PL189027B1

PL189027B1 - Sposób i urządzenie do przeróbki odpadów domowychi przemysłowych

Info

Publication number: PL189027B1
Application number: PL97331521A
Authority: PL
Inventors: Leif Grunditz
Original assignee: Reculture Ab
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2005-06-30
Also published as: NO990354L; AU717405B2; EP0921858A1; DK0921858T3; CZ294679B6; CZ37599A3; AU3871997A; WO1998006498A1; JP2000516140A; BR9711185A; DE69716612T2; NO315226B1; PL331521A1; ES2123436B1; CA2262731C; ES2185968T3; HUP9904158A2; ATE226479T1; HUP9904158A3; ES2123436A1

Abstract

1. Sposób przeróbki odpadów do- mowych i przemyslowych, polegajacy na rozcieraniu wstepnie wysegregowanych odpadów w mlynie rozcierajacym, roztwo- rzeniu pozostalosci z mlyna oraz poddaniu jej segregacji, znamienny tym, ze przed rozcieraniem w mlynie odpady poddane sa zgrubnemu rozdrabnianiu oraz wydziele- niu ciezkich skladników, na przyklad me- tali, szkla i innych, i usunieciu ich do dal- szej obróbki, natomiast po rozcieraniu i roztworzeniu rozdrobnionego materialu do postaci zawiesiny poddaje sie ja wymu- szonej cyrkulacji, a nastepnie rozdzielaniu na frakcje. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeróbki odpadów domowych i przemysłowych, polegający na rozcieraniu wstępnie wysegregowanych odpadów w młynie rozcierającym, roztworzeniu pozostałości z młyna oraz poddaniu jej segregacji.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do przeróbki odpadów domowych i przemysłowych.

189 027

Ze szwedzkiego opisu patentowego nr SE 466 387 znane jest urządzenie do przeróbki odpadów, w którym zostają one przekształcone w zawiesinę wodną poddawaną kilkustopniowej obróbce, umożliwiającej podział odpadów na frakcje przeznaczone do odzysku oraz do spalenia lub składowania.

Niedogodnością tego znanego sposobu są trudności techniczne związane z przeróbką odpadów domowych lub przemysłowych zawierających składniki ciężkie, na przykład metale, szkło i temu podobne. Trudności te są związane zwłaszcza z operacją oddzielania z rozdrobnionych odpadów składników ciężkich oraz składników o budowie pasmowej, a ponadto z nadmierną ilością popiołów powstających przy spalaniu paliwa, wytworzonego z tych odpadów.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB 1 587 636 znany jest sposób sortowania mieszanin odpadów komunalnych i przemysłowych w celu oddzielenia frakcji zawierającej włókniste materiały celulozowe od tworzyw sztucznych. Mieszaninę odpadów poddaje się wstępnej separacji przez przedmuchiwanie strumieniem powietrza, które umożliwia oddzielenie lekkiej frakcji zawierającej tworzywa sztuczne, papier i ścinki tektury od ciężkiej frakcji utworzonej przez materiały o większej gęstości, na przykład szkło i metale. Oddzieloną lekką frakcję poddaje się następnie operacji kondycjonowania, polegającej na zwilżeniu, a następnie granulowaniu całej masy tej frakcji. Następnie utworzone granulki są poddawane wtórnej separacji w strumieniu powietrza, w wyniku której następuje ich podział na granulki lekkie nie pochłaniające wody i granulki ciężkie pochłaniające wodę.

