Шестая Международная научно-практическая конференция ИННОВАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ЭКОУСТОЙЧИВОМ

Шестая Международная научно-практическая конференция ИННОВАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ЭКОУСТОЙЧИВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И УПРАВЛЕНИИ ГОРОДСКИМ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ Член-корреспондент РАН, д. т. н. , проф. Систер В. Г.

СХЕМА ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ В МОСКВЕ Вышедшие из эксплуатации транспортные средства Участок по переработке вышедших из эксплуатации транспортных средств Твердые бытовые отходы (ТБО) Селективный сбор ТБО Крупногабаритный мусор Смешанный сбор ТБО Термическое обезвреживание Сортировка Медицинские и биологические отходы Сбор, транспортировка и термическое обезвреживание биологических и медицинских отходов Двухстадийный вывоз 1 – Прессование отходов в брикеты высокой плотности. Переработка ПЭТФ-тары 2 – Прессование отходов в сменные контейнеры. Переработка золошлаковых отходов 3 – Перегрузка отходов из малых в большегрузные мусоровозы с подпрессовкой. Захоронение на полигонах 2

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ ГОРОДА МОСКВЫ ОТ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ 3

СПЕЦАВТОБАЗА Южный административный округ (ул. Подольских курсантов) 4

АВТОБАЗА «СПЕЦТРАНС» Северо-Восточный административный округ (Проезд Серебрякова) 5

БАЗА МУСОРОВОЗОВ «КОТЛЯКОВО» Южный административный округ (Тарный проезд) Механический цех Участок по сборке евроконтейнеров 6

ДВУХСТАДИЙНЫЙ ВЫВОЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Размещение мусороперегрузочных станций в г. Москве 7

ДВУХСТАДИЙНЫЙ ВЫВОЗ ТБО ПОЗВОЛЯЕТ: - Сократить транспортные затраты - Сократить количество собирающих мусоровозов - Снизить валовые выбросы вредных веществ от автотранспорта - Уменьшить плечо вывоза отходов для собирающих мусоровозов Перегрузка отходов в сменные контейнеры 8

МУСОРОПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СТАНЦИЯ № 4 Восточный административный округ (ул. Байкальская) Введена в эксплуатацию 1998 году в Проектная мощность 100 тыс. тонн в год Технологический транспорт - автопоезд МАЗ - 6303, Погрузчик «Мультилифт» 9

МУСОРОПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СТАНЦИЯ «ОСТАПОВСКИЙ» , ЮВАО Проектная мощность - 100 тыс. тонн в год 10

Перегрузка отходов из малых в большегрузные мусоровозы 11

Прессование отходов в брикеты высокой плотности с обвязкой проволокой Увеличение плотности ТБО с 200 до 1000 кг/куб. м при прессовании позволяет: - сократить затраты на транспортировку ТБО - увеличить срок эксплуатации полигонов - сократить расход грунта для послойной пересыпки отходов на полигонах ТБО - уменьшить содержание влаги в тюках на ~10%, что значительно снижает образование фильтрационных стоков на полигоне 12

МУСОРОПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СТАНЦИЯ «Котляково» ЮАО, Тарный проезд Проектная мощность - 300 тыс. тонн в год 13

МУСОРОПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СТАНЦИЯ «ЮЖНОЕ БУТОВО» Юго-Западный административный округ (п/з Южное Бутово) Производительность 100 тыс. тонн в год 14

Перегрузка отходов с помощью ленточного транспортера-подъемника 15

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Размещение объектов промышленной переработки ТБО в г. Москве -Заводы по термическому обезвреживанию отходов. - Мусороперерабатывающие заводы 16

Промышленная переработка ТБО обеспечивает: -Уменьшение объемов захоронения ТБО на полигонах - Снижение затрат на транспортировку и захоронение ТБО -Сокращение количества собирающих мусоровозов Экологически безопасное обезвреживание ТБО термическим способом с выработкой 1, 3 -1, 5 ГКал тепловой или 300 -400 к. Вт/ч электроэнергии из одной тонны ТБО 17

Завод по термическому обезвреживанию ТБО № 2 Северо-Восточный административный округ (Алтуфьевское шоссе, 33 а) Первый в России завод по термическому обезвреживанию ТБО с выработкой электрической энергии Мощность по приему ТБО 130 тыс. тонн в год Площадь территории завода 2, 1 га Установленная тепловая мощность 147, 7 тыс. Гкал в год Поставщик основного технологического оборудования - фирма «CNIM» (Франция) 18

