CS212790B2 - Method of and apparatus for reclaiming materials in the form of solid municipal waste - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu regenerace materiálů, které jsou představovány městskými odpadky, který by poskytoval možnost jejich následného použití, resp. přeměny do· použitelného stavu. Vynález se týká .i zařízení k provádění tohoto způsobu.

Je známo, že tuhé městské odpadky, které jsou každodenně odhazovány, obsahují mnoho' materiálů, které mohou být znovu použity různými jinými způsoby, lišícími se od původního určení.

V těchto .odpadcích je obsaženo například značné množství papíru, pocházejícího z obalů spotřebního zboží, kovové obaly, v nichž byly potraviny, a jiné zboží, a . dále organické materiály jako například kuchyňské odpadky, zelenina, ovoce, chleba apod. Dále jsou v těchto .městských odpadcích přítomny odpadky z umělých hmot, tvořené zpravidla plastickými o-baly a nejčastěji plastickými fóliemi používanými pro prodej a dopravu různého zboží a také jako· obaly pro různé vyřazované materiály.

Je rovněž důležité si uvědomit, že tyto odpadky obsahují dost velké množství skla, zejména lahví, a to v souvislosti s rozšířením ťzv. nevratných lahví. Všechno toto· sklo, spolu s vpředu uvedenými předměty . a dalším zbožím, které je obvykle nebo· někdy přítomno v tuhých městských odpadcích, je natolik hodnotné, že má význam jejich regenerace, aby se umožnilo jejich nové použití.

V minulých letech byla uskutečněna řada způsobů regenerace tuhých městských. odpadků, ale tyto dosud známé postupy .měly za účel umožnit použití pouze organických prvků těchto odpadků, aby se získal produkt obvykle .označovaný jako kompost, užívaný jako hnojivo ke zlepšení vlastnosti půdy.

V současné době však tato technologie není dostatečně efektivní, neboť závisí na místě sběru odpadků a mění se v závislosti na způsobu života. Tyto odpadky jsou dnes podstatně odlišné od odpadků v .minulosti, a to nejen z hlediska kvalitativního, ale změnilo se podstatně i jejich .množství.

Množství papíru, plastických hmot, skla a kovů a zejména železa se .relativně zvětšuje, zatímco podíl organických látek se snižuje.

Tato dosud známá technologie zpracování městských odpadků naráží na velké problémy v souvislosti s procentem získatelných produktů ve vztahu k množství materiálů, které se vyřazují. Rovněž v důsledku toho, že kompostová hnojivá na trhu již nejsou tak žádaná, je žádoucí hledat nové technologie zpracování těchto odpadků.

Nedostatky dosud známých postupů zpracování městských odpadků odstraňuje způsob regenerace -materiálů ve formě tuhých městských odpadků podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že- se balíky odpadků podrobí nejprve drcení a trhání a odseparují se jejich nezpracovatelné části. Pak ze zbývajícího materiálu se oddělí lepenkaa papír, smíšený s plastickým! fóliemi, fólie se odseparují, z takto upraveného .materiálu. -se -oddělí organické materiály k jejich dalšímu použití. Ze zbytku materiálu se oddělí jiné než papírové části, zejména kovové materiály a -sklo a papírová -drť se podrobí dalšímu zpracování.

Z hlediska dalšího- použití ^; vytěženého ' materiálu- - je- - v-ýhodné alespoň část zpracovávaného materiálu podrobit sterilizaci.

Vynález řeší i zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Jeho- podstata- spočívá v. - tom, že Je opatřeno výsypkou, k níž je napojeno- rozřezávací zařízení. U vyústění rozřezávacího zařízení je umístěno oddělovací síto, k jehož přepadu je napojen trhací stroj. Za ním je umístěn elektromagnetický separátor a odlučovač -těžších částí. Na - výstup tohoto· -odlučovače je napojen vzduchový třídič, na kterýžto vzduchový třídič je prostřednictvím elektromagnetického odlučovače rovněž napojen výstup oddělovacího síta. Za tento vzduchový -třídič je napojena separační fóliová stanice se separačním- sítem pro, - -oddělení papírové drtě -od plastických - fólií.