Przedmiotem opisu jest również urządzenie do sortowania odpadów, wyposażone w rozdrabniacz połączony z wstępnym separatorem powietrznym i wyposażony w umieszczone w jego obiegu dwustopniowe sito bębnowe. Najdrobniejsza frakcja jest odprowadzana z sita do spalania albo kompostowania, zaś lekka frakcja podlega dwustopniowemu granulowaniu, a następnie oddzielaniu od granulek, w nachylonych pod odpowiednim kątem stożkowych bębnach - ciężkiego materiału odpadowego pochłaniającego wodę, po czym obydwie frakcje: ciężka i lekka są oddzielane i transportowane do dalszych zespołów obróbczych.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 2 433 324 znany jest sposób odzysku papieru z lekkich składników, takich jak papa, papier, tworzywa sztuczne i tekstylia, stanowiących pozostałość po wstępnym sortowaniu odpadów. Sposób ten polega na tym, że składniki uzyskane w wyniku wstępnego sortowania poddaje się w stanie zwilżonym mięknięciu w bębnie obrotowym, a następnie zmięknięciu i rozdrobnieniu - po rozdzieleniu na składniki, korzystnie za pomocą sit oraz ewentualnie przedmuchiwania w separatorze powietrznym oddziela się papier, karton i inne składniki masy papierniczej. Zwilżenie przerobionej masy następuje za pomocą gorącej wody lub pary, korzystnie z użyciem sterylizowanych chemikalii bakteriobójczych.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB 2 198 662 znany jest sposób przeróbki mieszanych odpadów, na przykład domowych, w celu odzysku zawartych w nich tworzyw sztucznych, przeznaczony zwłaszcza do zakładów recyklingu. Istota sposobu polega na tym, że wstępnie wysegregowaną frakcję, zawierającą tworzywa sztuczne, rozciera się na miazgę w młynie rozcierającym, po czym zawiesinę zawierającą zwłaszcza masę papierową usuwa się za pomocą sit, a gęstą frakcję zawierającą tworzywa sztuczne wypłukuje się z młyna. W celu odzyskania tworzyw sztucznych gromadzi się pozostałość gęstej frakcji na sicie, wypłukuje się ją i po usunięciu cieczy rozdrabnia się, oddzielając porcjami tworzywa sztuczne od fazy ciekłej. Z pozostałości wyładowanej z młyna rozcierającego usuwa się ciecz za pomocą perforowanego bębna, częściowo zanurzonego w zawiesinie.

Przedmiotem opisanego wynalazku jest również urządzenie do przeróbki odpadów, wyposażone w młyn do rozcierania wstępnie wysegregowanej frakcji, zawierającej papier i tworzywa sztuczne, w perforowany bęben do usuwania pozostałości z młyna na sicie, w zespół do rozdrabniania filtrowanej pozostałości, w basen osadczy do powtórnego płukania pozostałości na sicie i oddzielenia składników ciężkich, na przykład kamieni i metali, jak również w zespół do oddzielania fazy stałej od fazy ciekłej, na przykład w postaci basenu flotacyjnego do oddzielania odpadów z tworzywa sztucznego jako fazy pływającej na powierzchni basenu.

189 027

Wszystkie te opisane procesy charakteryzują się stosunkowo niskim współczynnikiem odzysku, czyli stosunku masy odzyskanych materiałów nadających się do wykorzystania do łącznej masy tych materiałów zawartych w odpadach.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu przeróbki odpadów, który umożliwi uzyskanie znacznie wyższego współczynnika odzysku, zwłaszcza zaś tworzyw sztucznych, metali i szkła, tworząc z pozostałości po przeróbce paliwo oraz ewentualnie materiały wypełniające.

Cel ten realizuje sposób przeróbki odpadów według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że przed rozcieraniem w młynie odpady poddane są zgrubnemu rozdrabnianiu oraz wydzieleniu ciężkich składników, na przykład metali, szkła i innych, i usunięciu ich do dalszej obróbki, natomiast po rozcieraniu i roztworzeniu rozdrobnionego materiału do postaci zawiesiny - poddaje się ją wymuszonej cyrkulacji, a następnie rozdzielaniu na frakcje.

Zgrubne rozdrabnianie materiału wykonuje się korzystnie za pomocą szarpania lub krajania.