Технологическая схема завода по термической переработке отходов № 2 19

ОТДЕЛЕНИЕ ГАЗООЧИСТКИ Схема очистки от дымовых газов Высокая степень очистки дымовых газов от SO 2, HCL, HF, CO, NОx, летучей золы, диоксинов и фуранов за счет установки реактора с вводом в него известкового молока и активированного угля, рукавного фильтра и системы впрыска раствора карбамида (De. NOx) 20

ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ АЗОТА 21

ОТДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОБЛОКА Установленная тепловая мощность турбогенераторов 3 1, 2 Мвт Энергетический участок 22

УЧАСТОК СОРТИРОВКИ И ПОДГОТОВКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА СПЕЦЗАВОДЕ № 4 23

УЧАСТОК СОРТИРОВКИ И ПОДГОТОВКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ 24

Санитарно-ветеринарный завод "Эколог" Московская область, Люберецкий район Печь для сжигания биологических отходов 25

Схема термического обезвреживания опасных биологических отходов на заводе "Эколог" 26

ЗАХОРОНЕНИЕ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ПОЛИГОНАХ Размещение полигонов по захоронению ТБО Захоронение ТБО на экологически безопасных полигонах позволяет обеспечить: - сокращение валовых выбросов вредных веществ в атмосферу от полигонов - постоянный контроль за поступающими отходами, включая радиационный контроль - постоянный экологический мониторинг состояния окружающей среды 27

ПОЛИГОН ТБО «ХМЕТЬЕВО» Московская область, Солнечногорский район В эксплуатации с 1977 года Занимаемая мощность - 79, 4 га Мощность по приему ТБО - 650 тыс. тонн в год 28

ПОЛИГОН ТБО «ИКША» Московская область, Дмитровский район Проектная вместимость полигона - 8 116 800 м 3 ТБО Занимаемая площадь - 63, 5 Га Годовой объем принимаемых ТБО 750 тыс. тонн В эксплуатации с 1984 года 29

Мусоросортировочные комплексы П/З "Котляково" Производительность - 300 тыс. т/год П/З "Южное Бутово" Производительность - 100 тыс. т/год МСЗ № 4 П/З "Руднево" 30

БЕЗОТХОДНАЯ РАСПЛАВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ (газификации в расплаве металла) КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ И ВОЗМОЖНОГО ДРУГОГО ТВЕРДОГО УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ С ПРОИЗВОДСТВОМ СИНТЕЗ-ГАЗА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГАЗОВОЙ ТУРБИНЕ Данная технология была разработана нашей исследовательской группой совместно с Курчатовским институтом с целью значительного снижения объема твердых коммунальных отходов, подлежащих депонированию на полигонах. Технология является универсальной по исходному перерабатываемому сырью и способствует значительному снижению техногенной нагрузки на природную среду за счет экологически чистой и безотходной газификации твёрдой органики, включая каменный уголь и торф, получения на их основе синтез-газа (водорода) с последующим использованием в химическом производстве, энергетике и т. д. Удельная производительность разработанного процесса 3, 6 т/(ч*м 3 расплава) 31

Основными стадиями технологического процесса являются: - предварительная сепарация балластной фракции твердых коммунальных отходов с выделением из нее горючей и негорючей составляющих; - получение синтез-газа в расплаве металла; - переработка негорючей составляющей с одновременным использованием шлака расплавного процесса газификации в композиционные строительные материалы. Преимуществом разработанной технологии является организация процесса газификации, при которой биологическое обеззараживание, разделение горючей и негорючей составляющих, связывание и витрификация негорючей компоненты, а также очистка получаемого газа от соединений серы и других вредных примесей осуществляется в одну стадию, причем продуктом газификации в этом случае является преимущественно синтез-газ (до 99% смеси СО и Н 2). 32

Основные стадии технологического процесса (блок-схема) 1 – бункер; 2 – ленточный конвейер (ручная сортировка); 3 – контейнеры для пищевых отходов, негорючих компонентов (стекло, керамика), а также черных и цветных металлов; 4 – роторно-ножевая дробилка; 5 – инерционный грохот (d=8 мм); 6 – бункер для подрешеточного продукта; 7 – индукционная печь; 8 – обогреваемый сборник для расплавленного шлака; 9 – платиновый сосуд, через фильерные отверстия которого происходит вытягивание волокон; 10 – устройство для нанесения замасливателя; 11 – воздушный вентилятор, охлаждающий волокна; 12 – катушка для волокон; 13 – бассейн для получения щебня из шлака. 33

