Ugrás a tartalomhoz

Kommunális gépek I.

Dr. Nagy Béla (2011)

Szent István Egyetem

6. fejezet - Hulladékkezelés gépei

6. fejezet - Hulladékkezelés gépei

A települési vegyes hulladék mechanikai előkezelésének lépései

  • Hulladék feladása a mechanikai előkészítő rendszerre

  • Aprítás, darabolás

  • Rostálás

  • Komponens szétválasztás

  • Különböző frakciójú, lerakásra kerülő hulladék tömörítése, konténerbe töltése

  • Hasznosítandó, vagy ártalmatlanítandó hulladék felhasználás szerinti előkészítése

A fent említett sorrend egy általános hulladék előkezelési technológia esetén érvényes. Az egyes munkafázisok között a hulladék mozgatását és megfelelő helyre juttatását különböző automatikusan működő szállítóberendezések biztosítják.

Hulladékok mechanikai kezelése

(www.agj.hu/hulladekapitok.pdf)

A több komponensű szilárd hulladékok ( háztartási és termelési hulladékok ) elválasztásánál elsődleges cél az értékes, energetikailag vagy egyéb módon hasznosítható anyagok visszanyerése.

Az aprítás

Célja egyrészt a szilárd hulladék szemcse-, ill. darabméretének csökkentése, másrészt az anyag együttesek megbontásával a különböző komponensek előkészítése az elválasztásra, valamint a további kezelés hatékonyságának növelése.

Az aprítás célja egyrészt a szilárd hulladék szemcse-, ill. darabméretének csökkentése, másrészt az anyagegyüttesek megbontásával a különböző komponensek előkészítése az elválasztásra, valamint a további kezelés hatékonyságának növelése.

Aprítógép típusok települési és kevert ipari szilárd hulladék aprításához:

  • Egy-, vagy kéttengelyes kalapácsos aprítógépek

  • Egy-, vagy többtengelyes vágómalmok

Durvaaprításra további géptípusok is rendelkezésre állnak, azonban a túl nagy szemcseméret nem teszi lehetővé a hulladék termikus felhasználását (53. ábra).

52. ábra. Egyrotoros kalapácsos aprító, kétrotoros kalapácsos aprító (vágómalmok)

53. ábra. Kétrotoros kalapácsos aprító

54. ábra. Egyrotoros aprítók változatai

55. ábra. Rotoros aprító részei

A hulladékaprítók a feladat jellegének megfelelően készülnek stabil és mobil kivitelben egyaránt. Az 56. ábrán működési elve, vázlata, az 58. ábrán egy korszerű mobil aprítóberendezés látható.

56. ábra. Kalapácsos aprítógépek változatai

57. ábra. Mobil aprítóberendezés vázlata. 1. kihordóheveder; 2. alsó szállítóheveder; 3. törő-aprítófogak; 4. gázolajtartály; 5. akkumulátor; 6. áramszabályozó; 7. vezérlőszekrény; 8. olajhűtő; 9. hidraulikatartály; 10. víztartály hűtőhöz; 11. meghajtómotor; 12. hidraulika szabályozás; 13. tengelykapcsoló; 14. álló tépőfogak; 15. horizontális aprítódob tépőfogakkal

58. ábra. Mobil aprító.

Mechanikai elválasztási (osztályozási) módszerek

Rostálás (http://www.komptech.com/en)

  • Síkrosta

  • Dobrosta

Mágneses elválasztás

  • Állandó mágnes

  • Örvényáramú elválasztás

Légosztályozás

  • Vertikális

  • Horizontális

Ballisztikus osztályozás

  • Légellenállás alapján

  • Űtközőlapos

  • Surlódásos osztályozás

  • Optikai szeparálás

Rostálás

Előkezelési eljárás. A rostálást több célból alkalmazzák a hulladékkezelés során. Főként a méret szerinti osztályozásra, de használják elválasztási feladatok elvégzésére, továbbá az adott hulladék finom szemcsés vagy durva szennyező anyagainak eltávolítására is. A hulladék kezelése során leginkább a dobrostát és a vibrációs rostát használják. A dobrostát elsősorban elválasztási és tisztítási célra, a vibrációs rostát mindhárom célra, főként azonban méret szerint osztályozásra használják.

