и гранулометрическим составом отходов, их влажностью, задачами и выявленными закономерностями сепарации биоразлагаемой фракции коммунальных отходов:

• по морфологическому составу биоразлагаемая фракция представляет собой гетерогенную смесь пищевых отходов (содержание 60-65%) и органоминераль-

у = 70-8394 Е = 90% Р = 70-78%

1В ТБО

Р - 60 - 63% | фракция -70(-100)мм Грааипщнснвая сегарацня

концйпрат

Обезвоживающее грохочение

|н:0

у = 15 — 30%

стаспо 15 - 30%; камни 3' 6%; кости5 -13%;

картофельные очиспси 20-40мм; кожа, резина, пластмасса

Очистка

Термообработка (150° С, 1,5 ч.) до 38-40% в1дги

Н20 в оборот

Шлам (отходы)

Г

Магнитная сепарация

Электродинамическая сепарация

I стадия дробления (дробилка ударно-режущего действия, решетка 40x60 мм)

у • выход, % (от операции); е- извлечение, % (от операция); Р* содержание, %

у= 55 -80% е-68-95% 3 = 85-97%

Грохочение

7 = 70 - 85% е= 90% £ = 70-90%

-20 мм +20 мм

мауулатура, текстиль, рззина

Сушка (10 -12% влаги)

Ц стадия дробления (валковая дробилка, раздавливающе-истнрающее действие, щель 3 мм)

Грохочение

-5+0 мм

Ш стадия дробления (валковая дробилка, щель 1 мм)

+10мм Ш стадия дробления . (валковая дробилка, ' щель 3 мм)

резина пластмасса

Грохочение

Грохочение

у = 80 -90% е = 92 - 93% Р = 97 — 99,5%

-2+0 мм -5+2 мм

7 = 45-65% б=68 -80% 0 = 96-98%

1

-5+0 мм -10+5 мм

пластмасса, дерево

Готовый продукт у = 63-67% е = 80-90% 0 = 96,5-99% (основная примесь - дерево)

пластмасса, текстиль

макулатура, дерево

Непищевая

Рис. 4.1. Технологическая схема извлечения из ТБО пищевой фракции и ее глубокой очистки от примесей

ных компонентов (макулатуры, пластмассы, стекла, керамики, камней, металлов, кожи, резины, дерева);

• крупность материала на входе в процесс -100(-70)мм;

• исходная влажность материала 50-65%;

• практическую ценность в данных технико-экономических условиях представляет только пищевая фракция; задачи процесса - максимально очистить пищевую фракцию от непищевых включений (при использовании конечного продукта в качестве корма все вредные примеси необходимо удалить полностью); для удаления из пищевой фракции примесных компонентов, в соответствии с исследованиями, можно использовать различия в физико-маханических свойствах компонентов: плотности, скорости падения в водной среде, магнитной восприимчивости, электрической проводимости, прочности (способности подвергаться избирательному дроблению в определенных условиях); в качестве среды разделения в процессах сепарации целесообразно использовать как воду, так и воздух; для системного объединения сухих и мокрых процессов технологическая схема должна включать операции обезвоживания;

» сепарация столь сложного объекта должна быть стадиальной; в голове процесса целесообразно отделить от пищевой фракции минеральные компоненты (стекло, керамику, камни, металлы), а также специфические опасные бытовые компоненты (в частности, отработанные батарейки), затрудняющие последующую сепарацию;

• выбор режимов, обеспечивающих селективность сепарации и полноту извлечения, должен базироваться на обеспечении максимальной эффективности сепарации в каждой операции как составной части единой технологии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Изучены технологические закономерности извлечения из ТБО биоразлагае-мой фракции:

• установлена связь технологических показателей процесса сепарации с характеристиками техногенного сырья и самого процесса (включая его вид и режимные параметры);

• установлено влияние на эффективность процесса сепарации направленного регулирования характеристик разделяемых компонентов (путем изменения их влажности и крупности);

• выявлены закономерности совместного дробления поликомпонентной по составу смеси материалов, отличающихся незначительным различием в плотности: каждый компонент сырьевой смеси измельчается независимо один от другого

(в любой фракции крупности), режимные параметры процесса дробления и его вид зависят от состава сырья на входе в процесс (стадиальная технология); • установлена последовательность технологических операций, обеспечивающая работоспособность процесса и наиболее высокие технологические показатели извлечения из ТБО биоразлагаемой фракции (содержание пищевых компонентов в готовом продукте 99%, примесные включения представлены деревом).