Разработанная безотходная расплавная технология переработки (газификация в расплаве металла) коммунальных отходов и возможного другого твердого углеводородсодержащего сырья с производством синтез-газа и электроэнергии в газовой турбине может быть использована на мусороперерабатывающих предприятиях с целью значительного снижения объема твердых коммунальных отходов, подлежащих депонированию на полигонах. Предлагаемая расплавная технология может быть применена также в энергетике, в переработке промышленных (включая радиоактивные и высокотоксичные) отходов, в производстве синтетического моторного топлива, метанола, водорода. Технология позволяет получать синтез-газ (водород) из угля и практически любых отходов, содержащих углеводороды – городских и медицинских отходов, использованных автопокрышек, и т. д. Шлак, полученный в разработанной технологии, можно использовать для производства строительных материалов, для производства стеклокристаллических труб различного диаметра и стеклокристаллических облицовочных материалов (стекломрамор, стеклокристаллит, стеклокремнезит, ситаллы, сигран). Шлак также найдет применение и производстве бордюрного камня, различных видов кирпича, облицовочной плитки, водосточных желобов, штапельного стекловолокна для теплозвукоизоляционных материалов. 34

По представленной технологии получен патент «Устройство для электротермической переработки отходов» 35

Разработаны технические основы в области создания когенерационных энергетических установок малой и средней мощности с использованием технологий газификации местного углеродсодержащего твердого топлива для существующих котельных Создан экспериментальный стенд, предназначенный для проведения макетных лабораторных исследований расплавной технологии газификации твёрдых углеродсодержащих топлив с получением синтез-газа. В качестве исходного топлива выбран нефтяной шлам. 1 – тигель с расплавленным металлом 2 – крышка тигля 3 – смотровое окно 4 – контейнер с рабочим веществом 5 – угольный фильтр 6, 7, 8 – ротаметры 36

Основные технические характеристики установки УИП-30 -10 -0, 01 Ёмкость печи (max вес расплава железа) Мощность источника питания (max) Питающая сеть Число фаз контурной цепи 10 кг 30 к. Вт 3× 380 В, 50 Гц 1 Допустимая температура перегрева металла 1650 °С Время плавки* 30 мин * Фактическая производительность по выплавке металла определятся в каждом конкретном случае в зависимости от принятой технологии плавки и марки расплавляемого металла 37

БИОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ КОРМОВЫХ ДОБАВОК Данная технология обеспечивает улучшение экологической ситуации в зонах концентрации производств пищевых и кормовых продуктов, получение вторичных продуктов методами рециклинга. В настоящее время рентабельность процессов утилизации и переработки отходов пищевых производств остается весьма невысокой. В этом плане перспективными направлениями повышения эффективности существующих процессов переработки данного вида отходов являются методы с получением экологически чистых продуктов и совершенствования технологической схемы утилизации. Поэтому использование модульных установок средней и малой мощности, учитывающих конкретное количество сырья или отходов промышленного предприятия для получения компостов является наиболее перспективным. В предлагаемой технологической схеме предполагается перерабатывать торф, навоз и отходы пищевых производств (молокоперерабатывающей промышленности, крахмалопаточного и хлебопекарного производства) с целью получения кормовой 38 добавки.

Разработана блок-схема процесса биоконверсии торфонавозной смеси и отходов хлебопекарной промышленности с получением кормовой добавки - процесс биоконверсии проводится при температуре 35 - 40 С и р. Н 7, 0 0, 1, продолжительность стадии биоконверсии 60 часов; - аэрация осуществляется периодически воздухом, нагретым до температуры ферментации (с интервалом 24 часа и продолжительностью 30 минут), содержание кислорода в воздухе 21 % (об. ); - этап пастеризации осуществляется при температуре 80 С в течение 48 часов; - использование добавок отходов хлебопекарных производств в количестве до 50 % (масс. ) интенсифицирует процесс микробиологической переработки субстрата. 39

Технологическая схема производства кормовых добавок из торфонавозных субстратов и отходов хлебопекарной промышленности Б 1, Б 2, Б 3, Б 4 – приемные бункеры для торфа, навоза, мела и отходов хлебопекарного производства; ДШ 1, ДШ 2, ДШ 3 и ДШ 4 – шнековые дозаторы; ШС – шнековый смеситель; Ф – реактор, снабженный рубашкой для поддержания постоянной температуры (35 - 40 С) и якорной мешалкой. На дне реактора установлена перфорированное кольцо для осуществления аэрации; В 1 – воздуходувка; Н 1 – нагреватель; П – пастеризатор (80 С); С – барабанная сушилка; Б 5 – приемный бункер для продукта; ДШ 5 – шнековый дозатор для продукта. 40