Z hlediska komplexnosti technologie zpracování městských odpadků je výhodné, jestliže k separačnímu -sítu je napojen- hydraulický rozvlákňovač - s odlučovačem, který je napojen na sběrnou nádrž, zahušťovač a dehydra.tační lis. Hydraulický rozvlákňovač je s odlučovačem s výhodou spojen prostřednictvím ventilu, periodicky nebo neperiodicky ovládaným,. Dále je výhodné, jestliže k výstupu dehydratačního lisu je napojen- kontinuální autokláv. Mezi separačním -sítem a hydraulickým rozvlákňovačem je s výhodou začleněn- zhutňovač.

Je výhodné, jestliže výstup vstupního- oddělovacího síta je na vzduchový třídič napojen prostřednictvím sekundárního síta -dopravníku, umístěného- pod sekundárním- elektromagnetickým separátorem a vibračního -dopravníku. Pod sekundárním sítem je umístěno separační -síto, na které je napojeno promývací síto -a usazovací nádrž, u jejíhož přepadu je síto pro- - oddělení krmných materiálů od vody. U přepadu tohoto síta krmných materiálů může být umístěn lis, u jehož výstupu je umístěn sterilizátor a sušič krmných materiálů. Za sušičem krmných materiálů je umístěno· ir-otaení vibrační síto se vzduchovým -třídičem pro- oddělení těžkých -materiálů, např. drobných zbytků skla a kaménků od organické složky krmného' materiálu. U přepadu- organických krmných materiálů vzduchového třídiče může být dále - umístěn drtič - a mezisklad. Ke kom4 plexnosti zařízení j-e vhodné na mezisklad napojit peletizační lis.

Aby se zhodnotily získané železné materiály, je výhodné, jestliže alespoň jeden ele-ktromagnetický -separátor j-e napojen na rotační pec se sítem a- popřípadě lisem· pr-o, oddělení železa -od ostatních -materiálů.

Vynález tedy poskytuje způsob, resp. zařízení, pomocí něhož je možno automaticky získávat papír, plastické hmoty, -sklo, kovy, zejména železo, organické materiály - - apod. z nestejnorodé hmoty odpadků. Vytříděné odpadky mohou být předávány do - jednotlivých jednotek, kde se vytříděné suroviny dále zpracovávají tak, aby mohly být následně přeměněny na nové výrobky, o- něž je neustále zájem.

Vynález má- v podstatě za účel vytvořit pracovní linku různých strojů tak, aby se vyráběly výrobky, -o které je zájem, a současně se vytváří kvalitní zařízení, které je schopno zpracovávat -odpadky různého složení.

Vynálezem se dosahuje automatická separace -různých komponentů hmoty odpadků tak, že se dosahuje až 85 % výtěžnosti požadovaného materiálu.

Výhodou postupu a zařízení podle vynálezu je dále to, že pracuje -v jednotlivých po sobě jdoucích- fázích, které se uskutečňují v jednotkách, které - mohou být provedeny jako satelitní zařízení, na -nichž se uskutečňují různé operace čištění nebo transformace různých materiálů. Tím- se zvyšuje jejich hodnota, popřípadě se zlepšuje jejich trvanlivost pro jejich následné použití.

Při realizaci vynálezu -dochází k postupům, které je možno charakterizovat dále uvedeným způsobem. Nejdříve jsou rozdrceny, resp. roztrhány obaly tuhých městských odpadků, tj. ve většině případů plastických pytlů, v nichž jsou tuhé městské odpadky nashromážděny, aby se - získaly tyto odpadky v hromadách a umožnily další pracovní -operace. Pak následuje -odstranění nezpracovatelných materiálů, které se dopravují do výsypek nebo· do spalovacího zařízení. Při dalším kroku se oddělí lepenka a papír, smíšeny s plastickými fóliemi. Protože je papír smíšen s plastickými fóliemi, je nutno je za sucha oddělit. Oddělit je třeba rovněž organické materiály v jejich původním stavu pro jejich případné následné použití.