2. Разработан эффективный способ и аппарат для гравитационной сепарации техногенного сырья, в котором использовано различие характера и скорости движения компонентов в водной разделительной среде под действием сил тяжести и сопротивления.

3. Разработана инновационная технология извлечения из коммунальных отходов биоразлагаемой фракции, основанная на использовании естественного и искусственного усиленного различия в плотности отходов и в их прочностных свойствах (в частности в сопротивлении пищевой части и примесных компонентов механическому разрушению), существенно повышающая комплексность использования техногенного сырья.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Борисова О.Н., Шубой Л.Я. Разработка и исследование технологии сепарации биоразлагаемой фракции твердых бытовых отходов // Сервис в России и за рубежом. - 1(20). - 2011. http://rguts.ru/electromc ¡ournalA№042110005R/Q030.

2. Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Разработка и исследование технологии сепарации биоразлагаемой фракции твердых бытовых отходов по плотности (выделение грубого концентрата) // Сервис в России и за рубежом. -1 (20). - 2011. http://rguts.ru/electronic iourr.al/№0421100058/0029.

3. Доронкина И.Г., Борисова О.Н., Гречишкин B.C. Оптимизация процесса утилизации твердых бытовых отходов. // Сервис в России и за рубежом. - 1(20). -2011. http://rguts.ru/electronic iourna!/№0421100058/0008

4. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. Проблема твердых бытовых отходов - глобальная проблема XXI века. Сервис в России и за рубежом. - 1(20). -2011. http://rguts.ru/electronic iournal/.V°0421100058/0031.

5. Шубов Л.Я., Борисова О.Н. Повышение комплексного использования твердых коммунальных отходов (утилизация биоразлагаемой фракции) // Материалы всероссийской научной конференции аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы туризма и сервиса» часть II, М., 16 апреля 2009, с.6-10.

6. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. О профессиональной подготовке специалистов в системе сервиса при решении в российских городах проблемы коммунальных отходов // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса 2009№2(9), с.43-46.

7. В.В. Лозовецкий, О.Н. Борисова, Г.С. Дуган. Моделирование движения шаровых твэлов в активных зонах модульных высокотемпературных газоохлаждае-мых ядерных реакторов. Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2009 № 4,с.49-59.

8. Шубов ЛЛ., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. Оптимизация процессов управления твердыми бытовыми отходами как единой технологической и экономической системы // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. 2010 №4(11),с.24-33.

9. Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Ситуация с отходами в московском регионе: планы и реалии // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2010 №1, с.16-21.

10. Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Ситуация с отходами в московском регионе: планы и реалии Н ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2010 № 2, с.27-35.

11. Шубов Л.Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Технологии сточных вод (инженерная защита гидросферы). Научные и технические аспекты охраны окружающей среды (ВИНИТИ, 2010) № б, С.128.

12. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. В системе управления ТБО нужны специалисты новой формации // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал, 2011, № 5, с. 18-20.

КОПИ-ЦЕНТР св.7:07:10429 Тираж 100 экз. г. Москва, ул. Енисейская, д. 36 тел. 8-499-185-7954, 8-906-787-7086

раздела Название раздела (подраздела) № стр.

СПИСОК ТЕРМИНОВ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ОПТИМИЗИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМЫ-МИ ОТХОДАМИ ПОТРЕБЛЕНИЯ

1.1 Общие принципы решения проблемы коммунальных отходов и задачи диссертационного исследования

1.2 Технологические схемы сепарации ТБО (анализ)

1:3 Экологические и технологические особенности- обращения* с биоразлагае-мыми отходами потребления и выбор направлений исследования

1.4 Анализ исследований^ и технологических решений глубокой очистки пищевой фракции ТБО от примесей

Выводы к главе

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕПАРАЦИИ БИО-РАЗЛАГАЕМОЙ ФРАКЦИИ ТБО ПО ПЛОТНОСТИ (ВЫДЕЛЕНИЕ ГРУБОГО КОНЦЕНТРАТА)

2.1 Разработка и испытание технических решений для гравитационной сепарации '

2.2 Отработка технологических параметров процесса гравитационной сепарации

Выводы к главе

3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ПИЩЕВОЙ ФРАКЦИИ ТБО ОТ ПРИМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧИЯ В ИХ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВАХ (ДОВОДКА ГРУБОГО КОНЦЕНТРАТА)

3.1 Принципы подготовки грубого концентрата для тонкой очистки от примесей !

