Все образующиеся в результате жизнедеятельности человека отходы можно разделить на отходы производства и потребления

Промышленные отходы или отходы производства – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства, а также образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения в данном производстве: вскрышные породы, образующиеся при добыче полезных ископаемых, отходы сельского хозяйства, твердые вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов и сточных вод, и т. д.

К отходам потребления относятся остатки веществ, материалов, предметов, изделий, товаров (продукции или изделий), частично или полностью утративших свои первоначальные потребительские свойства для использования по прямому или косвенному назначению в результате физического или морального износа в процессах общественного или личного потребления, использования или эксплуатации.

Особую санитарно-биологическую опасность представляют твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся в результате жизнедеятельности людей.

Загрязнение окружающей среды отходами производства и потребления является одной из острейших проблем человечества. Накопление огромных объемов отходов в отвалах, хвостохранилищах, шламохранилищах и на других объектах размещения отходов нарушает природные ландшафты, загрязняет воздушный и водный бассейны, приводит к изъятию из хозяйственного оборота земель, наносит большой ущерб флоре и фауне, оказывает существенное негативное влияние на качество жизни человека.

В России по различным оценкам, ежегодно образуется от 2,7 до 3,4 млрд т отходов  производства  и  потребления, в том числе:   промышленные отходы – 2,6 млрд т, жидкие отходы сельскохозяйственного производства – 700 млн т, твердые бытовые отходы – 35 – 40 млн т.

Общий объем неутилизированных отходов оценивается в 80 млрд т. При этом количество вторично используемых отходов составляет около 26 % (в том числе промышленные отходы перерабатываются на 35 %, твердые бытовые отходы – на 3 – 4 %) остальные отходы практически не перерабатываются.

Особую проблему представляют отходы промышленного производства.       В 2002 г. в России их образовалось 2 млрд т, наибольший объем составляют отходы топливной промышленности (51,92 %), черной (19,58 %) и цветной металлургии (12,33 %) – ежегодно в России образуется более 35 млн т металлолома.

Жизнедеятельность человека и общества в целом связана с образованием твердых бытовых отходов. В увеличивающемся объеме твердых бытовых отходов большую долю составляют отходы упаковки и упаковочных материалов – в среднем по России на человека приходится 50 кг упаковки в год. Остро стоит проблема медицинских отходов, которых в России образуется 0,6 – 1 млн т в год, что составляет около 2 % от общего объема твердых бытовых отходов.

Сложная ситуация с утилизацией ТБО в первую очередь объясняется ежегодного возрастающими объемами образования ТБО, что приводят к острой нехватке мест, отводимых под свалки, которые, в свою очередь, являются экологически опасными объектами. Однако бытовой мусор является ценным материалом. В среднем из 1 т отходов можно получить около 170 кг биогаза, 410 кг компоста, 50 кг первого отсева грубых элементов и металлолома, 250 кг второго отсева. Около 70 % всех отсевов можно использовать для выработки тепла путем сжигания, пиролиза, газификации, получения специального топлива. Поэтому необходимо применять интенсивные методы утилизации ТБО: переработку с извлечением ценных компонентов (пластмассы, черных и цветных металлов, стекла, бумаги и т. д.) и получения топливных гранул; сжигание с использованием различных типов решеток; пиролиз; компостирование.

На территории России работают семь мусоросжигательных заводов и два мусороперерабатывающих предприятия. В технологических циклах этих заводов не предусмотрена предварительная сортировка мусора. Мусоросжигание без предварительной сортировки приводит к выбросам в атмосферный воздух вредных веществ, таких как диоксин, хлористый и фтористый водород, диоксид серы, оксид азота и углерода, токсичные углеводороды и тяжелые металлы.

В ряде городов страны построены заводы по биотермической обработке ТБО с использованием отечественного оборудования. Компостирование мусора проводится в биотермических барабанах производительностью 20...30 тыс. т в год. При сортировке мусора выделяют цветные и черные металлы, стекло, текстиль, макулатуру и другие инертные примеси. Получаемый компост используют сельские и городские хозяйства в качестве биотоплива и органического удобрения.

Основные источники образования промышленных отходов и их виды приведены в таблице.

Основные способы утилизации промышленных отходов – складирование на полигонах (захоронение) и сжигание.

Хранение или складирование отходов включает содержание их в специально оборудованных накопителях с временной нейтрализацией, направленной на снижение негативного воздействия отходов на окружающую среду, до их извлечения с целью захоронения или специальной переработки. При хранении отходов устанавливают срок нахождения каждого отхода в местах складирования.

Захоронение отходов – изоляция отходов, направленная на предотвращение попадания загрязняющих веществ в окружающую среду, исключая возможность дальнейшего использования этих отходов.

Отходы складируют на специально обустроенных и предназначенных для этих целей площадках, в наземных и подземных сооружениях, находящихся как на территории предприятий, так и за их пределами. К ним относятся накопители промышленных отходов: хвосто - и шламохранилища, пруды и отстойники, могильники и другие накопители жидких производственных отходов, а также отвалы, терриконы, золо - и шлакоотвалы, предназначенные для складирования твердых отходов различных производств.

Отходы размещают также на полигонах, на которых хранят и захоранивают отдельные виды промышленных отходов или их совокупность, и на полигонах, предназначенных для обезвреживания и захоронения опасных промышленных отходов. Кроме того, в качестве мест и объектов размещения отходов используют полигоны для совместного захоронения ТБО и отдельных видов промышленных отходов, а также санкционированные накопители или свалки ТБО и нетоксичных промышленных отходов.