Nejlepší části -organických materiálů se použijí pro výrobu krmiv. V této- části postupu se pro zlepšení kvality krmivá, odstraní i drobné zbytky -skla a kaménky. Části -organických zbytků, které se nehodí pro výrobu -krmlv se mohou použít k výrobě tuhých průmyslových hnojiv. V -celém· procesu se oddělují železné materiály pro jejich následné použití.

Způsob regenerace materiálů ve formě tuhých městských- odpadků a zařízení k provádění tohoto· způsobu podle vynálezu a jeho účinky jsou blíže popsány na dále uvedeném příkladu jeho provedení. Připojený obrázek v blokovém schématu znázorňuje příklad provedení zařízení podle vynálezu, s jeho· jednotlivými částmi к provádění různých pracovních cyklů.

Jak je patrno z obrázku, odpadky, které jsou nejdříve vyprazdňovány do výsypky 1, jsou zvedány podvěsným pojízdným jeřábem 2 a jsou nakládány na přísunové dopravníky. Na těchto dopravnících jsou odpadky případně vyrovnávány vyrovnávací '3 pro odměřování množství odpadků. Pak následuje rozřezávací zařízení 4 pro rozřezávání, resp. trhání a otevírání balíků, v nichž jsou odpadky shromážděny. První vstupní oddělovací síto 5 na konci těchto dopravníků umožní oddělení nejvíce hrubých částí. Tyto nejhrubší části mají větší rozměr než předem určený a zpravidla je tvoří veliké prkenné bedny, jiné velké předměty jako například matrace, židle, dětské kočárky apod., které nelze pokládat za běžné městské odpadky.

Tyto předměty, resp. tělesa největších rozměrů, které nemohou cirkulovat, přecházejí do výsypky nebo do spalovacího zařízení, zatímco: desky nebo podobné materiály, které neprojdou vstupními oddělovacími síty 5, jsou posílány do trhacího stroje 6, opatřeného trhacím zařízením balíků, obdobným jako rozřezávací zařízení 4. Deskové bedny jsou na tomto stroji drceny, řezány, trhány a zbavovány nežádoucích materiálů, zpravidla kovových, které tyto bedny, resp. krabice obsahují. Takto upravený materiál vycházející z trhacího' stroje 6 prochází pomocí dopravníku 8 к elektromagnetickému separátoru 9, který vytěží magnetické materiály.

Nemagnetické materiály, které vycházejí z elektromagnetického separátoru 9, jsou dodávány na podávači vibrační dopravník 10 do vzduchového odlučovače 11, kde proud vzduchu umožňuje oddělovat nejlehčí materiály od ostatního materiálu, jako například papírové části. Materiál, který nebyl oddělen proudem vzduchu v tomto vzduchovém odlučovači 11, neboií je příliš těžký, je dodáván soustavou dopravníků 12 na spalovací desku nebo do jiného zařízení pro následné zpracování, např. do lisu 13.

Materiál, který prošel prvním sítem 5, padá na sekundární síto- 14, kde je rozdělován do· dvou částí, tj. na převážně organické materiály a na část, která je oddělována pro další zpracování na papírovou hmotu. Tato druhá část je stlačitelná a je představována především papírem, plastickými fóliemi, plastickým materiálem jiných tvarů, přikrývkami, botami a jinými organickými materiály.

Materiál, který byl vyřazen sekundárním sítem 14, je dopravován dopravníkem 15 pod sekundárním elektromagnetickým separátorem 16, který vykonává tutéž funkci jako· elektromagnetický separátor 9. Zbývající materiál, zbavený magnetických částí, zejména železných, je dopravován na vibrační dopravník 17, který zásobuje další vzduchový třídič 18.