3.2 Исследование технологического процесса первой стадии доводки грубого концентратаг (комбинация термообработки, избирательного дробления и грохочения)

3.3' Исследование технологического процесса второй стадии доводки (комбинация термообработки, избирательного дробления и грохочения)

3.4 Исследование технологического процесса третьей стадии доводки (комбинация избирательного дробления и грохочения)

Выводы к главе

4 СИСТЕМНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ СХЕМУ

Задачи, общая характеристика работы и ее актуальность

Биоразлагаемые отходы (пищевые и растительные остатки и т.п.) концентрируются в двух видах коммунальных отходов: в твердых бытовых отходах (ТБО, образуются в жилищах) и в отходах кухонь и предприятий общественного питания.

Коммунальные отходы по содержанию в них пищевой фракции можно рассматривать как мощный сырьевой источник для получения специфических продуктов, пригодных для использования в сельском-хозяйстве, животноводстве и других отраслях.

В «РФ значительная часть пищевых и растительных отходов попадает в ТБО и вывозится на захоронение или сжигание. Например, в Москве при годовом количестве образующихся ТБО около 4 млн. т на долю пищевой фракции приходится до 1 млн.т. Попадая в мусоросжигательную печь, пищевая фракция существенно снижает калорийный потенциал сжигаемых отходов и увеличивает выход недожога; попадая на объекты захоронения, биоразлагаемые отходы увеличивают неконтролируемый выход биогаза, относящегося к парниковым.

Работы по извлечению из ТБО пищевой фракции, а также по селективному сбору пищевых отходов-в различных источниках образования до настоящего времени в России не проводятся, хотя актуальность их очевидна. Большое внимание этой проблеме уделяют в Японии, Англии, Германии, Австрии и Нидерландах.

Для утилизации биоразлагаемых органических отходов в сельском хозяйстве или животноводстве требуется их обязательное глубокое обогащение, поскольку даже фракция селективного сбора пищевых и растительных отходов содержит до 10% посторонних примесей (стекло, керамика, пластмассы, металлы, кожа, резина и др.). Универсальная технология очистки пищевой фракции от примесей должна быть рассчитана на вовлечение в переработку наиболее сложного сырьевого объекта - ТБО и концентрацию пищевой фракции в самостоятельном продукте, пригодном для хранения, транспортировки и дальнейшего использования либо переработки.

Базовой основой разработки технологии глубокой очистки пищевых отходов от механических примесей являются исследования, проведенные в ВИВРе и развитые в РГУТиС, в соответствии с которыми пищевая фракция ТБО концентрируется в нижнем продукте грохочения'(класс —70-=-—100мм) -после извлечения из исходных ТБО значительной части легких компонентов, черных и цветных металлов, волокнистых компонентов. Содержание пищевых и растительных отходов в нижнем продукте грохочения, независимо от размера отверстия грохота (в пределах 70-^100мм) составляет 60-65%. Для утилизации такого продукта необходимо решение технической задачи удаления из него механических примесей, сведя- к минимуму потери пищевой фракции.

Объект исследования - пищевая фракция ТБО.

Предмет исследования - разработка! технологии глубокой очистки пищевой части ТБО от примесей.

Цель настоящей работы — изыскание и использование на практике наиболее эффективных технологических процессов, повышающих комплексность использования коммунальных отходов, на основе изучения закономерностей сепарации биоразлагаемых компонентов ТБО и получения продуктов, пригодных для утилизации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

• исследование состава отходов и оценка их обогатимости;

• повышение эффективности технологических операций глубокого обогащения биоразлагаемой фракции коммунальных отходов путем направленного регулирования свойств и характеристик подвергаемых сепарации отходов;

• установление зависимостей технологических показателей сепарации биоразлагаемой фракции коммунальных отходов от влияющих факторов; разработка технологической схемы глубокого обогащения биоразлагаемой органической фракции коммунальных отходов (на основе системного объединения отдельных технологических операций).

Методы исследований: экспериментально-статистические методы; гранулометрический и морфологический анализ продуктов сепарации; физические методы, сепарации'отходов, изменения их крупности и влажности; исследование химического состава продуктов сепарации.

