Обладнання та схема для компостування - Компостування для переробки муніципальних відходів

Основні технології компостування:

- в компостерах - В біобарабанах; - У тунелях; - В басейні витримки;

Компостери - ідеальні помічники для переробки садових і харчових відходів. Вони виготовлені з морозостійкого поліетилену високої щільності, міцні й легкі, мають великий термін експлуатації (більше 20 років за умов правильної експлуатації). Корпус компостерів не має дна (з метою вільного контакту з грунтом і доступу до компосту мікроорганізмів і хробаків). Закритий компостер обладнаний кришкою з поворотним вентилем для регулювання надходження повітря, бічними люками в нижній частині для виймання готового компосту й отворами для циркуляції повітря.

Найбільш розповсюдженим методом компостування є "шарів метод", при якому компостуємі органічні матеріали (відходи) вкладають шарами 25 - 30 см - торфом або перегною, відходи - 25 - 30 см, потім знову торф або перегной і т. д. заповнюючи компостер майже до повного об'єму, зверху шари покривають торфом або ж землею, далі створюють заглиблення для води та накривають.

В якості органічного матеріалу (відходів) використовують екскременти тварин, стебла бур'яну, кухонні відходи, листя, підстилка домашніх тварин. В контейнери для утворення компосту не закладають: стебла хворих рослин, забруднених гербіцидами чи отруйні (мак, сніжник), оскільки вони в малорозкладеному компості пригнічують корисні мікроорганізми. В Контейнери також не закладають бур'яни та такі бур'яни, як пирій і осот.

Найоптимальніша вологість відходів для компостування 50 - 60%.

Залишки рослин розкладаються за допомогою бактерій та дрожжевих грибів, які містяться в землі.

Полив водою проводять 1 - 2 рази протягом місяця (в теплу пору року). Та проводити перемішування 3 - 4 рази за процес для доступу кисню (якщо відсутній доступ кисню).

Термін готовності компосту залежить від складу компонентів, погоди, додержання технології компостування. Даний процес коливається від 6 до 18 місяців.

Місце приготування компосту на присадибних ділянках розташовують в тіні дерев на відстані не менше ніж 15 - 20 м від жилих поміщень та джерел питної води.

В компостерах можна компостувати:

- Відходи з городу та присадибної ділянки - скошена трава, листя, бур'яни, зіпсований корм, картопляне та інше бадилля, стрижні кукурудзи і т. п., дернові обрізки, гілки, які потрібно додатково подрібнити, тріска, кора, стара солома, обпилювання, стружка, плодові вичавки, попіл від спалювання дерев'яних гілок тощо. - Відходи з кухні - фруктові й овочеві відходи, кавові й чайні залишки, газетний папір, картон, паперові рушники, молочні продукти, залишки від приготованої їжі (яєчну шкарлупу, м'ясо та кістки, рибу та кістки) тощо.

Не рекомендується викидати у компостний ящик - вугільний попіл, вироби з пластику, металу, скла, кераміки, будівельне сміття, вапно, тютюнові недопалки та інші матеріали, що не розкладаються.

Для проходження процесу компостування важливим показником є співвідношення вуглецю до азоту (C:N) в компостній масі.

- Співвідношення вуглецю до азоту в компостній масі, C:N має бути 20-30:1 (С - кількість вуглецю, N - кількість азоту). Рекомендується додавати 2-3 частини бурого (коричневого) матеріалу й 1 частину зеленого матеріалу. - Матеріал необхідно перемішувати після 3-6 місяців або 1-4 рази за весь цикл, щоб забезпечити достатній доступ кисню в усі шари. - Вологість матеріалу треба утримувати на рівні 50-60%. Компостований матеріал на дотик повинен бути як "добре вичавлений рушник". - Подрібнювання всіх матеріалів збільшує поверхню контактування та взаємодії з мікроорганізмами, що прискорює процес компостування. - Відходи необхідно укладати шарами товщиною не більше 15 см. Занадто товстий шар одного матеріалу уповільнює процес компостування. - Для прискорення процесу компостування кожний шар слід присипати невеликою кількістю землі або готового компосту задля збагачення грунтовими бактеріями та вологою.

