Современные технологии переработки отходов. Сепараторы

Работа современных комплексов по переработке отходов базируется на принципе максимально разделения общего потока мусора на различные фракции. Все, что можно использовать повторно, должно быть обязательно отделено. Для этого используются сложные автоматические конвейерные ленты, на которых установлено различное оборудование. Главными на такой ленте, безусловно, являются сепараторы – машины, позволяющие выделять определенный тип отходов из общей массы. Сегодня мы расскажем о том, какое сепарационное оборудование применяется в современной индустрии обращения с отходами и каков принцип его работы.  

Сепараторы устанавливаются на автоматическую линию сортировки – конвейерную ленту, по которой смешанные отходы проходят свой путь и постепенно, по мере прохождения через различные части линии, делятся на фракции. Наполнение автоматической ленты, то есть, оборудование, из которого она состоит, может отличаться в зависимости от того, из чего конкретно состоят поступающие на предприятие отходы. Состав отходов сильно отличается не только, например, в городе и сельской местности, но и по регионам – именно поэтому комбинацию из сепараторов и другого оборудования, которая будет установлена на конкретном предприятии, подбирают заранее на основании предварительно проведенных исследований морфологического состава отходов. Современные технологии позволяют комбинировать самые разные типы сепарационного оборудования в рамках одной линии сортировки для достижения максимально эффективной сортировки. 

Вернемся к сепараторам. В основе данной технологии лежит использование различных свойств материала, из которого состоит конкретных вид отходов, для наиболее эффективного их извлечения из общей массы. Например, металл проще всего отбирать магнитом, пленку и другие легкие материалы – выдувать и т.д.

Сепараторы – грохоты

Грохочение. Один из самых древних методов сепарации. В основе грохочения – просеивание отходов через разные сита с целью отделить мелкие частицы, которые в дальнейшем не могут быть использованы для вторичного использования, от крупных. Самый простой и понятный пример – просеивание песка при золотодобыче. Аналогичный принцип используется и для поиска «золотой жилы» в потоке мусора. 

Существуют барабанные, дисковые и вибрационные грохоты (сепараторы). 

Баллистические сепараторы

Баллистические сепараторы используются, когда нужно разделить отходы по их физическим параметрам – вес, объем, форма. Баллистический принцип, в широком смысле, основан на полёте свободно брошенного тела, происходящего под действием силы тяжести. Так, баллистические сепараторы подбрасывают отходы вверх на небольшую высоту, после чего отходы либо идут по ленте вверх - легкие отходы, такие, как упаковка, картон, пленка, либо вниз – тяжелые отходы, стекло, банки и т.д. Самая мелочь просыпается вниз и идет на отсев. Сам сепаратор представляет собой контейнер, в котором установлен комплект лопастей (пластин), которые находятся под наклоном и совершают горизонтальные и вертикальные колебания, чтобы подбросить мусор. Степень наклона, как правило, можно регулировать. 

Барабанный грохот – самый простой вид барабанного сепаратора. Представляет собой вращающийся барабан цилиндрической формы с установленной внутри сеткой с ячейками нужного размера. Позволяет при вращении отделять сразу несколько фракций, так как ячейки сита могут быть разного размера. Минус такого сепаратора в том, что он часто засоряется пленочными материалами, которые просто прилипают и перекрывают ячейки сита, поэтому такой сепаратор надо часто очищать.

Дисковой грохот (валково-дисковой). Просеивание мусора происходит за счет прохождения массы отходов через определенную последовательность валов и дисков разного типа (чаще всего диски представляют собой звездочки или многоугольники), которые установлены относительно друг друга таким образом, чтобы образовывать фиксированные пустоты, через которые может проходить мелкий мусор, например, песок или разбитое стекло. Крупные же фракции продолжают перемещаться дальше по ленте, не попадая в пустоты. Минус такого сепаратора – если на него попадают влажные волокнистые материалы, например, ткань или тканевые салфетки, то они накручиваются на валы и диски, уменьшая просветы между ними и мешая сепарации. Попадание твердых материалов - камней, крупных осколков стекла, металла - может со временем изнашивать (стачивать) диски. 

Вибрационный грохот. Работает по принципу сита для муки. Представляет собой плоскую доску с ситом, которое размещено под наклоном, на одном сепараторе может быть установлено сразу несколько уровней с ситами различной конфигурации. Вибрация заставляет мусор равномерно распределяться по ситу и проходить через просеивание. В отличие от других типов сепараторов вибрационный грохот можно использовать для потока влажных, слипшихся, волокнистых материалов.

Основная цель использования грохотов в современных комплексах по переработке отходов – отделить из общего потока органику, которая пойдет на компостирование. 

