Фізичні властивості ТПВ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І

АРХІТЕКТУРИ

 

Кафедра «МІСЬКЕ БУДІВНИЦТВО І ГОСПОДАРСТВО»

 

конспект лекцій

з дисципліни

 

 

«САНІТАРНЕ ПРИБИРАННЯ МІСЬКИХ ТЕРИТОРІЙ»

(для спеціальності 7.092103 «МБГ» усіх форм навчання)

код № 2716

Склав: доцент, к.т.н. Окрушко В.Ю.

Затверджений на засіданні кафедри МБГ

Протокол № 8 від 23.02.2010

Зав кафедрою Насонкіна Н.Г.

 

 

Макіївка – 2010
Лекція № 1

ТВЕРДІ ПОБУТОВІ ВІДХОДИ ТА ЇХНІ ВЛАСТИВОСТІ

 

Побутове сміття та тверді побутові відходи є одним із видів господарсько-побутових відходів життєдіяльності людини.

Побутове сміття складається з органічних і неорганічних частин, які не можуть бути використані на місці, але їх накопичення і збереження порушує санітарний стан житлового фонду.

 

Норми накопичення ТПВ

Норми накопичення - це кількість відходів, які утворилися на розрахункову одиницю (на 1 людину - для житлового фонду; одне місце в готелі; 1м² торговельної площі для магазинів, складів і т.д.) в одиницю часу (день, рік). Норми накопичення визначають в одиницях маси (кг) чи обсягу (л, м³). До ТПВ, які входять у норму накопичення від населення і які видаляються транспортом спецавтогосподарства, відносяться відходи, що утворюються в житлових і громадських будинках (включаючи відходи від поточного ремонту квартир), відходи від опалювальних пристроїв, місцевого опалення, пале листя, і великі предмети домашнього побуту, при відсутності системи спеціалізованого збору великогабаритних відходів.

Норми накопичення ТПВ утворюються з двох джерел: 1) житлових будинків; 2) установ і підприємств суспільного призначення (суспільного харчування, навчальних, видовищних, готелів і т.д.).

На норми накопичення і склад ТВП впливають такі фактори, як рівень благоустрою житлового фонду (наявність сміттєпроводу, каналізації, системи опалення), поверховість, ступінь добробуту населення.

У табл.1 приведені орієнтовані норми накопичення ТВП, що використовують для укрупнених розрахунків і планування. Норми накопичення установ і підприємств суспільного призначення складають 30–50% норм накопичення житлових будинків.

Таблиця 1 - Орієнтовані норми накопичення ТПВ

Класифікація житлового фонду	Норми накопичення відходів на 1 люд		Середня щільність, кг/м3
	кг/рік	м3/рік
Житлові будинки упоряджені: при відбиранні харчових відходів без відбирання харчових відходів невпорядковані: без відбирання харчових відходів рідкі відходи з непроникних вигребів неканалізованих будинків Загальна норма накопичення ТПВ по упорядженим житловим і суспільним будинкам для міст із населенням більш 100 тис. чол. Те ж, з урахуванням всіх орендарів	180...200 210..225   360...450   –     260...280 280...300	0,9...1 1...1,1   1,2...1,5   2...3,25     1,4...1,5 1,4...1,55	190...200 210   300   1000     190 200

 

Примітка. Під упорядженими житловими будинками маються на увазі будинки з газом, центральним опаленням, водопроводом, каналізацією; під невпорядкованими - дома з місцевим опаленням на твердому паливі, без каналізації; під суспільними будинками - дитячі сади, ясла, школи, вузи, технікуми, їдальні, магазини, видовищні і спортивні спорудження.

 

Для визначення фактичного накопичення ТПВ, що утворилися від населення, вибирають ділянки з такою чисельністю жителів: у містах з населенням до 300 тис. чол. - ділянки з охопленням 2% населення; у містах з населенням 300...500 тис. чол. - 1%; у містах з населенням більш 500 тис. чол. - 0.5 %. По культурно-побутових об'єктах вибирають не менш двох найбільш характерних об'єктів. Норми накопичення визначають по всіх сезонах року. Виміри проводяться протягом семи днів (без перерви).