59. ábra. A mechanikus osztályozás alapelve

A síkrosták kialakításának változatai:

60. ábra. Sikrosták osztályozása

61. ábra. Dobrosta. 1. anyagfeladás; 2. tisztított anyag kihordása; 3. rostafelület; 4. támgyűrű; 5. hajtómű; 6. fogaskoszorú; 7. fogaskerék; 8. védőburkolat; 9. poros levegő elszívása; 10. alapozás és támasztógörgők

62. ábra. Korszerű dobrosta. (http://www.komptech.com/en/products/separation/drum-screens/cribus-3800.htm), http://bestmachinery.hu/hu/videogaleria.html

Mágneses osztályozók:

Szilárd hulladék komponens szétválasztás (fém kiválasztás) célja: a hulladék fémtartalmának kiválasztása további újrahasznosítás céljából. Ezt a feladatot látják el a mágneses osztályozók (64. ábra):

Mágnesezhető fémek esetén:

  • Állandó mágneses dob

  • Mágnesszalag

Nem mágnesezhető fémek esetén:

  • Örvényáramú szeparátor

63. ábra. Mágneses szeparátor megoldások

A szilárd hulladék komponens-szétválasztási módszerei közül a lég-, vagy tömeg szerinti osztályozást széles körben használják olyan technológiákhoz, amelyek települési szilárd és ahhoz hasonló összetételű ipari hulladék energetikailag értékes, ún. könnyű alkotórészeiből tüzelőanyagot állítanak elő, valamint akkor, ha értékes másodnyersanyagokat kívánnak a hulladékkeverékekből visszanyerni.

Légosztályozás

Szabályozott sebességű levegőárammal osztályozzák a hulladékot szemcsenagyság, méret és sűrűség szerint. Általában papír, textil, műanyag , fémfóliák, szárított szerves anyag elválasztására használják. Az elválasztás feltétele a 10-15 %-os sűrűségkülönbség. (65. – 67. ábra)

A Terra Select a szennyezőanyagok légátfúvással történő eltávolítása terén mobil és helyhez kötött légszeparátorokat egyaránt kínál, mind dízel-, mind elektromos meghajtással (68. ábra).

Ballisztikus osztályozás: Az aprított hulladékot röpítő készülékkel adagolják a horizontális osztályozótérbe, ahol a komponensek tömegük és alakjuk szerint osztályozódnak. Jól kombinálható a légosztályozással (69. ábra).

64. ábra. Vertikális légosztályozók típusai. a) elszívásos aspirátor; b) vertikális osztályozóoszlop; c) vertikális cikcakk osztályozó, 1) könnyű anyagok, 2) nehéz anyagok

65. ábra. Horizontális kamrás légosztályozó. 1. könnyű anyagok; 2. nehéz anyagok; 3. közepes frakció

66. ábra. Forgódobos légosztályozó

67. ábra. Forgódobos légosztályozó

A megtisztítandó anyag a durva anyagot szállító szalagról, (például egy dobrosta kihordószalagjáról) közvetlenül a szeparátor rezgőszitájára kerül, ami biztosítja az anyag egyenletesebb eloszlását. A szeparátoroknak három különböző típusa létezik, melyek felhasználhatók minden olyan helyen – például hulladéklerakókban, komposztáló telepeken –, ahol az üzemeltető szeretné különválasztani a nagyon kis szemcseméretű anyagfrakciót a nagyobb szemcseméretűtől.

68. ábra. Ballisztikus osztályozás

Ütközőlapos osztályozás

A különböző súrlódás, keménység és rugalmasság alapján történik meg az elválasztás. Jól alkalmazható a módszer pl. komposztból a szervetlen anyagok kiválasztására (70. ábra).