Рис. 1. Біотермічний барабан для аеробного компостування: 1 - завантажувальний пристрій, 2 - корпус, 3 - бандаж, 4 - ропікоопора, 5 - контактні кільця термодатчиків, 6 - електропривод, 7 - венцових шестерня, 8 - перфорована (розвантажувальна) обичайка

Біобарабан являє собою зварний сталевий циліндр, встановлений на двох або трьох роликоопорах з ухилом у бік розвантажувального пристрою. Від поздовжнього зміщення біобарабан утримують наполегливі ролики, встановлені на найближчій до розвантажувального пристрою роликоопорі.

Розвантажувальний пристрій обладнано сегментним затвором з електроприводом (встановлений на корпусі біобарабана). Для аерації компостованого матеріалу на корпусі біобарабана змонтовані вентилятори (необхідна витрата повітря для забезпечення життєдіяльності аеробної мікрофлори становить 0,2-0,8 м3 на 1 кг відходів). Для скорочення тепловтрат поверхню біобарабанів покривають теплоізоляцією (пінопласт, мінераловатні мати).

Завантаження матеріалу в біобарабан (і відповідно розвантаження) здійснюється протягом 1-1,5 змін (8-12 годин). Час перебування матеріалу в біобарабанах - близько двох діб. За цей час процес ферментації, по суті, тільки починається і втрата маси речовини на виході з біобарабана не перевищує 5%. Для дозрівання компост розміщується в штабелях на відкритих майданчиках; тривалість процесу дозрівання - кілька місяців.

Встановлено, що для компосту папір може бути джерелом токсичного важкого металу - свинцю, присутнього в типографської фарби, а також цинку. Висока концентрація солей, що містяться в компості з ТПВ, також шкідлива для чутливих до них рослин.

Основні недоліки ферментації в біобарабанах:

1) безконтрольність процесу; 2) поганий товарний вигляд кінцевої продукції (складність очищення матеріалу, що виходить з біобарабана, через його велику вологість); 3) експлуатаційні складності (освітлення в барабанах "пробок" з текстилю, у весняно-осінній період біобарабани течуть); 4) сильна забрудненість чорного металу, що виділяється з компосту (за відсутності сортування ТПВ перед компостуванням); 5) потреба великої площі для дозрівання компосту (по суті, за дві доби процес ферментації, як зазначено, тільки починається, і втрата маси біорозкладеної речовини на виході з біобарабана не перевищує 5%);

Недоліки, властиві технології ферментації в біобарабанах, стають перевагою альтернативних технологій - ферментації в басейні витримки і в тунелі. Відмінність цих двох технологій один від одного полягає в тому, що в басейні витримки матеріал знаходиться 46 тижнів, а в тунелі - 7-10 днів. Відповідно в басейні витримки процес ферментації повністю закінчується з отриманням сухого стабілізованого продукту (втрата маси речовини - 50%), а в тунелі виходить напівпродукт (втрата маси вихідної речовини - 2030%, вологість - 30%).

Разом з тим у всіх випадках, коли не передбачається отримання кінцевого продукту у вигляді компосту для сільськогосподарського використання, переважніше застосовувати ферментацію збагаченої органічної фракції в тунелі, розглядаючи цю технологію як ферментативну сушку, що забезпечує одночасно знешкодження, подрібнення і гомогенізацію матеріалу. Матеріал після тунельного компостування більшою мірою збагачений вуглецем, ніж після ферментації в басейні витримки, що переважно для подальших процесів термічної переробки (спалювання, газифікація та ін.).