Научная новизна защищаемых положений:

• выявленные зависимости технологических параметров извлечения из ТБО биоразлагаемой органической фракции и ее очистки от примесей от способа сепарации^ отходов, режима процесса и регулируемого качества отходов как сырья для сепарации;

• выявленные закономерности влияния направленного регулирования характеристик разделяемых компонентов (путем изменения- их влажности и крупности) на способность подвергаться глубокой сепарации;

• системное объединение технологических операций1 сепарации отходов в единую технологию глубокого обогащения биоразлагаемой фракции ТБО и ее выделения в высококачественный продукт (в качестве критерия оптимизации процесса использованы технологические критерии — извлечение, содержание, выход).

Практическая значимость и реализация результатов работы: 1. Выявлены основные закономерности сепарации биоразлагаемой фракции ТБО, позволяющие обоснованно выбрать наиболее эффективные разделительные процессы и системно их объединить в технологическую схему.

2. Разработана технология сепарации биоразлагаемой фракции коммунальных отходов, обеспечивающая их рациональное использование как техногенного сырья. Предложены методы интенсификации процесса сапарации на основе регулирования характеристик отходов на входе в технологический процесс.

3. Разработаны способ и аппарат для гравитационной сепарации техногенного сырья.

Основные защищаемые положения

1. Установленные закономерности процесса сепарации биоразлагаемой фракции ТБО и сформулированные на- их основе требования к аппаратам, технологическим режимам и качеству обогащаемого сырья, из которых наиболее значимыми являются:

• зависимость технологических показателей сепарации от режимных параметров процесса, условий подачи отходов-в процесс, характеристик сепарируемого материала, конструкции некоторых сепарирующих устройств;

• влияние направленного регулирования характеристик разделяемых компонентов на интенсификацию процесса сапарации.

2. Технология глубокого обогащения биоразлагаемой фракции коммунальных отходов в виде комбинации различных процессов, системно связанных между собой, существенно повышающая комплексность использования техногенного сырья.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на: всероссийских межвузовских научно-технических конференциях (Лучший инновационный проект студентов ФГОУВПО РГУТиС, 2008г.), представлен на Межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых по экологическим проблемам Московской обл., г. Сергиев Посад, «Современные проблемы туризма и сервиса» (РГУТиС-2009, 2010, 2011), «Наука Сервису» (РГУТиС, 2011), «Разработка технологических решений, повышающих эффективность сепарации твердых бытовых отходов (ТБО) по крупности)» (НИР, № гос. per. 01201063193), РГУТиС, 2010. Участие в выставке «Expopriority-2010», получен выставочный приоритет, подана заявка на патент «Способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов», №2010152797 (076408) от 24.12.2010г.

Публикации

По результатам исследований опубликовано 12 работ, в том числе 4 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов по работе и библиографического списка. Объем диссертации 188 страниц машинописного текста, в т.ч. 68 рисунков, 13 таблиц, 100 источников, а также 36 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Изучены, технологические закономерности извлечения из ТБО биораз-лагаемой фракции:

• установлена связь технологических показателей процесса сепарации с* характеристиками техногенного сырья и самого процесса (включая его вид и режимные параметры); установлено влияние на эффективность процесса сепарации направленного регулирования характеристик разделяемых компонентов (путем изменения их влажности и крупности);

• выявлены закономерности совместного» дробления поликомпонентной по составу смеси материалов, отличающихся незначительным различием в плотности: каждый компонент сырьевой смеси измельчается независимо один от другого (в любой фракции крупности), режимные параметры процесса дробления и его вид зависят от состава сырья на входе в процесс (стадиальная технология);

• установлена последовательность технологических операций, обеспечивающая работоспособность процесса и наиболее высокие технологические показатели извлечения из ТБО биоразлагаемой фракции (содержание пищевых компонентов в готовом продукте 99%, примесные включения представлены деревом).

2. Разработан эффективный способ и аппарат для гравитационной сепарации техногенного сырья, в котором использовано различие характера и скорости движения компонентов в водной разделительной среде под действием сил тяжести и сопротивления.

3. Разработана инновационная технология извлечения из коммунальных отходов биоразлагаемой фракции, основанная на использовании естественного и искусственного усиленного различия в плотности отходов и в их прочностных свойствах (в частности в сопротивлении пищевой части и примесных компонентов механическому разрушению), существенно повышающая комплексность использования техногенного сырья.

1. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24 июня 1998г. № 89-ФЗ. http://base.consultant.ru.

2. Федеральный закон от 30.03.1999 №52 (ред. От 30:12.2008) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (принят ГД ФС РФ 12.03.1999). http://base.consultant.ru.

