Инсталации за сортиране на отпадъци

Общият поток смесено събрани битови отпадъци няма висока стойност, но съдържащите се в него материали могат да бъдат възстановени и да заместят първичните суровини при производството на различни продукти, като така се редуцира и количеството отпадъци, подавано за крайно третиране. В това отношение може да се приеме, че инсталациите за сортиране служат като филтър между етапите на събиране и обезвреждане на отпадъците.
Конфигурацията на сортиращите инсталации, ефективността на избрания процес и качеството на получените материали се определя от характеристиките и състава на събраните отпадъци. Затова е важно системите за събиране и сортиране да се допълват по такъв начин, че степента на възстановяване на материали да е максимална.

Инсталациите за сортиране могат да бъдат по-опростени или сложни в технически аспект, но в общия случай включват серия от процеси и спомагателно оборудване за управлението им и поддържане на качеството на получените материали. Отпадъците в инсталациите за сортиране се подлагат на серия от процедури за извличане на специфични компоненти, които могат да бъдат рециклирани, или за отстраняване на материалите, които подлежат само на обезвреждане.

В сортиращите инсталации за смесено събрани битови отпадъци могат да бъдат сепарирани метали, стъкло и обикновено замърсени пластмаси. Постъпващите в тези съоръжения отпадъци са смесени в прекалено висока степен още при събирането им, което не позволява висококачествено рециклиране.

От инсталациите за сухи смесено събрани рециклируеми отпадъци се получават материали със значително по-високо качество. В зависимост от степента на сортиране получените материали могат или директно да постъпят в различни производствени процеси, или да бъдат подадени за допълнително фино сортиране. Няма точно определение за сместа от сухи рециклируеми компоненти, но обикновено понятието включва метали и пластмаси, които са особено подходящи за съвместно събиране и се разделят много лесно. С пластмасата и металите могат да бъдат събирани и хартия и картон, въпреки че в тези случаи може да се очаква някаква степен на замърсяване. Стъклото обикновено не се събира съвместно с хартия и картон, тъй като стъклените частици сериозно понижават рециклируемостта на хартията и могат да увредят производственото оборудване.

При вземането на решение за инвестиция в инсталация за сортиране на отпадъци трябва да бъдат взети под внимание редица аспекти. Освен икономическата, политическата и инфраструктурната рамка, следва да се отчетат и някои административни и технически особености, за да се гарантира дългосрочната жизнеспособност на съоръжението.

Подходи
Съществуват два различни концептуални подхода за сортиране на отпадъците – положителен и отрицателен. Положителното сортиране е с фокус върху идентифицирането и отстраняването на желана фракция от отпадъчния поток (например инсталация с вихрови токове за отделяне само на цветни метали). От друга страна, целта на отрицателното сортиране е идентифициране и отстраняване на нежеланата фракция (например отделяне на пластмасови бутилки, които не съответстват на изискваните качества на полимера). Може да се обобщи, че положителното сортиране води до получаване на висококачествени продукти за сметка на ниска ефективност, докато при отрицателното сортиране е обратното – ефективността е по-добра, но качеството на получените материали е по-ниско.

В една сортираща инсталация могат да се прилагат и двата подхода – например ръчно отстраняване на нежеланата фракция в началото на поточната линия (отрицателно сортиране), последвано от автоматизирано отстраняване на желаните компоненти (положително сортиране) и още един цикъл на ръчно отстраняване на остатъчните примеси в края на поточната линия (отрицателно сортиране) с цел осигуряване на високо качество.

Ръчно или автоматизирано сортиране
Техническите подходи за сортиране на отпадъци в отделни материални потоци също са два – ръчно сортиране и автоматизирано/механично сортиране. Конфигурацията на сортиращата линия зависи в голяма степен от входящия отпадъчен поток, предназначението на инсталацията и пазара, на който се осъществява дейността на оператора. При развитите икономики за поддържане на пазарната структура са необходими усъвършенствани технологични решения за сортиране, докато в развиващите се икономики могат да са достатъчни и по-опростени решения, които са по-целесъобразни спрямо разходите за труд и поддръжка.

