Карбонизация органических отходов. Метод обеззараживания опасных отходов методом МТТ основываются на термическом разложении (деструкции) отходов с применением микроволн.Этот метод особенно эффективен для утилизации отходов мясокомбинатов, на птицефабриках, зверофермах и т.п. Отходы этого типа характеризуются довольно большим содержанием влаги (обычно не менее 70%), разнородностью состава и состояния материала, а также невысокой стойкостью (несколько часов). Процесс выполняется в микроволновом реакторе, и состоит из следующих элементов: Дробление или помол – процесс гарантирует получение материала для гарантированного быстрого проведения последующих этапов переработки. Сушка – этот процесс снижает изначально высокую влажность в материале до 15%; Реактор пиролизный – реактор, в котором высушенные отходы поступают для обработки концентрированным микроволновым полем с целью нагрева их до температуры около 650ºC, при которой все органические соединения разлагаются с выделением высокоэнергетичных пиролизных газов. Применение микроволн для нагревания отходов крайне эффективно, поскольку при таком нагреве нагреваются только отходы, а не реактор; сам процесс нагрева охватывает весь объем отходов. Кроме этого можно достаточно просто стабилизировать температуру процесса независимо от изменений в составе отходов, влажности и иных параметров; Система дожигания пиролизных газов – Microwave Oxidation System (MOS), реактор, в котором высокоэнергетические пиролизные газы дожигаются, гененрируя тепловую энергию. Реактор служит как для дожигания, так и для стабилизации и поддержания температуры газов; Система получения энергии – система теплообменников, в которых энергия горячих удаляемых из реактора газов может использоваться в соответствии с пожеланиями потребителя, например для подогрева воды, нагрева иного теплоносителя, например термального масла или для получения электроэнергии; Система питания и управления– управление технологическим процессом осуществляется с помощью данных, вносимых оператором и касаются всех этапов управления технологическим процессом. Карбонизация органических отходов Процесс, при котором органические отходы (отходы с мясоперерабатывающих предприятий, птичников и т.д.) нагреваются микроволнами без наличия кислорода или при сильной нехватке кислорода и дожигании удалямых газов в реакторе MOS приводит к карбонизации отходов. • • Микроволновая энергия может быть успешно применена в процессах карбонизации органических отходов, главным образом при карбонизации ветеринарных отходов. Способ использования микроволн в таких процессах иллюстрирует блок схема; Реактор Теплообменник 2 MOS Реактор Блок карбонизации (дожигание) Микроволновый генератор Камера охлаждения карбонизированного материала Камера процессора Рис.1 Блок-схема оборудования для карбонизации биологических отходов Процесс карбонизации состоит из 2-х этапов: на первом этапе материал подсушивается и нагревается до температуры 100 - 150ºC, после чего материал поступает в микроволновую камеру. В камере материал нагревается уже до температуры 600 - 650ºC, вследствие чего наступает процесс пиролиза, удаление пиролизного газа и остаются небольшие количества фракций, состоящие из угля и минеральных субстанций. Одновременно удаляемые газы дожигаются в микроволновом реакторе 2 MOS, предназначенном для полной очистки выделяемых газов. Энергия газов после удаления из реактора 2 MOS используется для предварительного подогревания утилизируемого материала. • • • Схема оборудования для карбонизации в системе непрерывной работы Оборудование с получением энергии Продукты процесса: карбонизированный материал и вода „отвод” поролизного газа и водяного пара Бункер для сбора биологических отходов Сушка отходов Сборник горячего масла и подогреватель Карбонизация (нагревание в микроволновом реакоре без доступа кислорода) Сбор карбонизированного материала Микроволновое дожигание загрязнений MOS Воздух Рис.2 Технологическая схема оборудования для карбонизации биологических отходов Технические параметры оборудования 500 BW: питание: 3 x 400 в; макс. мощность: 