69. ábra. Ütközőlapos és súrlódásos osztályozás

Optikai szeparálás

Az automatikus válogatási módszerek jellemző eljárása az elektronikus optikai szeparálás, amelyet megfelelően előkészített vegyes üveghulladék szétválasztására használnak (71. ábra).

Nehézközegű eljárás:

Nagy sűrűségű folyadékot (pl. tetrabróm-etánt) vagy szuszpenziót alkalmaznak az előzetesen aprított és méret szerint osztályozott, főleg fém és műanyag hulladékok elválasztására. A különböző sűrűségű részecskék különböző sebességgel ülepednek, így a külön¬böző komponensek szétválaszthatók.

Mágneses ülepítő eljárások:

Vashulladékok kiválasztása egyszerű mágnes alkalmazásával lehetséges. A nehézközegű mágneses folyadékkal dolgozó elválasztás során petróleumban finoman eloszlatott magnetit szemcsékkel egyenletes sűrűségű szuszpenziót hoznak létre. Szabályozható térerejű mágneses térben a folyadék látszólagos sűrűségét folyamatosan változtatják. Így az elválasztandó anyagrészek ülepedési sebessége és a szétválasztás szabályozható.

Mosás, tisztítás

A mosás és a tisztítás a szilárd hulladék felületi szennyeződéseit eltávolító művelet, megkönnyíti a hulladék hasznosítását. A szennyeződés a mosáskor folyadékfázisba megy át: oldódik, diszpergálódik, emulgeálódik.

70. ábra. Elektronikus optikai szeparátor elvi vázlata. 1. anyagfeladás; 2. vibrációs adagolóvályú; 3. vibrátor; 4. adagolószalag; 5. standard színű háttérlemez;. 6. fotocellaegység; 7. fényforrás; 8. termékelkülönítő lap; 9. sűrített levegőt szabályozó szelep szolenoiddal; 10. sűrített levegő maradék; 11. elektronikai egység (erősítő, logikai áramkör, energiaellátás, jeladó); 12. villamos vezeték; 13. szeparált termék

A folyadékfázis legtöbbször víz, vizes oldat, de lehet szerves oldószer is. A vízben oldott vegyszereket és szerves oldószereket aszerint kell kiválasztani, hogy milyenek a tisztítandó hulladék és a szennyező anyag tulajdonságai, és milyen a tisztítási hatásfokuk. A művelet hatékonyságát különböző kémiai adalékokkal segítik elő (pl. vízlágyítók, nedvesítőszerek, emulgeáló-és diszpergáló anyagok alkalmazásával), valamint növelik a mosóközeg hőmérsékletét. A mosási folyamat több műveleti fázisból áll, amelyek a mosófolyadék vegyszertartalma, a szilárd anyag és a folyadék aránya, továbbá a hőmérséklet tekintetében is különböznek egymástól. A mosóvizet recirkuláltatják, ill. az elszennyeződést követően komplexen tisztítják. A mosást szakaszos és folyamatos üzemű berendezésekben végzik. Textilhulladék folyamatos tisztítására alkalmas mosóberendezés vázlatát a 71. ábra szemlélteti. A mosási technológiát főként textil-, műanyag-és üveghulladékok felületi tisztítására használják a hulladékkezelési gyakorlatban.

71. ábra. Folyamatos csőmosógép vázlata. 1. víz és mosószer; 2. szennyezett anyag; 3. fő mosózóna; 4. tisztára mosó zóna; 5. öblítőzóna; 6. forróvíz-adagoló; 7. gőz; 8. kondenzvíz; 9. flottaelválasztás; 10. hőcserélő; 11. lefolyó; 12. öblítővíz; 13. szivattyú; 14. hajtómű; 15. kihordószalag

A hulladékok tömörítése

A tömörítés során a laza állapotú, nagy pórustérfogatú szilárd hulladékot a lehetőség szerinti legkisebb térfogatra sajtolják össze. A művelet célja egyrészt a kisebb költséggel járó gyűjtőhelyen való tárolás és szállítás, másrészt a hulladék előkészítése a további kezeléshez.