Разработан и создан лабораторный макет для выполнения экспериментов по биоконверсии 1 – реактор, 2 – термостат, 3 – компрессор подачи воздуха для аэрации, 4 – змеевик для подогрева воздуха, 5 – термометр реактора, 6– термометр термостата, 7 – мешалка, 8 – привод мешалки 41

По представленной технологии подана заявка на изобретение «Способ получения кормовой добавки биоконверсией отходов органического происхождения» 42

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИЗАТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Данная технология подразумевает переработку отходов производства и потребления резинотехнической продукции через низкотемпературный каталитический пиролиз техногенных отходов с получением топлив (в том числе горючих газов с высокой теплоценностью). Разработанная технология может быть применена в промышленности для получения пироуглерода и газа, обогащенного водородом, а также на промышленных и городских предприятиях по переработке отходов для их эффективной утилизации. Разработаны технологические регламенты на саму технологию низкотемпературного каталитического пиролиза и на технологию получения катализатора пиролиза. 43

Общая технологическая схема пиролиза РТИ в присутствии хлорида кобальта (Co. Cl 2) 1 – смеситель (происходит пропитка полимерного корда раствором катализатора); 2 – гранулятор; 3 – сушилка; Реактор – реактор периодического действия, где протекает процесс пиролиза полимерных отходов при температуре 450 - 500 °С; 4, 5 – холодильник для конденсации летучих продуктов. Газообразные продукты поступают в циклон, где отделяются от тяжелых фракций и пыли. 44

Схема установки пиролиза Предварительно обработанный хлоридом кобальта (2% масс. ), гранулированные и высушенные резинотехнические изделия (РТИ) подавались в реактор, который нагревался до температуры 450 - 500 °С. В результате были получены следующие продукты: ~ 26% горючий газ; ~ 51% жидкое топливо; ~ 1% металлокорд; ~ 22% твердый остаток. Испытания показали, что способ переработки РТИ (полученного в результате утилизации изношенных автомобильных шин) путем низкотемпературного каталитического пиролиза в присутствии хлорида кобальта (2% масс. ) эффективен и пригоден для получения горючего газа и жидких топлив, а также углеродных сорбентов. 1 – силовой каркас установки; 2 – реактор с камерой предварительной загрузки и камерой двухступенчатой выгрузки; 3 – скруббер; 4 – оросительная колонна; 5 – конденсатор; 6, 7 – переходные газопроводы 45

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВТОРИЧНЫХ ПОЛИМЕРНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ Нашей исследовательской группой совместно с Институтом химической физики РАН был разработан технологический процесс получения композиционных материалов на основе измельченной тары «Тетра-пак» и синтетических полимеров различной природы (полиэтилена низкой плотности, этиленпропиленовых каучуков и др. ). Полученные таким способом полимерные композиционные материалы позволяют использовать их для производства потребительских изделий (листовых материалов, предназначенных для вкладышей, разделителей грузов небольшой массы; мелкая транспортная тара и упаковка непищевых товаров, изготовленная методом прессования и штамповки). В разрабатываемой технологии, исключая вспомогательные операции, основной технологической стадией, требующей детального изучения и представляющей собой самостоятельную задачу, является совместное измельчение перерабатываемых материалов для получения однородной по объему смеси, что в свою очередь позволяет получить материалы с высокими реологическими и механическими свойствами. Наиболее перспективным среди существующих способов измельчения полимерных материалов является метод воздействия высокотемпературных сдвиговых деформаций (ВТСД), разработанный в ИХФ РАН. 46

Технологическая схема производства композиционных материалов на основе отходов пакетов «Тетра Пак» и полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) Данная технология предусматривает изготовление композиционных материалов из порошка, полученного в условиях совместного воздействия на материал высокого давления и сдвиговых деформаций. Литьевой метод, экструзионное формование и прессование позволяют получить композиционные материалы на 47 основе порошков

Пресс-пластины, полученные прессованием Крошка «Тетра Пак» , полиэтилен низкого давления, порошок «Тетра Пак» Лопатки и стренг, полученные литьем и экструзионным формованием 48

Спасибо за внимание! 49