200 квт; охлаждение: водяное, замкнутый цикл с возможностью возврата энергии; производительность: до 500 кг/час в зависимости от содержания воды в поступающем на переработку материале. габариты: контейнер 20 футовый 6x2,4x2,5 м. Важнейшие параметры предлагаемой технологии: Процесс характеризуется низким потреблением энергии. Высвобождаемые в микроволновом реакторе пиролитические газы дожигаются в микроволновом реакторе ( 2 MOS) и энергия, получаемая при дожигании этих газов используется для дополнительного нагревания масла, которое нагревает стенки сушилки для материала. Эмитирующие газы в оборудовании не содержат никаких опасных субстанций, и не являются источником запаха, благодаря применению микроволнового реактора 2 MOS, в котором происходит полное сжигание органических субстанций. Изготовленнное оборудование может быть смонтировано в контейнерах и транспортироваться в мета нахождения отходов, благодаря чему можно выполнять процесс карбонизации на месте их нахождения. Процесс безопасный, поскольку в результате карбонизации образуются (уголь + минеральные составляющие), нейтральные для людей и среды. Фото 1.Микроволновый реактор 500 BW Фото 2. Микроволновый реактор 2MOS Фото 3-4. Прототип оборудования для карбонизации ветеринарных отходов. Mетод карбонизации с применением микроволнового поля для утилизации биологических отходов применяется: Для утилизации отходов предприятий пищевой промышленности, в том числе птицефабрик, мясоперерабатывающих предприятий и т.п... Несьедобные продукты убоя птицы: Мягкие отходы: кровь, кишки,зоб, пищеводы,обрезки, кожа, помет, отходы стоков; Твердые: перья, головы, лапы; Неоплодотворенные яйца, яичная скорлупа, умершие птенцы и т.д.; Отходы яиц на птицефабриках; Утилизация павших животных (на птицефабриках, погибшей птицы из за птичьего гриппа и т.п.) Несьедобные продукты убоя составляют 90% всех видов отходов, около 9% - отходы птицефабрик, 1% - отходы после очистки стоков. Большая часть отходов может стать потенциальным источником вторичного сырья. Иные направления карбонизации с применением микроволнового поля: Переработка биологических отходов довольно сложно решаемая проблема. Чаще всего отходы используются для производства муки на предприятиях утилизации (для того, чтобы не закапывать отходы в случайных местах и на свалках. При применении технологии методом МТТ в микроволновых реакторах 500 BW/MOS образуются продукты, которые можно использовать в качестве добавок для удобрений, применяемых в сельском хозяйстве. Содержание микроэлементов и металлов в исследованных продуктах утилизации биологических отходов полностью соответствует нормативам. Эти продукты не только не являются опасными для окружающей среды, но являются богатым источником микроэлементов для растений. Фото 5-6 Отходы мяса и костей до и после утилизации в реакторе 500 BW. Отходы сточных вод образуются после процессов очистки сточных вод. Химический состав отходов очень разнообразен и зависит от массы условий, в том числе от способа и технологии очистки стоков. Кроме того промышленные стоки серьезно влияют на химический состав комунальных стоков. Количество органических субстанций, содержащих углерод в комунальных стоках составляет от 22,5 до 60,8% в сухой массе при наличии воды около 45%. Сточные воды содержат также соединения, способствующие росту растений и микроорганизмов. Фактором, ограничивающим применение осадков сточных вод для использования в рекультивации земли является высокое содержание в них свинца и цинка, а также наличие ряда организмов, опасных для человека. Фото 7-8. Отходы сточных вод до и после утилизации в реакторе 500 BW. Содержание минеральных составляющих в материале, получаемом при переработке осадка сточных вод в микроволновом реакторе и остающиеся после утилизации (карбонизат) не содержат органических соединений и полностью сооответствуют существующим нормативам. Переработанный материал может применяться в сельском хозяйстве в качестве добавок к удобрениям улучшая их качество. Удаляемые в атмосферу газы также соответствуют нормам Евросоюза ( Dyrektywy 2000/76/EC).