A bálázás

A bálázó préseket a viszonylag homogén összetételű hulladék (papír-, textil-, műanyag-, fa-és fémhulladék) tömörítésére, ritkábban a heterogén települési és termelési hulladékkeverékek tömörítésére alkalmazzák.

Figyelembe véve a csomagolási hulladékok kezelésével kapcsolatos legegyszerűbb gépeket és berendezéseket, vannak amelyek a hulladékká vált újrahasznosítható anyagok, pl. papír, karton, fólia, PET palack stb. kezelésére, elsősorban kézi erővel történő tömörítésére, kisebb részt tárolására alkalmasak. A kézi működtetésből kifolyólag azok a berendezések természetszerűen csak kisebb mennyiségű és kis erőigényű anyagokra alkalmazhatóak.

Tömörítő gépek lehetséges működési elvei

  • préskonténerek

  • csigás préskonténerek

  • fixen telepített hulladéktömörítők

  • hulladék átrakó állomások

  • csigás hulladéktömörítők

  • csigás vízmentesítő prések

  • horizontális bálázók

  • hordóprések

A nagyobb mennyiségű hulladék feldolgozásához azonban már nagyobb tömörítő erő előállítására alkalmas berendezéseket kell alkalmazni. Az első berendezések még annak idején működés szerint két alapvető csoportba voltak sorolhatók, hidraulikus és pneumatikus présekre. Az idők folyamán a pneumatikus prések azonban kimentek a divatból, mivel a megnövekedett mennyiségek és ezen keresztül a szükséges préselési erő miatt már nem tudták felvenni a versenyt a hidraulikus prések üzembiztonságával és teljesítményével. Így mára hidraulikus présberendezések működnek világszerte.

Attól, hogy kizárólag hidraulikus berendezést tudunk alkalmazni céljaink eléréséhez, még nem jelenti azt, hogy az igényeinknek megfelelő berendezés kiválasztása olyan nagyon egyszerű lenne.

Mitől is függ, hogy milyen berendezést kell alkalmaznunk? A válasz igen egyszerű: nagyon sok mindentől. Az anyag fajtáján és mennyiségén kívül nézzünk néhány jellemzőt, mely alapvetően befolyásolja választásunkat: az anyag kezelésének módja, a gépet kézzel vagy géppel kívánjuk tölteni, mekkora hely áll rendelkezésre a berendezés elhelyezéséhez, kézzel vagy automatikusan kívánjuk megkötni a kész bálákat és hát mekkora is legyen a bála nagysága, súlya. Csak néhány kérdés, melyeket a gép kiválasztása előtt át kell gondolni.

Természetesen a piacon megtalálható gyártó és forgalmazó cégek segítséget nyújtanak a gépek kiválasztásához. Ennek egyik egyszerű módja lehet egy rövid kérdőív kitöltése, mely alapján nagy biztonsággal megállapítható a felhasználó számára szükséges berendezés típusa. A gyártók és forgalmazók természetesen segítséget nyújtanak a megfelelő típus kiválasztásában.

Attól, hogy kizárólag hidraulikus berendezést tudunk alkalmazni céljaink eléréséhez, még nem jelenti azt, hogy az igényeinknek megfelelő berendezés kiválasztása olyan nagyon egyszerű lenne.

A függőleges bálaprések

A legegyszerűbb és legelterjedtebb berendezések a függőleges bálaprések. Elvitathatatlan előnye ezeknek a berendezéseknek, hogy viszonylag kis helyigényük miatt könnyen helyet lehet találni nekik meglevő épületekben is.

A préskamrában ezeknél a berendezéseknél a présfej függőleges irányban működik. Ennél fogva logikusan a berendezések zöménél a bálakamra megtöltése oldal irányból történhet. Az elrendezés egyszerűsége és kis helyigénye miatt a berendezések igen széles körben alkalmazhatók. A bála elérhető súlya és mérete igen széles tartományt ölel fel. A legkisebb berendezések 20-40 kg-os, a legnagyobbak 600 kg-s bála készítésére alkalmasak. Az elkészült bála könnyű szállítása valamint raktározása miatt az elkészült bálák mérete igazodik az általánosan használatban levő EUR raklap méretéhez, vagy a kisebb bálákból raklap méretű rakomány állítható össze.