Масу ТПВ, що накопичуються, визначають регулярним зважуванням усіх контейнерів, які завантажуються в сміттєвоз. При використанні контейнерних сміттєвозів допускається зважування порожньої і заповненої машини.

Норми накопичення ТПВ вводяться в дію на підставі рішення міськвиконкому. Уточнення норм накопичення ТПВ доцільно проводити кожні 5 років. Норми накопичення ТПВ по масі зростає в межах 0,3...0,5% у рік, а по обсязі – 0,6...1,2% у рік.

 

Склад ТПВ

Морфологічний склад. ТПВ по морфологічному складі підрозділяються на компоненти: папір, картон, харчові відходи, дерево, метал (чорний і кольоровий); текстиль, кості, скло; шкіра; гума; камені; полімерні матеріали; інші (частини, які некласифіковані); відсів (менш 15 мм). При проектуванні підприємств по переробці ТПВ необхідні відомості про морфологічний склад ТПВ різних кліматичних зон (табл. 2).

Для рішення питання про доцільність використання утилізації компонентів ТПВ проводять більш докладний аналіз складу відходів, диференціюючи папір на умовно чистий (утильний) і забруднений; метал - на вироби з заліза, консервні банки і кольоровий; пластмасу - на пакувальну і вироби з пластмас.

Суттєво впливає на склад ТПВ організація збору в місті утильного папера, харчових відходів, склотари. Досвід показує, що з часом склад ТПВ трохи міняється. Збільшується зміст папера, полімерних матеріалів.

Фракційний склад ТПВ (процентний вміст маси компонентів, що проходять через сита з осередками різного розміру) впливає як на технологію й організацію збору і транспорту, так і на параметри устаткування сміттєпереробних заводів.

Таблиця 2 – Морфологічний склад ТПВ для різних кліматичних зон, % маси

Компонент	Кліматична зона
	середня	південна	північна
Папір, картон	25...30	20...28	21...24
Харчові відходи	30...38	35...45	28...36
Дерево	1.5...3	1...2	2...4
Метал чорний	2...3.5	1.5...2	3...4.5
Метал кольоровий	0.2...0.3	0.2...0.3	0.2...0.3
Текстиль	4...7	4...7	5...7
Кісти	0.5...2	1...2	2...4
Скло	5...8	3...6	6...10
Шкіра, гума	2...4	1...3	3...7
Камені	1...3	1...2	1...2
Пластмаса	2...5	1.5...2.5	2...4
Інше	1...2	1...2	1...3
Відсівання (менш 15 мм)	7...13	10...18	7...13

 

У табл. 3 наведений фракційний і морфологічний склад ТПВ, що дає більш повну інформацію про властивості матеріалу.

Фракційний склад ТПВ, як і морфологічний, різко міняється по сезонах року і відрізняється в різних кліматичних зонах.

 

Таблиця 3 – Середній морфологічний і фракційний склад ТПВ Москви,

           % загальної маси ТПВ

Склад	Розмір фракцій, мм
	більш 250	250...150	150...100	100...50	менш 50
Папір	3...8	9...11	9...11	7...9	2...5
Харчові відходи	–	0...1	2...10	7...13	17...22
Дерево	0.5...1	0...0.5	0...0.5	0.5...1	0...0.5
Метал	–	0...1	0.5...1	0.8...1.6	0.3...0.5
Текстиль	0.2...1.3	1...1.5	0.5...1	0.3...1.8	0...0.6
Кісти	–	–	–	0.3...0.5	0.5...0.9
Скло	–	0...0.3	0.3...1	1...2	1.5...3
Шкіра, гума	–	0...1	0.5...2	0.5...1.5	0...0.3
Камені	–	–	0.2...1	0.5...1.5	0.5...2
Пластмаса	0...0.2	0.3...0.8	0.2...0.5	0.2...0.5	0.2...0.5
Інше	–	0...0.5	0...0.3	0...0.4	0...1
Відсівання (менш 15 мм)	–	–	–	–	7...10
Усього	4...10	11...15	18...22	20...30	30...40

 

 

Хімічний склад ТПВ. Якість одержуваного в процесі переробки ТПВ органічного добрива чи біопалива залежить від хімічного складу вихідних ТПВ (табл. 4).

