Методи и съоръжения за сепариране на отпадъци

Сериозното количество непрекъснато генерирани отпадъци се явява един от основните екологични проблеми. Събирането и извозването им до специално предназначени за тази цел места, както и тяхното депониране, се оказва неефективен метод за справяне с този проблем. От друга страна, една немалка част от отпадъците като черните и цветните метали, хартията, пластмасата и т. н. съхраняват своите качества и могат да бъдат подложени на вторична преработка в ролята си на суровина.

Поради разнородния състав на отпадъците и съдържанието на компоненти с различен произход, основен елемент от инсталациите за тяхната преработка се явява предварителното им сортиране. Сред съвременните решения е автоматизираното разделяне на подходящите за вторична преработка материали. Използваните сортиращи съоръжения, в зависимост от изходната суровина, включват предимно различни видове сита и сепаратори.

Барабанни сита
Пресяването се счита за един от най-лесните и елементарни начини за разделяне на материала и оптимизиране на процеса. Това позволява намаляване на оперативните разходи, първоначалната инвестиция и увеличава качеството на продукта. Барабанните сита са широко използвани в линиите за сортиране на битови отпадъци. Използват се предимно за отделяне на замърсявания, пясък и други малки отпадъци от общата маса, които ще бъдат използвани в качеството си на вторична суровина.
В барабанните сита сепарирането на отпадъците е следствие от движението им по повърхността на ситото, породено от неговото въртене. Извеждането на изходния материал се осъществява посредством лентов конвейер или чрез контейнери. Обикновено при сортирането първоначално се отделят най-малките частици, след тях по-големите, а фракцията с най-големи размери преминава по цялата дължина на ситото и се отвежда в края. Задвижването на барабанните сита най-често е посредством електрически двигатели, мощността на които зависи от капацитета и производителността на ситото.

В зависимост от пресяваните материали, барабанното сито може да бъде с различен брой отвори с различна големина, обикновено от около 20 докъм 100 мм. Например, барабанните сита с отвори на решетката 50х50 се считат за много подходящи при подготовката на бутилки от полиетилентерефталат (РЕТ) за вторична преработка, като позволяват да се отделят камъни, отпадъци, метални частици. Подаването на вода към барабана позволява допълнително да се почистят замърсявания по бутилките, частично да се отстранят етикети и т. н. При преработката на стъклени отпадъци, използването на сита с размери 15х15 се счита за подходящо за отделянето на отпадъците от корк.

Сортиране на метални отпадъци
Днес се наблюдава сериозен ръст в използването на метални изделия. Възможността за преработката и повторното използване на тези суровини е от важно значение не само от екологична гледна точка, но и с оглед на ограничените първични суровини. Известно е, че такива ценни суровини като металите могат да съхраняват своите свойства в продължение на много години и многократно да бъдат преработвани без да губят свойствата си. Обикновено металните отпадъци или металният скрап се разделя на отпадъци от черни метали и такива от цветни. Към отпадъците от черни метали се включват желязото и стоманата, а към цветните всички останали метали – алуминий, мед, неръждаема стомана, цинк, никел и т. н., както и благородните метали. Когато се говори за вторична преработка на металите обаче е добре да се има предвид, че преработката на ценните метали като злато, сребро, месинг се отличава от тази на останалите метали. За извличането на металните предмети с малки и средни размери обикновено се използват лентови магнитни сепаратори (за черни метали) и сепаратори с вихрови токове за цветните метали.

Сепаратори за немагнитни материали
Тези сепаратори се явяват едно от съвременните иновативни решения в областта на сортирането на материалите. Те могат да се използват за отделянето на цветни метали като алуминий, мед, неръждаема стомана и други от инертни материали, като извличат и най-малките метални парченца от черни метали, останали след сортирането в магнитен сепаратор. Считат се за много добро решение при сортирането на алуминиеви и стоманени кутии. Също така намират широко приложение при шредиран материал, битови отпадъци, шлака от отпадъци, дървообработване.

Обикновено цялостната система се състои от питател, транспортна лента, барабан с ексцентрично разположен магнитен полюс, въртящ се с до около 2500 об/мин, приемно устройство за разделяне на материалите и електронно управление.