Факторите, които трябва да се отчетат при избора на технология, включват желани експлоатационни характеристики спрямо спецификацията за получавания продукт, надеждност, разходи, изисквания за поддръжка, аспекти, свързани с околната среда, здравето и безопасността, и рискове. Най-често в инсталациите за сортиране се прилага комбинация от ръчни и механични техники, тъй като за някои етапи от процеса е подходящо ръчното третиране, докато в други фази е по-целесъобразно използването на по-целева, безопасна и разходно ефективна автоматизация. Това е валидно в голяма степен за централизираните сортиращи съоръжения, където се приемат големи обеми от смесено събрани отпадъци и рециклируеми материали от търговски и индустриални източници.

Трудоемките операции по ръчно сортиране се използват за качествен контрол в края на процеса, за да се гарантира, че отделените фракции отговарят на определените технически спецификации. Ръчните техники се прилагат и за предварително сортиране на постъпващите материали. По този начин се премахват нежеланите или замърсени материали, което осигурява възможност за работа с оптимална ефективност на последващите високоавтоматизирани системи.

Успешното прилагане на автоматизирано сортиране зависи от определянето на това доколко всеки един материален поток е съвместим с дадени технологии. От ключово значение е да се избере правилната технология за всеки етап от процеса по сортиране, така че даден материален поток да реагира по различен начин от останалите. Някои автоматизирани техники за сортиране се основават на идентифициране и последващо физическо отстраняване на определен тип материал.

Технологии за сортиране
Съставът на отпадъците оказва влияние върху прилаганите етапи и технологии. С развитието на държавите генерираните твърди битови отпадъци стават все по-сложна смес от материали, което налага използването на комплексни технологии за сортиране за извличането на чисти фракции. Тези технологии трябва да осигуряват възможност за сортиране на широка гама и обем материали, независимо от размера на частиците, влагосъдържанието и/или степента на замърсеност.

Тези големи вариации в отпадъчните потоци обикновено водят до необходимост от използване на комбинация от технологии за сепарирането на отпадъците. Сред основните технологии за сортиране са пресяването (барабанни, дискови и осцилиращи сита), въздушната сепарация (зигзагообразни, ротационни и противотокови класификатори), балистичната сепарация, магнитното разделяне и сепарацията с вихрови токове. Прилагат се и различни сензорни технологии: NIR (спектроскопия в близката инфрачервена област) за разделяне на пластмаси – полиетилен терефталат, полиетилен висока плътност, поливинил хлорид, полипропилен и полистирен; VIS (спектроскопия във видимата област) за идентифициране на материали на база цвят; XRF (рентгенова флуоресценция) за диференциране между метали/сплави, например на мед в стомана); XRT (рентгенова трансмисия) за идентифициране на материали на база атомна плътност; EMS (електромагнитен сензор) за идентифициране на метали на база тяхната проводимост.

Роботизираната технология обещава значително подобряване на ефективността на сортиране на някои отпадъчни потоци и може да бъде особено ценна за такива, съдържащи опасни материали, тъй като позволява фино сепариране без човешка намеса. Обикновено отпадъците преминават по конвейер покрай група сензори, включваща камери за видимия сектор, NIR спектроскопични камери, 3D лазерни скенери и сензори за метал, докато роботизирани ръце работят над линията, отстранявайки идентифицираните материали от потока. Едно от основните предимства на роботизираната технология е възможността за определяне на повече от една целева фракция. Технологията е все още в процес на разработка, като в момента фокусът е върху различните фракции материали в потока строителни отпадъци.

Работи се и по нови сензорни технологии, които да осигурят по-висока точност и чувствителност при идентифициране на материалите в отпадъчните потоци. Едно от предложенията в това направление е използването на етикети за радиочестотна идентификация (RFID), които да позволят лесното идентифициране и класифициране на отделни опаковки. Концепцията обхваща включването на RFID етикети в опаковките на различни продукти, които могат да бъдат прочетени при събиране на отпадъците или при пристигането им в сортиращото съоръжение. Сред основните пречки за широкото приложение на тази технология са високите разходи, както и потенциално замърсяващият ефект на самия RFID етикет.