Воздушные сепараторы

Аэросепараторы или их еще иногда называют пневматические сепараторы. Необходимы для того, чтобы отделить пленку, бумагу и любые другие лёгкие летучие фракции отходов, используются также для сыпучих материалов. Принцип работы воздушного сепаратора заключается в подаче потока воздуха (вертикального или горизонтального) для отделения фракций определенного типа. Воздушные сепараторы могут иметь разную конструкцию в зависимости от того, какой тип летучей фракции они будут отделять и какое количество разных фракций в целом будет отделено на данном сепараторе. Чаще всего представляют собой закрытый короб, в который подаются различные потоки воздуха, сам короб расположен под наклоном. Современные сепараторы делят на два потока (легкая и тяжелая фракция) или на три потока (легкая, средняя и тяжелая). 

Магнитные сепараторы

Металлосепараторы, железоотделители и т.д. Как мы сказали в самом начале, металл проще всего отделять с использованием магнитов, для этого используются магнитные сепараторы. Конструкция таких сепараторов может быть самая разная, в основном, применяются магнитный сепаратор барабанного типа (цилиндрическая вращающаяся емкость, внутри которой расположен магнит), подвесные или конвейерные (представляет собой плоскую конструкцию с магнитной лентой, которая подвешивается над конвейером и притягивает металл) и вихретоковые (закрытая конструкция, имеющая кольцевую конвейерную ленту, внутренний магнитный ротор переменной полярности, быстро вращающийся внутри неметаллического барабана). 

 Принцип работы очень прост – установленные в сепараторе магниты различной мощности создают магнитное поле и притягивают к себе металлический мусор, отделяя его от общего потока ТКО. Магнитные сепараторы - одни из самых первых сепараторов, которые начали применять наряду с технологией грохочения. 

Самым современным на данный момент можно считать вихретоковый сепаратор (иногда их называют электродинамическими), он позволяет эффективно выделять из общего потока отходов цветные металлы (которые нельзя отделить на других типах магнитных сепараторов) благодаря создаваемым вихревым потокам. Также сепаратор подходит для сортировки непроводящих материалов таких как пластмасса, керамика и т.д. Поток отходов на конвейерной ленте направляется в рабочую зону сепаратора, где расположен магнитный ролик, при вращении которого создается вращающееся магнитное поле. Частицы цветного металла проходят по барабану, магнитное поле создает в них вихревые токи, перпендикулярные магнитному потоку переменного поля. Эти вихревые токи, в свою очередь, создают магнитное поле, противоположное полю, созданному ротором. Результатом взаимодействия разных магнитных полей является электродинамическая сила, которая используется для разделения электропроводящего материала и не неэлектропроводящего. В результате отходы, содержащие частицы цветных металлов, отделяются от прочих. Пластик, стекло и другие сухие отходы просто проходят мимо и падают под действием собственного веса в отсеиватель, отдельно от металлических отходов. 

Важная роль магнитного сепаратора любого типа состоит в том, что отделение металлов на раннем этапе сортировки позволяет снизить нагрузку на прочее оборудование (например, прессы), предотвратив его поломку. 

Оптические сепараторы (фотосепараторы)

Пожалуй, одни из самых современных типов сепараторов. Принцип действия оптических сепараторов основан на использовании специальных оптических сенсоров, способных распознавать материал по размеру, цвету, составу и другим параметрам. Основное преимущество данных сепараторов в том, что они позволяют распознавать более тысячи различных материалов на основании их оптических свойств, что дает широкие перспективы их использования в будущем.

Оптические сепараторы могут иметь разную конструкцию, однако, в основном, они представляют собой транспортер (конвейерную ленту), на которую поступает мусор, который затем облучается специальным оптическим оборудованием, установленным над лентой. Поступающий для сортировки поток отходов равномерно подается по транспортеру к области работы сенсоров, где затем облучается для определения свойств материала. Различные технологии позволяют разделять отходы по цвету или химическому составу. Распознавание производится с помощью сравнения спектра отраженного от поверхности отхода светового сигнала с уже имеющимся спектром в базе данных системы. После прохождения через оптическую установку отходы попадают в пневматический модуль, где через определенное время (задается с помощью компьютера для каждой отделяемой фракции) открываются необходимые дюзы и распознанный компонент отстреливается из общего потока с помощью сжатого воздуха. При установке нескольких пневматических модулей возможно увеличение количества фракций, которые отделяют на конкретном оптическом сепараторе. 

Современное сепарационное оборудование – это сложные, высокотехнологичные машины, работа которых может показаться чем-то невероятным, однако в основе всего лежат физика и знания о свойствах материала. Чем больше мы знаем о мусоре, тем проще его сортировать и перерабатывать.  Грамотное сочетание различных типов сепараторов в рамках одной сортировочной линии, а также регулярные исследования морфологического состава поступающего потока отходов позволяют достичь высочайшего уровня переработки. 

Все новости