Ciężkie składniki poddaje się po ich oddzieleniu dokładnemu rozdrabnianiu, a następnie oddziela się je flotacyjnie.

Roztwarzanie przeprowadza się korzystnie przy wartości pH wynoszącej od 4,5 do 5.

Odpady poddaje się korzystnie działaniu gorącej wody o temperaturze przynajmniej 60°C, względnie pary, dostarczając ją do procesu wstępnej separacji oraz/lub do procesu rozcierania, względnie do procesu roztwarzania.

Celem wynalazku jest również opracowanie urządzenia do przeróbki odpadów domowych i przemysłowych, zapewniającego odpowiednio wysoki współczynnik odzysku, które charakteryzuje się tym, że stanowiąca go linia technologiczna jest wyposażona w połączone ze sobą kolejno w ciągu technologicznym następujące urządzenia: szarpak, połączony ze strumieniowym, wodnym separatorem wstępnym, który z jednej strony połączony jest z separatorem do usuwania ciężkich składników, z drugiej zaś z młynem do rozcierania zawiesiny składników lekkich, a następnie przez znany roztwarzacz z sitem zgrubnym.

Szarpak jest korzystnie dodatkowo wyposażony w krajarkę.

Między roztwarzacz i sito zgrubne włączona jest korzystnie pompa z przewodem cyrkulacyjnym.

Zgrubne sito urządzenia jest połączone kolejno z następującymi zespołami służącymi do oddzielenia tworzyw sztucznych, a mianowicie z rafinerem tarczowym, z separatorem, połączonym z jednej strony z rafinerem do dalszej obróbki oddzielonych w tym separatorze kamieni, żwiru, szkła i innych ciał stałych, z drugiej zaś z separatorem oddzielającym tworzywa sztuczne.

Urządzenie według wynalazku wyposażone jest w zespół do przeróbki składników ciężkich złozony z rafinera, połączonego na wejściu z separatorami grawitacyjnymi do usuwania ciężkich składników oraz przez oddzielacz materiałów magnetycznych - z oczyszczarką bębnową, której bęben jest częściowo wypełniony wodą na wyjściu, zaś z maszyną flotacyjną która z jednej strony połączona jest przez zespoły do odzysku metali magnetycznych i metali niemagnetycznych - z urządzeniem odwadniającym, z drugiej zaś z urządzeniem zawracającym pozostałość po flotacji do roztwarzacza.

Sposób przeróbki odpadów według wynalazku polega na tym, że odpady zgrubnie rozdrobnione przez szarpanie lub krajanie przepuszcza się przez wstępny separator, umożliwiający oddzielenie ciężkich składników, takich jak szkło, tworzywa sztuczne i metale, których zawartość utrudniałaby rozdział odpadów na frakcje. Po oddzieleniu około 50% do 70% ciężkich składników rozdrobnione odpady są następnie roztwarzane w wodzie, korzystnie w podwyższonej temperaturze i okresowo rozcierane w zespole roztwarzacza i młyna wyposażonego w pompę cyrkulacyjną, dzięki czemu eliminuje się występujące obecnie problemy techniczne związane z dalszą przeróbką składników, zwłaszcza o budowie pasmowej, na przykład trykotów i włókien sztucznych, które skręcają się tworząc sploty nie poddające się dalszej obróbce. Natomiast uprzednie oddzielenie ciężkich składników umożliwia bardziej efektywną obróbkę składników włóknistych i ich rozcieranie.

W roztwarzaczu utrzymywana jest wartość stężenia jonów wodorowych pH wynosząca od 4,5 do 5, co polepsza dehydratację materiałów i ułatwia rozpuszczanie gliny w składnikach papierowych, a tym samym zmniejsza zawartość popiołów w paliwie uzyskanym w wyniku

189 027 dalszej przeróbki odpadów. W wyniku tej obróbki w roztwarzaczu powstaje zawiesina składników takich jak papier i rozdrobnione tworzywa sztuczne, natomiast zostają z nich usunięte włókna oraz co najmniej 50% do 70% zawartych w odpadach wsadowych metali ciężkich, co ułatwia wstępne rozdzielenie zawiesiny na frakcje.