Таблиця 4 – Хімічний склад ТПВ, % сухої маси

Показник	Межа зміни для кліматичної зони
	середньої	південної	північної
Органічна речовина	56...72	56...80	55...60
Зольність	28...44	20...44	40...45
Загальний азот	0,9...1,9	1,2...2,7	1,2...1,6
Кальцій	2...3	4...5,7	2,1...4,8
Вуглець	30...35	28...39	28...30
Фосфор	0,5...0,8	0,5...0,8	0,4...0,5
Загальний калій	0,5...1	0,5...1,1	0,4...0,5
Сірка	0,2...0,3	0,2...0,3	0,2...0,3
Реакція середовища, рН	5...6,5	5...6,5	5...6,5
Вологість, % загальної маси	40...50	40...70	43...48

 

Фізичні властивості ТПВ

Важливим показником властивостей ТПВ є щільність. Щільність ТПВ упорядженого житлового фонду у весняно-літній сезон (у контейнерах)складає 0.18...0.22 т/м³; в осінньо-зимовий - 0.2...0.25 т/м³; для різних міст середньорічне значення 0.19...0.23 т/м³. Значення питомої теплоємності ТПВ важливо при розрахунках теплотехнічних параметрів біобарабанів і інших пристроїв для знешкодження ТПВ.

Питома теплоємність основних компонентів ТПВ, Дж/(кг·^оС)

Вода.............   4190

Дерево, картон, папір........   2000...2500

Стекло, камені..........   800...1000

Залізо.  ........... 400.

Питома теплоємність ТПВ і компосту, Дж/(кг·^оС), залежить в основному від вологості і визначається по формулі:

СТПВ = 21.9W +2000,

де W- вологість ТПВ, %.

Необхідно також враховувати особливі властивості ТПВ. ТПВ володіють механічною (структурною) зв’язністю за рахунок волокнистих фракцій (текстиль, дріт і т.д.) і зчепленням, обумовленим наявністю вологих липких компонентів. За рахунок зв’язності ТПВ мають схильність до присипання до поверхні і не просипаються в нерухомі ґрати з відстанню між стрижнями 20...30 см. ТПВ можуть налипати на металеву стінку з кутом нахилу до обрію до 65...70^о. За рахунок наявності твердих баластових фракцій (порцеляна, скло) ТПВ (і компост) володіють абразивністю - властивістю стирати дотичні з ними поверхні, які взаємо переміщуються.

ТПВ можуть злежуватись, тобто при тривалій нерухомості втрачають сипкість і ущільнюються (з можливістю виділення фільтрату) без усякого зовнішнього впливу. ТПВ при тривалому контакті впливають на метал з корозією, що зв'язано з високою вологістю, наявністю у фільтраті розчинів різних солей. Ці властивості необхідно враховувати при проектуванні споруджень на заводах по знешкодженню ТПВ.

Компресійна характеристика ТПВ. При проектуванні установок для пресування ТПВ необхідно знати компресійну характеристику матеріалу, тобто залежність ступеня ущільнення ТПВ від тиску.

У залежності від навантаження властивості ТПВ змінюються таким чином. При підвищенні тиску до 0.3...0.5 МПа відбувається ламання різного роду коробів й ємностей. Обсяг ТПВ (у залежності від його складу і вологості) зменшується в 5...8 разів, щільність зростає до 0.8...1 т/м³. У межах цієї стадії працюють пресові пристрої, які застосовуються при зборі і видаленні ТПВ.

У залежності від первісної вологості й умов пресування видавлювання вологи починається при тиску 0.4...1 МПа, що варто враховувати при розбиранні пристроїв для брикетування ТПВ.

Лекція № 2.