Tento vzduchový třídič 18 rozděluje přicházející materiál na první část zahrnující fólie a papír, která je dopravována do usazovače tohoto stroje. Materiál přijatý vzduchovým třídičem 18 je v podstatě tvořený papírem a plastickými fóliemi a musí být podroben následovnému zpracování, při němž se musí oddělit papír od plastických fólií.

Tato separace se provádí v separační fóliové stanici 19, tvořené strojem, obsahujícím v podstatě ozubený rotor, který využívá různého prodloužení papíru a plastické fólie před jejich přetržením a pracuje tak, že papír roztrhá, zatímco plastické fólie projdou vcelku. Po tomto průchodu sep-arační fóliovou stanicí 19 je materiál tvořen papírem a plastickými fóliemi, avšak papír je v malých kouscích, zatímco plastické fólie mají velké rozměry. Separaci těchto dvou materiálů umožní separační síto 20 tím, že propustí papír -a vytřídí plastické materiály.

Vytříděné části, obsahující plastické materiály, mohou být bezprostředně lisovány v lisu 21 a expedovány, nebo mohou být dopraveny к dalšímu zařízení, kde mohou být propírány, regenerovány apod.

Části, které prošly separačním sítem 20, tj. papír, který dosud obsahuje určité množství plastických fólií, je zhutňován v lisu 22, z něhož je odesílán к dalšímu stroji pro výrobu papírové drtě. Toto zhutnění, resp. slisování v lisu 22 představuje pouze mezifázi, která není nezbytná.

Papír, vycházející z lisu 22, který obsahuje ještě některé jiné než papírové materiály, je dopravován dopravníkem 23 do hydraulického! rozvlákňovače 24, kde se zpravidla s přídavkem vody nechá obvykle ohřát. Během tohoto klasického procesu se kusovité části oddělí a rozvlákní, zatímco cizorodé materiály, které mají výrazně jiné fyzikální vlastnosti, zůstanou nezměněny, což umožňuje jejich separaci od papírové hmoty. Separace se musí s ohledem na nepřetržitost procesu provádět kontinuálně.

Zařízení podle vynálezu je vybaveno odlučovačem 25 s rotačním sítem nebo jiným vhodným zařízením, které je spojeno s běžným hydraulickým rozvlákňovačem, s nímž je spojeno; s výhodou prostředn-ctvím ventilu, který je střídavě otevírán a zavírán. Tento ventil má za úkol umožnit periodické vylučování papírové drtě z hydraulického rozvlákňovače 24 a všech ostatních materiálů, které mohou být rozvlákněn-y.

Původní papírový materiál obsahující cizorodé materiály je dopravován do odlučovače 25, tj. na rofační síta tak, aby se oddělila mokrá papírová hmota od ostatních materiálů, ccž se nemůže dosáhnout samotnou hmotností látky, která má. velmi různou specifickou váhu.

Stejně jako u ostatních sít, o nichž již byla zmínka, část materiálu, obsahující zne čišťující cizorodá tělesa, může být -dopravena do spalovacího zařízení nebo <<doi výstupu, zatímco’ tekutý materiál, který obsahuje papírová vlákna, tj. papírová břečka, je přiváděn. do sběrné nádrže 26, z níž je transportována k dalšímu zpracování, resp. dočištění a zahuštění. Zahuštění se provádí v zahušťovači 27 a v dehydratačnto lisu 28.

S -ohledem, na to, že se papír získává z městských odpadků, jsou dehydratace a. lisování velmi důležité z hygienického hlediska. Rozmělněná drť je dopravována do kontinuálního autoklávu 29, který není tlakový. Materiál je v něm udržován na poměrně vysoké teplotě, za použití páry, po různě dlouhou dobu, vždy alespoň po dobu několika desítek minut, takže spolehlivě dojde ke zničení všech nebezpečných mikrobů a bakterií, které by mohly být v papírové hmotě.