Urządzenie do przeróbki odpadów sposobem według wynalazku jest uwidocznione w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia schemat blokowy linii do przeróbki odpadów według wynalazku; fig. 2 - schemat blokowy linii do przerobu tworzyw sztucznych, a fig. 3 - schemat blokowy linii dla składników ciężkich.

Ciąg technologiczny przeróbki odpadów przedstawiony na fig. 1 w swej części wejściowej składa się ze stacji 1 odbioru odpadów domowych oraz ewentualnie przemysłowych, z szarpaka 2 oraz ewentualnie krajalnicy, w którym odpady te zostają zgrubnie rozdrobnione i w tym stanie przekazane do zbiornika pośredniego 3. Ze zbiornika pośredniego 3 wstępnie rozdrobnione odpady są przekazywane do zasilanego wodą wstępnego separatora 4, w którym następuje oddzielenie składników ciężkich, zwłaszcza metali, szkła itp. z fazy wodnej mieszaniny. Składniki te są następnie usuwane za pomocą separatora grawitacyjnego 5, natomiast pozostałość ze wstępnego separatora 4, zawierająca składniki lekkie, jest przekazywana do młyna 6, w którym podlega oczyszczeniu w strumieniu wody dostarczanej ze zbiornika 7 oraz wstępnemu rozcieraniu, po czym rozdrobniona mieszanina przekazywana jest przez pojemnik 8 do roztwarzacza 9.

Obróbka rozdrobnionych odpadów w roztwarzaczu 9 umożliwia rozkład materiałów złożonych i odseparowanie włókien. W ciągu technologicznym znajduje się również korzystnie, nieuwidocznione na rysunku, źródło gorącej wody lub pary, dostarczające do wstępnego separatora 4 względnie do młyna 6 albo też do roztwarzacza 9 wodę o temperaturze wynoszącej przynajmniej 60°C, a korzystnie od 60°C do 80°C, co umożliwia całkowicie bezzapachową przeróbkę odpadów. Dzięki temu cały ciąg technologiczny przeróbki odpadów może być zlokalizowany na terenach graniczących z osiedlami mieszkaniowymi. Ponadto obróbka na mokro w podwyższonej temperaturze umożliwia efektywny rozdział odpadów na odpowiednie frakcje, przy czym całkowita ilość wody używanej w procesie przeróbki znajduje się w obiegu zamkniętym, dzięki czemu tylko niewielka jej ilość ulega zużyciu. Ponadto w wyniku tego procesu nie powstaje woda zanieczyszczona.

Roztwarzacz 9 jest połączony przewodem cyrkulacyjnym 11 z pompą 10 i zaopatrzony w przepust zabezpieczający przed powstaniem splotów z materiałów o budowie włóknistej. Z roztwarzaczem 9 jest drugostronnie połączony separator 12 do usuwania resztek ciężkich składników. Przerabiana masa odpadów w postaci zawiesiny jest przepompowywana z roztwarzacza 9 za pomocą pompylO przez przewód cyrkulacyjny 11 do zbiornika buforowego 13, a stąd do zespołu przesiewającego złożonego z sita zgrubnego 14, ze zbiornika z pompą 15, z baterii cyklonów 16 oraz z odwadniacza śrubowego 18. W celu bardziej efektywnej obróbki zawiesina odpadów przed wejściem do baterii cyklonów 16 jest rozcieńczana do stężenia około 1%, zaś w odwadniaczu śrubowym 18 ulega ponownemu zagęszczeniu do około 4% zawartości fazy stałej.