При порівнянній продуктивності капітальні витрати на будівництво цеху ферментації в басейні витримки в 2-3 рази вище, ніж при тунельному компостуванню.

Вибір тієї чи іншої технології визначається в кожному конкретному випадку і залежить від продуктивності заводу, цілей і завдань переробки ТПВ та ряду інших факторів.

На заводі в Перуджі (Італія) ферментації в басейні витримки (технологія фірми "Buhler", Швейцарія) піддається збагачена фракція ТПВ крупністю -100 +10 мм Вихід збагаченої органічної фракції, що спрямовується на компостування, - близько 25% по масі (від вихідного).

Басейн витримки являє собою закритий майданчик для компостування розміром 70x21 м. Глибина шару відходів, які закладаються на компостування, - 2,5 м.

Басейн витримки обслуговується мостовим краном з чотирма шнеками, розташованими під кутом до горизонталі. Призначення шнеків - рівномірний розподіл матеріалу в басейні з одночасним його перемішуванням. Входячи в товщу компостованих відходів, шнек не доходить до дна басейну всього на 10-15 см. У процесі перемішування і переміщення матеріал добре подрібнюється і гомогенізується.

Тривалість компостування - 28 діб. Температура в басейні витримки підтримується постійною (50-60 ° С). Компостований матеріал знизу продувається повітрям (подається по трубах з отворами); витрата повітря залежить від навколишньої температури (зокрема, влітку витрата повітря зменшується). Через 28 діб компост за допомогою шнека подається на систему стрічкових конвеєрів і транспортується на лінію сортування для очищення від домішок.

Візуально готовий компост являє собою однорідну зернисту масу коричневого відтінку різних тонів (світлих і темніших), без сторонніх домішок.

Рис. 2. Схема аеробної ферментації відходів в тунелі

Час перебування матеріалу в тунелі, який можна розглядати як контейнер, - 10 діб (до 14). Габарити одного тунелю: довжина -30 м (20 + 40 м), ширина -5 м, висота - 3 + 4 м. Завантаження-розвантаження матеріалу здійснюється періодично (один раз на 10 діб). Продуктивність одного тунелю - 15-18 т / добу, Втрата маси біорозкладаючихся органічних речовин за 10 днів ферментації - 30%. Витрата повітря, що подається в процес - 150 м3 / м2 на годину. Вологість матеріалу на виході з тунелю 30%. При продуктивності по вихідному 600 т / добу потрібна установка до 40 тунелів.

Рис. 3. Установка для компостування

Технологічна лінія переробки твердих побутових відходів у компост, що полягає в їх попередній підготовці, біотермічній обробці в біобарабані при продувці кисневмісних газом і видалення відпрацьованого газу, грохоченні, сепаруванні і складуванні в штабелі для остаточного дозрівання, згідно з винаходом, після виходу компосту з сепаратора, біотермічну обробку в біобарабані проводять при його обертанні з змінною швидкістю, періодично змінюють швидкість обертання від мінімальної до максимальної, продувку кисневмісних газом здійснюють у поздовжньому напрямку, а температурний режим в біобарабані підтримують за допомогою температури підігрітого кисневмісного газу.

Биотермічну обробку проводять, обертаючи біобарабан зі швидкістю до 1,5 об/хв, при завантаженні і вивантаженні і зі швидкістю до 0,2 об/хв в процесі компостування.

Температуру обробки твердих побутових відходів в біобарабані в холодну пору року підтримують за рахунок нагнітання кисневмісного газу, підігрітого до t, що дорівнює 50OС.

Запропоноване рішення застосовне, працездатне і здійсненне, тому що може бути використане при знешкодженні побутових відходів та відходів органічного походження промислових підприємств для отримання органічних добрив.