A függőleges bálázó préseknek van egy nagy hátrányuk. Az oldalsó irányú adagolásból kifolyólag gyakorlatilag megoldhatatlan problémát okoz a bálakamra gépi, szállítószalaggal történő adagolása. Ez pedig természetszerűleg kézi munkaerő igénybevételét igényeli, mely amellett hogy igen fáradtságos és drága, kifejezetten gátat is szab a gép teljesítményének. A teljesítmény növeléséhez a bálázógépet „oldalára” kell fordítani. Ezek a gépek a vízszintes bálázók.

A vízszintes bálázó gépek

A bálakamrában a préslap vízszintesen mozdul el, így lehetőség van a bálakamra felülről történő töltésére, mely igen egyszerűen automatizálható, pl. egy felhordó szalag rendszerbe helyezésével. Jelentős előny továbbá, hogy a nagy betöltőnyílásnak köszönhetően igen nagy méretű darabok is kényelmesen elhelyezhetők a bálakamrában. Hátránya viszont, hogy jóval nagyobb helyigénye, van, így az alkalmazásakor relatív nagyobb beruházási költséget jelent az elhelyezésre vonatkoztatva, és a berendezések bekerülési költsége is nagyobb. A vízszintes bálázó gépek választéka az elkészített bálaméret vonatkozásában hasonló a függőleges gépekéhez. (72., 73. ábra)

Mind a függőleges, mind a vízszintes présgépeknél szükség van a bálák kötözésére. Az összepréselt bálát a présfej nyomása alatt kell megkötözni, így a megkötözött bálában a présfej visszamozgatása után a préselt anyag rugalmasságától függően belső nyomás keletkezik. Az alkalmazott kötözőnek el kell viselnie ezt a nyomást valamint a bála mozgatása során keletkező erőket is. A gépek gyártó előre specifikálják a berendezésben préselhető hulladékot, és a géphez alkalmazható kötöző anyagokat.

A bálák mérettől függően 3-6 kötözővel rögzíthetők. A kötözéshez alapvetően kétféle anyagot alkalmaznak. A kisebb nagyságú és súlyú báláknál megfelelő szakítószilárdságra méretezett műanyag kötöző a jellemző, a nagyobb bálaméretnél acélhuzal alkalmazása az elterjedt. Acélhuzalos kötözés esetén vagy előre elkészített megfelelő hosszúságú és alakra formált huzalt vagy dobra szerelt, esetenként akár 500 m hosszúságú huzalt alkalmaznak.

A kész bálák bálakamrából történő eltávolítása is jelentősen eltér a függőleges és vízszintes présgépek esetében.

A függőleges prések esetén a bálakamra ajtajának kinyitása után szükség van a kamrába szorult bála kimozgatására, melyet egy egyszerű bálakidobó mechanizmus segítségével lehet elérni. Ilyenkor a felfelé mozgó présfej a kidobó mechanizmusba kapaszkodik és a bála a kamra elé helyezett raklapra billen.

Vízszintes gépeknél a bálakamrából a kész bálát a berendezés a kötözés és a bálakamra hátsó falának nyitása után egy utolsó lökettel tolja ki az előre elhelyezett raklapra.

72. ábra. Horizontális bálázó félautomata kötöző rendszerrel (polyester szalag)

73. ábra. Horizontális bálázó, felhordószalagos adagolással

Előnyök:

  • folyamatos adagolás

  • nincs ajtó/fedél nyitás/zárás

  • zömök kialakítás • vertikális kötözés • fokozatmentes bálahossz

  • Beállítás

    • multifunkciós kijelző

    • csekély karbantartásigény

Alkalmazások:

  • kereskedelmi láncok

  • ipari vállalkozások

  • áruházak

  • logisztikai központok

  • csomagoló cégek

  • csomagküldő szolgálatok

  • élelmiszeripar

  • speciális esetek

    (www.ptf-haeusser.de)

Darabosítás

A darabosítás során a finom szemcsés, aprítással előkészített szilárd hulladékból préseléssel, sajtolással vagy termikus módszerrel nagyobb, szabályos vagy szabálytalan szemcséket állítanak elő. A cél általában a további kezelés megkönnyítése. A darabosítás fogalomkörébe tartozik a hőre lágyuló műanyaghulladék agglomerálása és regranulálása, valamint az aprított szerves hulladék pelletizálása.