В тези сепаратори следствие на бързо въртящия се, ексцентрично разположен магнитен полюс, се създава високочестотно променливо магнитно поле, което се предава в барабана. Това поле поражда вихрови токове в неферитните метали, противоположни на собственото магнитно поле на частиците. Така неферитните метални частици отскачат от общия поток материал.

Особеност на този вид сепаратори се явява възможността да се отделят много малки частици с размери до 2 мм, а така също, че при необходимост тяхната мощност може да се промени без да се променят габаритите на системата.

За различните приложения и едрина на частиците производителите предлагат сепаратори с различни работни ширини.

Лентови магнитни сепаратори
Използват се предимно за отделянето на феритни материали от инертните материали (стъкло, пластмаса, хартия и т. н.) и цветните метали. Принципът им на работа се основава на използването на много мощни магнити. Обикновено магнитният сепаратор е разположен над или покрай конвейерната лента или по протежение на конвейера в неговия край. Стоманените отпадъци, съдържащи се в материала, движещ се по конвейера, се привличат от магнита и по този начин се отделят. В зависимост от размера на предметите, които трябва да бъдат отделени, се използват различни видове магнитни сепаратори със съответната мощност на магнита.

Надлентови магнитни сепаратори
Те могат да бъдат с електромагнит или постоянен магнит, със или без отвеждаща лента. Могат да бъдат използвани в инсталации за преработка на битови отпадъци, въглища, руда, строителни отпадъци, скрап, дървесина, стъкло формовъчна пръст и др. Предназначението им основно е свързано с преместването на слой материал, от който е необходимо да се отдели желязото. Надлентовите магнитни сепаратори представляват устройство във вид на кутия, състояща се от блокове постоянен магнит, разпределени по начин, по който над лентата да се образува мощно магнитно поле. Създаденото магнитно поле изтегля желязото от потока отпадъци, които преминават под блока.

За извличане на стоманосъдържащи частици в производствените линии се използват предимно т. нар. висящи магнитни сепаратори, които се разполагат над основния конвейер. Движението на лентата на сепаратора е по или напречно на движението на материала. Стоманосъдържащите фракции се привличат от магнита и с помощта на лентата, която се върти около магнита се преместват настрани към място в което не действа магнитното поле. Цялото количество черни метали в този случай се събира в специален бункер. За извличане на фракции със среден размер се използват предимно сеператори на основата на феритни магнити.

При необходимост от извличането на малки стоманосъдържащи частици се използват сепаратори на основата на по-мощни магнити от феритните, обикновено - неодимови. Неодимовият магнит (NbFeB) е много по-силен от обикновените феритни магнити и магнитите от други материали. Тези магнити много слабо губят магнитната си сила – 1% за период от около 100 години. Изготвят се от сплав от неодим, желязо и бор.
При необходимост от извличането на голямогабаритни, дебелостенни предмети се използват предимно електромагнитни сепаратори.

Изборът на система за отделяне на феросъдържащите елементи зависи от количеството феросъдържащи предмети и техния размер, ширината на лентата и височината на насип. В съответствие с това основни характеристики се явяват дълбочината на извличане и масата на извличаните предмети.

Магнитни барабани
Използват се предимно при шредерни инсталации, битов скрап, шлака, в минната индустрия, добив на инертни материали, обработка на дървесина. Могат да бъдат с електромагнит или постоянен магнит. Предлагат се магнитни барабани с различни ширини и диаметри.

Считат се за подходящи за отделяне на малки и средни стоманосъдържащи частици. Могат да бъдат монтирани като самостоятелен възел или като част от цялостна линия.

Сензорни сепаратори
За сортирането на отпадъците могат да се използват и сензорни сепаратори. В този случай сортирането е спрямо цвета, плътността и други характеристики на материала. Сред сензорите, намиращи приложение при сортирането на отпадъците, са електромагнитните, оптичните, инфрачервените сензори. Електромагнитните сензори обикновено се използват за отделяне на всички видове метали или различни видове полимери (PP, PS, PE, ABC) на базата на измерване на атомната плътност на материалите, при което се извършва изключително прецизно сортиране. Оптичните сензори обикновено се използват за разпознаване и отделяне по цвят на метали (мед, месинг, сиви метали). Инфрачервените сензори се считат за подходящи за сепарация на PE, PP, PET (и цветово), PS, PVC, EPS, хартия, RDF, метали и др.