Рис. 4. Схема технологічної лінії по переробці ТПВ

Лінія містить передавальні пристрої -1, з'єднують послідовно розташовані приймальний бункер - 2, перший гуркіт - 3, основний магнітний сепаратор - 4, біобарабан - 5, систему примусової вентиляції - 6, другий гуркіт - 7, магнітний сепаратор - 8, сепаратори для відділення плівки - 9 і відділення для скла - 10.

Процес переробки здійснюється в безперервному режимі. В приймальний бункер 2 завантажують тверді побутові відходи (ТПВ), зібрані в житлових масивах, та/або органічні відходи промислових підприємств. За передавального пристрою 1 ТПВ надходять в перший гуркіт 3, де відбувається відсіювання великогабаритного баласту, а потім в основний магнітний сепаратор 4 для відділення металевих домішок й в биобарабан 5, у якому відбувається процес компостування (біотермічна обробка) органічних відходів. Біобарабан при проведенні процесу біотермічної обробки відходів обертають зі швидкістю до 0,2 об/хв, а при його завантаженні і вивантаженні зі швидкістю до 1,5 об/хв. Для покращення процесу біотермічної обробки і максимального насичення киснем швидкість обертання змінюють від мінімальної, рівної 0,2 об/хв, до максимальної, що дорівнює 1,5 об/хв. Система примусової вентиляції 6 встановлена незалежно від біобарабана 5 і приєднана до нього через отвори, розташовані у верхній частині торцевої стінки біобарабана, недоступною для завантаженого матеріалу. За допомогою системи вентиляції 6 кисневовмісній газ подають у біобарабан. Система вентиляції 6 включає також пристрої, що дозволяють підігрівати кисневовмісній газ, що подається в біобарабан 5, наприклад, вентилятором через теплообмінник. Вентиляцію твердих побутових відходів, що піддаються переробці біобарабане 5, виробляють постійно, продувку кисневмісного газу здійснюють у поздовжньому напрямку, при цьому відпрацьований газ видаляють. Нагнітається кисневовмісній газ і подається в такій кількості і підігрітий до такої температури, щоб забезпечити якісний процес компостування відходів, завантажених в біобарабан 5, а саме виключити виділення фільтрату і поява конденсату, що утворюється різницею температур відходів і середовища біобарабана, а також в залежності від обсягу завантаження останнього. Режими вентиляції і підігріву повітря постійно контролюються. Особливо важливо підтримувати температурний режим в біобарабані в холодну пору року, що досягається за рахунок температури нагнітання кисневмісного газу, що підігрівається в системі вентиляції до 50 - 60OС. До моменту надходження в біобарабан 5 температура підігрітого газу близько 50OС.

Отриманий в результаті обробки в біобарабані 5 компост з передавального пристрою 1 надходить у другій гуркіт 7, призначений для вторинної обробки, а саме для відділення з компосту некомпостованих неорганічних включень, наприклад скляних і жерстяних банок і т. п. Після виходу з біобарабана, а потім другого гуркоту 7 компост подають в сепаратори для відділення плівки 9 і відділення для скла 10, послідовно встановлених один за одним. Потім компост складується в штабелі до повного дозрівання.

Проведення біотермічної обробки в біобарабані при його обертанні з змінною швидкістю, періодична зміна швидкості обертання від мінімальної до максимальної дозволяє здійснювати більш ефективне насичення ТПВ кисневмісних газом, що також підвищує ефективність і прискорює процес компостування.

За рахунок нагрівання газу в холодну пору року в біобарабані підтримують постійний температурний режим, що значно знижує можливість поява фільтрату і покращує санітарно-гігієнічну обстановку на підприємстві, а також дозволяє поліпшити якість отриманого компосту і оптимізувати швидкість компостування в цей період часу.

Додаткова операція очищення компосту від домішок металів у магнітному сепараторі, вироблена після виходу компосту з біобарабана і грохочення, дозволяє поліпшити якість кінцевого продукту з мінімальними витратами.

Обладнання та схема для компостування - Компостування для переробки муніципальних відходів

Похожие статьи