Обоснование эффективности устройства для сортировки бытовых отходов

Сегодня глобальная проблема отходов становится одной из самых актуальных экологических проблем, анализ показывает, что в последние годы объем бытовых отходов увеличивается с каждым годом, а со второй половины XX века рост объемов бытовых отходов крайне негативно сказывается на экологической устойчивости. Практически во всех странах мира объем твердых отходов растет со скоростью 1 % на душу населения в год. На данный момент зарегистрировано более 800 видов отходов, и в будущем ожидается их увеличение.

Учитывая эти причины, в Узбекистане принято несколько решений, наиболее важным из которых является Указ Президента Республики Узбекистан: О совершенствовании системы сбора, подготовки и переработки лома цветных металлов, отходов.

Устройство, которое мы предлагаем, предназначено для разделения бытовых отходов по составу. Преимущество устройства заключается в том, что при его использовании не требуется рабочая сила, и сортировка производится автоматически. [1]

Рис. 1. Структурные изображение устройства для разделения бытовых отходов

1 – приемный бункер, 2 – бункер-двигатель 2-мя конвейерными лентами, 3 – конвейерные ленты, 4–8 последовательность бункеров для сортировки отходов для металлов, 9 – движущийся ролик, 10 – текстильные изделия, 11 – стеклотара, 12 – алюминиевые банки, 13 – баклажки

Назначение и функция устройства — уменьшение воздействия утилизации отходов на окружающую среду и уменьшение использования рабочей силы. Данное устройство функционирует в качестве источника дешевой энергии. Устройство работает методом нарезки ленты, то есть движущаяся по шнекам лента разрезается в определенном диапазоне размеров, а малый и большой диаметр ленточных шнеков делает ее движение волнообразным.

Во время волнового движения за счет силы инерции и веса продукта подвижные ленты продолжают падать. В теговой части бункеры разделяются для приема нескольких различных типов продуктов. В результате попадания продуктов в бункеры на ленте остаются легковоспламеняющиеся элементы, например, самый легкий бумажный пакет. Количество топлива экономится за счет сжигания отдельных горючих элементов в качестве топлива в небольших водогрейных котлах. Во всех устройствах для удаления бытовых отходов в мире используется рабочая сила или вакуумная тяга. Основной ремень движется на колесе, установленном на дне конвейера; в свою очередь выбраны размеры колес большие и маленькие, в результате чего за счет силы инерции, действующей как ламинарный поток, лента падает на отрезанную часть, в зависимости от типа и веса изделия. В специальных контейнерах, установленных в нижней части основного конвейера, продукт (металл, стекло, резина, пища, полимер, бумага-картон), образованный разделением отходов по составу, отделяется. Оставшийся легкий бумажный картон, полимер, который остается в последней части ленты, разделяется на дешевый источник энергии путем сжигания горючих элементов. [2]

Рис. 2. Схематический рисунок устройства для разделения бытовых отходов.

1 – основной бункер, 2 – приводной двигатель конвейерной ленты,

3 – конвейерные ленты, 4–8 – мусортировочные бункеры, 9 – роликовый ленточный привод, 10 – лента, разделяющая продукт, 11 – бункер для сбора легковоспламеняющихся продуктов

Устройство, которое мы рекомендуем, не требует использования рабочей силы и отличается тем, что не потребляет электроэнергию для вакуумного насоса. Устройство приводится в действие двумя динамо-машинами по 2,5 кВт/с. Первый двигатель служит для сбрасывания продукта из бункера для бытовых отходов на верхнюю ленту, а второй – для поворота верхней ленты.

В настоящее время стоимость 1 кВт/ч электроэнергии в Узбекистане составляет 290 сумов, 5 кВт/ч электроэнергии потребляется в час и 40 кВт/ч электроэнергии потребляется в течени 8 рабочих часов в сутки, на общую сумму 2320 сумов в сутки. В результате нашего исследования мы обнаружили, что устройство BESTON китайского производства, которое мы изучали, потребляет 18 кВт/ч в час и 8 часов и 41760 сумов за 1 рабочий день. Таким образом, предложенное нами устройство за один рабочий 8-мичасовой день экономит 41760–2320=39440 сумов.

Предлагаемое нами устройство зарекомендовало себя как наиболее энергоэффективное, чем китайские аналоги. Если предположить, что за 1 день каждая семья производит 1 ведро бытовых отходов, то разделение их по составу выглядит следующим образом. [3]

Рис.3. Средний процент отходов на 1 ведро продукта

Эта схема показывает, что в бытовых отходах содержится до 20 % горючих элементов, и, используя их вместо топлива, можно сэкономить большое количество топлива. С учетом того, что город Карши в настоящее время производит около 200 тонн бытовых отходов в сутки, понятно, что в общую массу также входит около 40 тонн горючих элементов. Конечно, напрямую сжигать эти продукты невозможно, продукт сушат и используют в качестве топлива в небольших водогрейных котлах.

В приведенной ниже таблице 1 показаны продукты, которые можно отделить от устройства, и проценты их разделения.

Таблица 1

Основанное на новой технологии, это устройство предназначено для разделения бытовых отходов, во время движения конвейера лента последовательно отделяет отходы (металл, стекло, резина, продукты питания, полимер, бумага-картон) от разрезаемой части. На заключительном этапе разделения легкие отходы сортируются. Как видно, бытовые отходы сначала сбрасываются в основной бункер, а затем попадают на ремень, приводимый двигателем. Данное устройство состоит из 5 конвейеров и 8 сепараторов с производительностью 1600 тонн отходов в сутки и служит для очистки и сортировки различных бытовых отходов.

Литература:

1. Постановление Президента Республики Узбекистан: о совершенствовании системы сбора, подготовки и переработки лома цветных металлов, отходов ПҚ-48–45–29.09.2020 год
2. Биомасса как источник энергии: Пер. с англ./Под ред. С.Соуфера, О.Заборски. –М.: Мир, 1985, -368 с.
3. Страницы зарубежной прессы «Экологическая проблема и решение проблем чистой энергии» 2006. Июль.
4. Матсуто Т. Япония: методы управления твердыми отходами // Твердые бытовые отходы. — 2007. — № 5. — С. 72–76.