Materiál, který projde sekundárním sítem 14 a obsahuje důležitý převážně -organický materiál, se dále zpracovává. Tento prosátý materiál je možno s výhodou využít proi výrobu kompostů nebo suchých hnojiv. Jinou možností je přivádět tento materiál na separační síto; 30, na němž se humus přivádí do spalovacího zařízení nehodo výsypky, zatímco- nepřesátá část, která je sice hrubší, ale jde o kvalitnější materiál, se -může použít jako krmivo.

Aby se získalo toto krmivo, materiál, který neprošel separačním sítem 30, se podrobí dalšímu zpracování, tj. praní a -odkalení, lisování, sterilizaci, -sušení, čištění a nakonec se paletizuje -a balí. Jinými slovy, organický materiál, který se neproseje, přichází od separačního síta 30 k promývacímu- sítu 31, kde je -materiál podroben účinnému adůkladnému praní, -aby se odstranil humus a inertní prvky, z tohoto· promývacího’ síta 31 je materiál nesen- do usazovací nádrže 32, kde inertní odpadky, těžké kusy jako skto, kameny, železné kusy a různý -odpad padají na dno -usazovací -nádrže 32, z něhož jsou čas od času vybírány výstupním; ústím. Z -této¹ usazovací nádrže 32 krmné -materiály, obsahující přesto vždy některé -cizorodé materiály, jsou odnášeny dvěma vodními proudy, jedním vzestupným- a druhým· vodorovným proti proudu regenerované vody, přicházejícímu z přepadu usazovací nádrže 32. Voda a krmné materiály padají z přepadu usazovací nádrže 32 na síto 33, které má za úkol oddělit vodu- od krmných materiálů. Tato voda je sbírána v nádržích a je recirkulována, zatímco krmné materiály přichá zejí -do lisu 34, kde se dále sníží množství vody v nich obsažené. Na konci tohoto přípravného cyklu jsou organické materiály zbaveny větší části jejich výrazně inertních materiálů a vody - dodávány ke -sterilizaci do sterilizátoru 35, tvořeného -autoklávy pro zpracování v šaržích, v nichž zůstávají po určitou dobu při určité teplotě. Po sterilizaci je produkt sušen v -sušičce 36, v níž se vlhkost produktu redukuje asi na 10 % a objem všech organických materiálů se redukuje, zatímco· anorganické materiály zůstávají beze změny.

Je proto možné, za- použití různých sít 37, oddělit organické materiály od podílů anorganických.

Tyto odpadní -anorganické materiály mohou být přítomny v nejrůznější formě, tj. těžké podíly obsahující sklo a kameny, které jsou -obsaženy jen ve velmi malém množství, a lehké látky představované především papírem, plastickými hmotami apod., jejichž podíl může být větší. Lehčí části se oddělí pomocí síta 37 např. rotačního vibračního a dopravují se ke spálení nebo do výsypky. Části, které projdou sítem· 37, obsahují dosud těžké materiály, jako -malé kousky skla nebo kaménky, jsou vytřiďovány vzduchovým třídičem 38, který umožňuje oddělení lehkých a těžkých materiálů. Proud vzduchu směřující nahoru unáší lehké části zahrnující organické materiály -a těžké části odpadají. Takto oddělené lehké části představují krmivo v surovém stavu, které je podrobeno -drcení v drtiči 39, kde se získá prášek tohoto- krmivá, který je dále dodáván do meziskladu 40 a pak případně do peletizačního lisu 41, jestliže je to- žádoucí.

Železné části, vysbírané různými elektromagnety, jsou- dopravovány do -rotačních pecí 42, aby se odstranily- znečišťující materiály jako: etikety, nátěry, cín apod. V těchto rotačních pecích 42 se všechny -tyto znečišťující -materiály zničí a vzniklý popel se od železa oddělí na -sítu 43. Železný materiál je pak dopraven do- lisu 44, kde se lisuje do balíků pro následující transport -a odprodej.