Az agglomerációs és a regranuláló eljárások a különféle poliolefin anyagú, előzetesen osztályozott (típusazonos) és legfeljebb kismértékben szennyezett műanyagfólia-hulladék kezelésére alkalmasak.

Az agglomerációs eljárásoknak két alapmegoldása ismeretes: a tárcsás tömörítővel (74. ábra) és a vágó-tépő malommal való agglomerálás. A fő műveletek az előaprítás, az agglomerátum előállítása és az utóaprítás. A regranulálást extruderekkel végzik, ezekben az anyag szűrésével az agglomerátuménál nagyobb tisztaságú termék különíthető el. Az extruderhez hűtő és utóaprító csatlakozik.

74. ábra. Agglomeráló gépcsoport felépítése. 1. előaprító vágómalom; 2. adagolótartály; 3. csigás adagolómű és tárcsás tömörítőgép; 4. utóaprító vágómalom; 5. ventilátorok; 6. leválasztó ciklonok

A szennyezett fóliahulladék esetében használható agglomerálási eljárásban a vágó-tépő malomban végzett agglomerálást a vágómalomban végzett aprítás és mosás, majd ezt követő flotációs és hidrociklonos tisztítás, ill. szárítás előzi meg. Az agglomerátumot extruderen dolgozzák fel.

Az aprítással, osztályozással és szárítással előkészített szerves szilárd hulladék pelletizálását az ipar egyéb területein alkalmazott présekhez hasonló rendszerekben végzik. A pelletizálást a hulladékból történő takarmány-és tüzelőanyag-előállítás esetén használják.

A prések zöme gyűrűs matricával és egy, két, három, ill. négy présgörgővel, ritkábban síkmatricával és kúpos, vagy hengeres Koller-járatokkal van felszerelve (75. ábra). A pelletizálás előfeltétele egyrészt az anyag megfelelő méretre aprítása, másrészt a szükség szerinti tisztítása és osztályozása. Ezek célja, hogy viszonylag homogén, finom szemcsés anyaghalmazt hozzanak létre a darabosításhoz. Fontos a megfelelő nedvességtartalom beállítása is.

75. ábra. Pelletizáló prések elve. a) négygörgős matricával dolgozó prés kialakítása (ház nélkül) 1. hidraulikus görgőnyomás szabályzó; 2. görgők; 3. főtengely; 5. csigahajtómű b) kétgörgős gyűrűs matricával dolgozó prés elve 1. pelletizálandó anyag; 2. gyűrűs matrica présfuratokkal;3. vágókések

A végtermék szemcsealakja rövid hengerre hasonlít, térfogattömege 1–2 g/cm3.A pelletizálás a kezelendő hulladéktól függően adalékanyag (kötőanyag) bekeverésével vagy anélkül, esetenként nagyobb hőmérsékleten megy végbe. Némelykor elegendő a megfelelő víztartalom beállítása, máskor a hulladékhoz kötőanyagot (pl. olajat, gyantát) is kell adni. A pelletizálással nemcsak a hulladék további felhasználása könnyíthető meg, hanem jelentősen csökkenthető az anyagmozgatással járó porzási vesztesége és ennek kedvezőtlen hatásai. Továbbá megakadályozható, hogy az anyag tároláskor összeálljon és hogy szállításkor rétegeződjék.

http://www.mewa-recycling.de/hu/gepeink

www.redoma.com/video.html

http://euromagnet.hu/femkivalasztas?gclid=CLTozKTxq6kCFci-zAod5EKeKg