3. Федеральный, закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002г. №7-фЗ. http://base.consultant.ru.

4. Waste Treatment Industries (08.2006) Переработка,отходов // Европейский справочник.

5. Цокур А.Н., Цокол А.В. Задачи ГУП ЭКОТЕХПРОМ по обращению^, твердыми« бытовыми отходами«// Чистый город. Научно-технический журнал №1(49), с. 2-12, 2010.

6. Пупырев Е.И., Корецкий В.Е., Анапольский А.Б. Управление отходами, как фактор устойчивого развития городов и муниципальных образований // Чистый город. Научно-технический журнал №4(52), с. 32-39, 2010.

7. И. Доронкина И.Г., Борисова О.Н., Гречишкин В.С. Оптимизация процесса утилизации твердых бытовых отходов. // Сервис в России и за рубежом. — 1(20). -2011. http://rguts.ru/electronic iournal/. №0421100058/0008.

8. Кюн И., Никогосов Х.Н. Опыт сбора вторичного сырья в Германии. // «Чистый город», 2000, № 3(11).

9. Санитарная очистка городов от твердых городских отходов. Под ред. З.И. Александровской, М. 1977.

10. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. Проблема твердых бытовых отходов глобальная* проблема XXI века. Сервис в России и за рубежом. — 1(20). -2011. http://rguts.ru/electronic iournal/. №0421100058/0031.

11. Дэвид Барроуз (журналист), превод Т. Шимко, Waste Management World. Полигонные запреты: пользоваться с осторожностью // Научно-практический« журнал ТБО (твердые бытовые отходы), №5, с.66-69.

12. Как предотвратить захоронение пищевых отходов? // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал, №5, 2011, с. 8.

13. Соколова Н.Р., Козлов Г.И. Удаление твердых отходов в России: обзор основных региональных проблем и принимаемых решений // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал, 2011, №5,с.54-57.

14. Селективный сбор ТБО безальтернативное будущее мусорной отрасли, Подготовила Деяшкина О. По материалам из открытых источников // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2011 №3, с. 5255.

15. Голубин А.К., Клепацкая И.Н, Шубов Л .Я. Твердые бытовые отходы. «Ресурсы. Информация. Снабжение. Конкуренция». Аналитический журнал, 2006, №3, с.48-51.

16. Евтушенко В. Улучшить организацию сбора пищевых отходов // журнал «Свиноводство», №10,1981, с.3-5.

17. Родионов В.О качестве пищевых отходов // журнал «Свиноводство», №1,1977, с.34-35.

18. Ветрова Т.П. Эффективность утилизации твердых бытовых отходов: диссертация,к.э.н.), Москва, 2000, с. 153.

19. Лифшиц А. Б. Современная практика управления твердыми бытовыми отходами //Чистый город. 1999;.-№li

20. К. Brown. Waste Prevention: Source Reduction Now. Minnesota Office: of Environmental Assistance, 1993.о.

21. Переработка пищевой? части бытовых отходов: Иоханнес Минсаас; и Ааге Кр. Хейе // Consewation Recucling, 1980,т.З, с. 427-438.

22. Патент Франции № 2218946, кл. В02С 18/40, заявл. 22.06.73,опубл. 20.09.74.

23. Робин Мюррей. Цель-Zero Waste / М., 2004.30., Пищевые отходы стоят 10 миллиардов фунтов стерлингов // Твердыебытовые отходы>ТБО (научно практический журнал), 2008; №7, с.4.

24. Филимонов Я.И. Япония: опыт управления отходами // ТБО (твердыебытовые отходы) научно-практический журнал 2011 №6, с. 80-85.

25. Large Volume Organic Chemical Industry (02.2003) Крупнотоннажноепроизводство органических веществ.//Европейский справочник.33; Intensive Rearing of Poultry and Pigs (07.2003) Крупномасштабноептицеводство и свиноводство // Европейский справочник.

26. Manufacture of Organic Fine Chemicals, (08.2006) Производство продуктов тонкого органического синтеза // Европейский справочник.

27. Санада Кунико. Пищевые отходы становятся удобрением для фермеров //NIPPONLA (утилизация отходов в Японии), 1999. №7. с.12-13.

28. Бесчастнова О.С. Получение нетрадиционного органического удобре-нияг вермигумус НКТ и его экологическая^ оценка в условиях защищенного грунта: диссертация.