Zařízení podle vynálezu bylo popsáno samozřejmě pouze v jeho příkladném- provedení. Je však -samozřejmé, že různé fáze zpracování mohou být modifikovány, v souvislosti s jeho kapacitou a zpracovávaným materiálem, neboť zpracovávané materiály jsou pro- dané město· charakteristické a jsou v různých oblastech různé.

Claims (13)

1. Způsob regenerace materiálů ve formě tuhých městských odpadků, vyznačující se tím, že se balíky odpadků podrobí nejprve drcení a trhání, odseparují se jejich nezpracovatelné části, ze zbývajícího materiálu ' se oddělí lepenka a papír smíšený s plastickými fóliemi, fólie se odseparují, z takto upraveného materiálu se oddělí organické materiály k jejich dalšímu použití, ze zbytku materiálu se oddělí jiné než papírové části, zejména kovové materiály a sklo a papírová drť se podrobí dalšímu zpracování.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se alespoň část zpracovávaného materiálu podrobí sterilizaci.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím, že je opatřeno výsypkou (1), k níž je napojeno rozřezávací zařízení (4), u jehož vyústění je umístěno vstupní oddělovací síto (5), k jehož přepadu je napojen trhací stroj (6), za nímž je elektromagnetický separátor (9) a oddělovač (11) těžších částí a- jehož výstup je napojen na vzduchový třídič (18), na kterýžto vzduchový třídič (18) je prostřednictvím elektromagnetického separátoru (16) rovněž napojen výstup vstupního oddělovacího· síta (5), přičemž za tento vzduchový třídič (18) je napojena separační fóliová stanice (19) se separačním sítem (20) pro oddělení papírové drtě od plastických fólií.

4. Zařízení podle bodu 3 vyznačující se tím, že k separačnímu sítu· (20·) je napojen hydraulický rozvlákňovač (24), k němuž je s výhodou prostřednictvím ventilu napojen odlučovač (25), napojený na sběrnou nádrž (26), zahušťovač (27) a dehydratační lis (28).

5. Zařízení podle bodů 3 a 4 vyznačující se tím, že k výstupu dehydratačního' lisu (28) je napojen kontinuální autokláv (29).

6. Zařízení podle bodů 3 až 5 vyznačující se tím, že mezi separačním· sítem (20) a hydraulickým rozvlákňovačem (24) je začleněn zhutňovač (22).

7. Zařízení podle bodu 3 vyznačující se tím, že výstup vstupního oddělovacího síta (5) je na vzduchový třídič (18) napojen prostřednictvím sekundárního síta. · (14), dopravníku (15), umístěného pod sekundárním elektromagnetickým separátcrem (16) a vibračního dopravníku (17).

8. Zařízení podle bodů 3 až 7 vyznačující se tím, že pod sekundárním sítem (14) je umístěno separační síto (30), na které je napojeno · promývací síto (31) a usazovací nádrž (32), u jejíhož přepadu je síto· (33) pro· oddělení krmných materiálů od vody.

9. Zařízení podle bodů 3 až 8 vyznačující se tím, že u přepadu síta [33] krmných materiálů je umístěn lis (34), u jehož výstupu je umístěn sterilizátor (35) a sušič (36) krmných materiálů.

10. Zařízení podle bodů 3 až 9, vyznačující se tím, že za sušičem (36) krmných materiálů je umístěno rotační vibrační síto (37) se vzduchovým třídičem (38) pro· oddělení těžkých materiálů, například · drobných zbytků skla a kaménků od organické složky krmného materiálu.

11. Zařízení podle bodů 3 až 10, vyznačující se tím, že u přepadu organických krmných materiálů vzduchového třídiče (38) je umístěn drtič (39) a mezisklad (40).

12. Zařízení podle bodů 3 až 11, vyznačující se tím, že na mezisklad (40) je napojen peletizační lis (41).

13. Zařízení podle bodů 3 až 12, vyznačující se tím, že alespoň jeden elektromagnetický separátor (9, 16 j je napojen na rotační pec · (42) se sítem. (43) a popřípadě lisem (44) pro· oddělení železa od ostatních materiálů.