Zagęszczona zawiesina jest następnie kierowana poprzez zbiornik z mieszadłem do filtra próżniowego 20, a stamtąd przez zbiornik buforowy 22 do suszarki 23. Materiał otrzymany po wysuszeniu może być użyty jako paliwo. W tym celu jest on przekazywany ze zbiornika buforowego do granulatora 24 względnie do brykieciarki, a stamtąd - do zbiornika 25 paliwa.

Figura 2 przedstawia schemat urządzenia do oddzielania z odpadów zawartych w nich tworzyw sztucznych, umieszczonego w ciągu technologicznym (fig. 1) między zgrubnym sitem 14 a baterią cyklonów 16.

Kostki i kawałki tworzyw sztucznych, stanowiących wraz z kawałkami innych ciał stałych odrzuty ze zgrubnego sita 14 (fig. 1), są wprowadzane przez zsyp I do rafinera tarczowego K, po czym w pierwszym separatorze 26 urządzenia przedstawionego na fig. 2 następuje oddzielenie kamieni, żwiru, szkła i innych ciężkich składników ciał stałych, które przekazywane są do dalszej obróbki w rafinerze R, natomiast odpady rozdrobnionych tworzyw sztucznych są transportowane do drugiego separatora 27, w którym zostają oddzielone od ciężkich składników, zaś pozostałość jest zawracana z separatora z powrotem do roztwarzacza 9 (fig. 1).

189 027

Figura 3 przedstawia schemat urządzenia do przeróbki składników ciężkich zawartych w przetwarzanych odpadach. Składniki ciężkie w postaci odrzutów ze wstępnego separatora 4 oraz z roztwarzacza 9 są przekazywane do separatorów grawitacyjnych 5 i 12, skąd wraz z materiałem pozostałym z oczyszczarki bębnowej 35, w której dokonuje się dalszego oddzielenia i rozpuszczenia składników organicznych, są przekazywane po uprzednim odzysku metali magnetycznych w oddzielaczu magnetycznym 36 do rafinera 33. Materiał z rafinera 33 jest wprowadzany do maszyny flotacyjnej 34 w celu dokonania sedymentacji i flotacji, zaś użyteczne pozostałości organiczne są z niego zawracane przez urządzenie 37 z powrotem do roztwarzacza 9. Natomiast odrzuty tego procesu rafinacji, sedymentacji i flotacji, składające się ze szkła, żwiru, kamieni i resztek metali, przekazywane są do urządzeń odzyskujących metale magnetyczne (MM) oraz metale niemagnetyczne (OM). Materiały stanowiące pozostałość z tych procesów podlegają dodatkowemu odwodnieniu w urządzeniu odwadniającym AV i są używane jako wypełniacze.

Powyższy opis ma jedynie charakter przykładowy, zaś sposób według wynalazku obejmuje zarówno cały proces przeróbki odpadów, jak i jego części polegające na oddzieleniu i wykorzystaniu tworzyw sztucznych względnie ciężkich składników.

Wykaz oznaczeń

1. stacja odbioru odpadów

2. szarpak

3. zbiornik pośredni

4. separator wstępny

5. separator grawitacyjny do usuwania ciężkich składników

6. młyn do rozcierania odpadów

7. zbiornik wody gorącej

8. pojemnik na odpady

9. roztwarzacz

10. pompa

11. przewód cyrkulacyjny

12. separator grawitacyjny do usuwania ciężkich składników

13. zbiornik buforowy

14. sito zgrubne

15. zbiornik z pompą

16. baterie cyklonów

17. pojemnik na odpady

18. odwadniacz śrubowy

19. filtr piaskowy

20. filtr próżniowy

22. zbiornik buforowy

23. suszarka

24. granulator

25. zbiornik granulowanego paliwa

I zsyp materiału

K, R rafinery

26. pierwszy separator

27. drugi separator

31. separator do usuwania ciężkich składników

33. rafiner dokładny w postaci młyna do dokładnego rozdrabniania

34. maszyna flotacyjna

35. oczyszczarka bębnowa

36. oddzielacz metali magnetycznych

37. urządzenie do zawracania materiału

MM zespół odzysku metali magnetycznych

OM zespół odzysku metali niemagnetycznych

AV urządzenie odwadniające

189 027

189 027 woda iΤΞΞΙ li

- ty

I_L

V Λ A-Ł-/ woda

Y pozostałości lekkie au

Fig. 1 'po oczyszczeniu wodnym pozostałości za zbmmka odrzutów i— -7_₍ do oczyszczania wodnego