29. Способ утилизации высоковлажных пищевых отходов // патент, заявка №2003100285, опубл. 20.07.2004 г.

30. Черныш С.И. Естественные технологии переработки органических отходов. Разработка экологически безопасных методов ведения с/х // Спб, 1993, с.75. ■■•■■

31. Васько А.С. Вермикомпосты — новое органическое удобрение // Наука -производству, Гродно; 1996. ,

32. Москаленко А.П. Вермикультивирование для утилизации органических отходов //Вестник РАСХН №12, 2000:

33. Кадыров Д., Гарзанов А. Экструзионная переработка биологических отходов в корма // журнал "Птицеводство" №7, 2008 г.

34. Отчет по научно-исследовательской работе: «Исследование кормовых качеств и технологических свойств пищевой части твердых бытовых отходов с целью переработки в корм для скота», (поисковая, тема №43-78, п.1), Мытищи, 1978.

35. Полнее использовать отходы для производства мяса, журнал «Свиноводство», №1 (80), с. 18-19.

36. Рыженков* В. Механизация переработки пищевых отходов // журнал «Свиноводство», №2, 1981, с. 19-21.

37. Родионов В. О качестве пищевых отходов // журнал «Свиноводство», №1, 1980; с. 1-7.

38. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. Калуга, Издательство Н. Бочкаревой, 2000, с. 214-481.

39. Пластик из бананов и ананасов // Твердые бытовые отходы ТБО (научно практический журнал),' 2011, №5, с.69. Источник: научно-популярный интернет-журнал «MEMBRANA».

40. Храменков.С.В*., СтрельцовС.А., Хамидов M.F. От органики— к электричеству и теплу. Использование гидросепарации // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2011 №6, с. 28-30.

41. Матвеев Ю.Б. Энергетическое использование бытовых отходов // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал >2011 №4, с. 10-15.

42. Полосин^ И.И., Кузнецова Н.В., Щукина Т.В. Альтернативное энергообеспечение зданий при многофункциональном использовании солнечной радиации и биогаза из отходов сельского хозяйства // Экология и промышленность России, январь 2011.

43. Емельянова И.М., Прокопович H.A. Субстраты для получения биогумуса // Земледелие, №3,2000.

44. Титов И.Н., Кыдралиева К.А. Гуминовые препараты наоснове продуктов аэробной и анаэробной биоконверсии органических отходов // источник: сборник трудов «Гуминовые вещества — ресурсы 21 века».

45. Костин О.А., Цехан В.Н. Органические отходы — эффективный- субстрат для разведения вермикультуры.

46. Сиденко В.П., Войтенко A.M., Кузнецов A.Bi Утилизация органических отходов методами биоконверсии // ТБО< (твердые бытовые отходы),на-, учно-практический журнал 2011 №9, источник: Экология окружающей среды стран СНГ.

47. Костарев С.Hi Математическая модель управления состоянием твердых бытовых отходов: диссертация, Пермь, с. 199.

48. Лихачев Ю.Mi Механическая и биотермическая переработка твердых бытовых отходов как комплексное решение геологических задач: диссертация кандидата наук, Санкт-Петербург, 2001, с Л 47.

49. Лихачев Ю.М. Разработка химических и микробиологических технологий экологически безопасных производств переработки твердых, коммунальных отходов: диссертация доктора наук, Санкт-Петербург, 2006, с. 297.

50. Тарасенко Е.С. Формирование экономико-организационного механизма повышения эффективности и качества услуг по селективному сбору твердых бытовых отходов в городах: диссертация, Санкт-Петербург, 2005, с. 174.

51. Шаимова A.M. Утилизация отходов пищевых производств на полигонах твердых бытовых отходов//диссертация.

52. Ярлыченко С.А. Компостирование органической фракции твердых бытовых отходов с использованием? бактериальных добавок: диссертация, Казань, 2008, с. 152.

53. Рекуперация продуктов из твердых городских отходов на предприятияхг. Рима (Италия) Sorain Cecchini, Spa, Roma, 1976 (проспект фирмы).

54. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. О профессиональной подготовке специалистов в системе сервиса при решении в российских городах проблемы коммунальных отходов // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. 2009№2(9), с.43-46.

55. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. В системе управления отходами нужны специалисты новой формации// ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2011 №5, с 18-20.

56. Серов Т.П. Экологическая безопасность населения и территорий Российской Федерации. М:: Анкил,1998.

57. Соколов А.Д. Обеспечение экологической безопасности земельных угодий при использовании компоста из твердых бытовых отходов посредством его термической сушки: диссертация, Москва, 2002, с. 146.

58. Черп О.М., Виниченко В.Н. Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход. -М.: Эколайн, 1996:

59. Шубов Л.Я. Управление ТБО: экологические вопросы — технологические ответы.// Научно-практический журнал ТБО (твердые бытовые отходы), 2007, №12, с. 44-49.

60. Шубов Л.Я:, Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Ситуация с отходами в московском регионе: планы и реалии // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2010 №1 с 16-21.

61. Шубов Л .Я., Борисова О.Н., Доронкина И.Г. Ситуация с отходами в московском регионе: планы и реалии // ТБО (твердые бытовые отходы) научно-практический журнал 2010 №2 с. 27-35.

62. Шубов Л.Я. Рациональные пути решения проблемы муниципальных отходов.// Теоретические и прикладные проблемы сервиса (научный журнал), 2007, №1. с. 102-106;

63. Spotlight оп Waste Prevention: EPA's Program Tö Reduce Solid Waste at the Source. U.S. Environmental Protection- Agency. EPA 530-K-95-002. June 1995.

64. Шубов Л.Я., Борисова 0:Н. Способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов (заявление на патент) регистрационный №2010152797.

65. Игонин И.А., патент РФ №2058737 от 27.04,1996.

66. Петруков О.П., Шубов Л.Я., Гаев Ф.Ф. Концепция оптимизации комплексного управления! ТБО в Московской, области.// Научно-практический журнал ТБО (твердые бытовые отходы), 2007, №9, с. 14 24.

67. Технологические аспекты охраны окружающей среды, ВИНИТИ, 2008 (№№ 1-12).

68. Технологические аспекты охраны окружающей среды, ВИНИТИ, 2009 (№№ 1-12).

69. Технологические аспекты охраны окружающей среды, ВИНИТИ, 2010, (№№ 1-5).

70. Шубов Л.Я\, Доронкина И.Г, Борисова О.Н. Оптимизация процессов управления твердыми бытовыми отходами как единой технологической и экономической системы // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. 2009 №4(11) с.24-33.

71. Шубов Л.Я. Проблема муниципальных отходов и рациональные пути их решения. // Экология и промышленность России, 2005; №12.

72. Шубов Я. Комплексное • управление твердыми- бытовыми? отходами и их утилизация.// Теоретические и прикладные проблемы сервиса (научный журнал), 2006, №1, с.3-10.

73. Шубов Л.Я., и др. Проблема муниципальных отходов и рациональные пути её решения. Восточно-европейский журнал передовых технологий, 2006, 2/1(20), с.55-62.

74. Шубов Л.Я. Инновационная технология комплексного управления ТБО. В сборнике V Международной конференции «Сотрудничество для решения проблемы отходов» (2-3 февраля 2008г., г. Харьков, Украина).

75. Лозовецкий В.В., Борисова О.Н., Дугин Г.С. Моделирование движения шаровых твэлов в активных зонах модульных высокотемпературных газоох-лаждаемых ядерных реакторов // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2009 № 4,с.49-59.

76. Baumgart H., Sperling F. Monitoring stations and water quality measure ments on the river Lippe // Water Sci. and Technol. 1984/ - 16//n 5-7/ - p 327346.

77. Whitfield P. H. Régionalisation of water in the Upper River basin // Water Res. 1983/ - 17 n 9/ pi053-1066/

78. Herricks E.E. Aspects of monitoring in river basen management // Water Oci. Technol 1984. - 16/ - n 507/ - p/ 259-274.

79. V о ОЧ То 00 к> м О о -о о о ЧЛ о ЧО о о ^ О о ы о То оо р То Оч О О оо Выход, % Класс -5+2,5 ммо о 74,76 25,24 о 00 и> о Оч о К) К) ОЧ о 00 о То ^ ■ 1 16,43 1 ш о о ЧО 1Л Содержание, %

80. ЧО V© ЧО чо о "ю чо 1 1 р -о ■ 1 р м 1 1 Выход, % Класс 0,5+0,0 мм

81. О О 97,10 К) чо о 1 1 *-4 О 1 1 То о 1 1 Содержание, %14,78 о 00 4*. 1 1 и> V го 1 1 1° ОЧ 1 • Извлечение,%