27			ZA		rt-
		zbiornik	--T-	..	M
	—
	buforowy			V	t

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób przeróbki odpadów domowych i przemysłowych polegający na rozcieraniu wstępnie wysegregowanych odpadów w młynie rozcierającym, roztworzeniu pozostałości z młyna oraz poddaniu jej segregacji, znamienny tym, że przed rozcieraniem w młynie odpady poddane są zgrubnemu rozdrabnianiu oraz wydzieleniu ciężkich składników, na przykład metali, szkła i innych, i usunięciu ich do dalszej obróbki, natomiast po rozcieraniu i roztworzeniu rozdrobnionego materiału do postaci zawiesiny poddaje się ją wymuszonej cyrkulacji, a następnie rozdzielaniu na frakcje.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zgrubne rozdrabnianie materiału wykonuje się za pomocą szarpania lub krajania.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze ciężkie składniki poddaje się po ich oddzieleniu dokładnemu rozdrabnianiu, a następnie oddziela się je flotacyjnie.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwarzanie przeprowadza się przy wartości pH wynoszącej od 4,5 do 5.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze odpady poddaje się działaniu gorącej wody o temperaturze przynajmniej 60°C, względnie pary, dostarczając ją do procesu wstępnej separacji oraz/lub do procesu rozcierania, względnie do procesu roztwarzania.
6. Urządzenie do przeróbki odpadów domowych i przemysłowych wyposażone w młyn rozcierający, w roztwarzacz wodny oraz w zespół separatorów, znamienne tym, ze stanowiąca go linia technologiczna jest wyposażona w połączone ze sobą kolejno w ciągu technologicznym następujące urządzenia szarpak (2), połączony ze strumieniowym, wodnym separatorem wstępnym (4), który z jednej strony połączony jest z separatorem (5) do usuwania ciężkich składników, z drugiej zaś z młynem (6) do rozcierania zawiesiny składników lekkich, a następnie przez znany roztwarzacz (9) z sitem zgrubnym (14).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że szarpak (2) jest dodatkowo wyposażony w krajarkę.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że między roztwarzacz (9) i sito zgrubne (14) włączona jest pompa (10) z przewodem cyrkulacyjnym (11).
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że jego zgrubne sito (14) jest połączone kolejno z następującymi zespołami służącymi do oddzielenia tworzyw sztucznych, a mianowicie z rafinerem tarczowym (K), z separatorem (26), połączonym z jednej strony z rafinerem (R) do dalszej obróbki oddzielonych w tym separatorze kamieni, żwiru, szkła i innych ciał stałych, z drugiej zaś z separatorem (27), oddzielającym tworzywa sztuczne.
10. Urządzenie według zastrz,. 6, zna mienne tym, żejest wypos ażope w zespół do przeróbki składników ciężkich złożony z rafinera (33), połączonego na wejściu z separatorami grawitacyjnymi (5 i 12) do usuwania ciężkich składników oraz przez oddzielacz (36) materiałów magnetycznych - z oczyszczarką bębnową (35), której bęben jest częściowo wypełniony wodą na wyjściu zaś z maszyną flotacyjną (34), która z jednej strony połączona jest przez zespoły do odzysku metali magnetycznych (MM) i metali niemagnetycznych (OM) - z urządzeniem odwadniającym (AV), z drugiej zaś z urządzeniem zawracającym (37) pozostałość po flotacji do roztwarzacza (9).