Размещать отходы могут промышленные предприятия, объединения, организации, учреждения независимо от форм собственности и ведомственной подчиненности, физические лица, а также иностранные юридические и физические лица, называемые природопользователями и осуществляющие любой вид деятельности на территории РФ, в результате которой образуются отходы производства и потребления, за исключением радиоактивных отходов, их используют, обезвреживают, складируют и захоранивают.

Для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов промышленных предприятий, содержащих ртуть, мышьяк, свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму, отходы гальванического производства, органические растворители, пластмассы, нефтепродукты, использованные ртутные лампы и т. д., создаются специальные полигоны.

Специализированные предприятия, осуществляющие производственную деятельность с целью размещения отходов, также являются природопользователями.

В соответствии с экологическими требованиями, предъявляемыми к обращению с отходами, природопользователь обязан принимать меры, направленные на обеспечение охраны окружающей среды, и соблюдать действующие экологические, санитарно-эпидемиологические и технологические нормы и правила.

Сбор отходов раздельно по видам, классам опасности и другим показателям способствует более качественной их переработке и рациональному размещению.

Образование, сбор, накопление, хранение и первичная обработка отходов – составные части технологического процесса, в ходе которого также образуются отходы, и эти отходы должны быть отражены в технологической и другой нормативно-технической документации. Поэтому деятельность природопользователя должна быть направлена на сокращение объемов образования отходов, внедрение малоотходных технологий, преобразование отходов во вторичное сырье или получение из них какой-либо продукции. При этом стремятся к образованию минимума отходов, не подлежащих дальнейшей переработке и захоронению.

Все образующиеся отходы нормируют с целью обеспечения экологических требований законодательства Российской Федерации, где для природопользователей установлены предельные нормы на образование и размещение отходов, чтобы не допустить негативного воздействия их на окружающую среду, жизнь и здоровье людей.

К оходам потребления относятся промышленные отходы потребления и бытовые отходы (мусор, стеклобой, лом, макулатуру, пищевые отходы, тряпье ).

В крупных городах доля твердых бытовых отходов от количества образующихся отходов производства и потребления составляет около 17 %.

Примерный состав ТБО в России приведен на рис. 2.2.

Источники образования ТБО:

• жилые дома;
• хозяйственные учреждения, магазины, предприятия общественного питания, гостиницы, культурные заведения;
• образовательные учреждения, больницы, тюрьмы;
• коммунальные службы;
• промышленность, сельское хозяйство.

Наиболее распространены в нашей стране и за рубежом такие методы переработки ТБО, как складирование на полигонах, компостирование и сжигание.

Выбор метода переработки отходов производства и потребления определяется для конкретного региона в зависимости от необходимости решения проблем охраны окружающей среды, здоровья населения, а также от экономической эффективности и рационального использования земельных ресурсов. Учет климатических, географических, градостроительных условий, а также численности обслуживаемого населения определяет решение проблемы обезвреживания и утилизации отходов в конкретных условиях. Известно более двадцати методов обезвреживания и утилизации ТБО.

По технологическому принципу методы переработки и обезвреживания ТБО можно разделить на биологические, термические, химические, механические и смешанные. По конечной цели методы переработки и обезвреживания ТБО делятся на ликвидационные и утилизационные (рис. 2.3).

Различают компостирование полевое и на специальных заводах. Протекающие при компостировании аэробные биохимические реакции, приводят к окислению целлюлозы до долучения углекислого газа и воды, при этом выделяется теплота 2796 кДж на 1 моль глюкозы – составной части целлюлозы.

Суммарная химическая реакция имеет следующий вид:

Переработанные таким образом отходы вступают в естественный круговорот веществ в природе за счет их обезвреживания и превращения в компост – ценное органоминеральное удобрение.

Наиболее совершенным считают непрерывный процесс компостирования с аэробным принудительным окислением органических отходов во вращающемся биотермическом барабане.

Мусороперерабатывающие заводы предназначены для ускоренного механизированного обезвреживания и переработки ТБО с целью получения полезных продуктов: компост, лом черных и цветных металлов, топливные гранулы, полимеры и т. д.

Работа мусороперерабатывающих заводов основана на методе аэробного биотермического компостирования ТБО. Используя комплекс технологических мероприятий, можно нормализовать содержание в компосте микроэлементов, в том числе солей тяжелых металлов. Из ТБО извлекается лом черных и цветных металлов. Однако около 25...30 % отходов не подлежит компостированию. Эти материалы сжигают на компостных заводах или подвергают пиролизу для получения тепловой энергии или пирокарбона, используемого в металлургии, или вывозят на полигоны ТБО для захоронения.

Технологический процесс переработки ТБО полностью механизирован и управляют им с центрального пульта управления. Принципиальная технологическая схема производства компоста показана на рис. 2.4.

Бытовые отходы доставляют на завод кузовные мусоровозы, которые разгружаются в приемные бункера с днищами, выполненными в виде пластинчатых питателей. К пластинам питателей приваривают металлические штыри для лучшего захвата подаваемого материала. Крупногабаритные отходы изымают из бункеров и складывают в автоприцепы с помощью захвата, подвешенного к кранбалке.

Отходы из бункеров разгружают на ленточные конвейеры, по которым они направляются в сортировочный корпус, оснащенный грохотами, электромагнитными и аэродинамическими сепараторами, производящими первичную сортировку поступающих отходов.

С помощью конвейеров, подающих отходы из приемного корпуса, загружают цилиндрические грохоты. Диаметр сита грохота 2,5 м, длина 7,3 м. Размер ячеек сит 150...250 мм, частота вращения грохота 15 мин –1, паспортная производительность до 20 т/ч. Крупные некомпостируемые фракции (картонные ячейки, бумага, текстиль и т. п.) или так называемые некомпостируемые отходы (НБО) направляют в бункер балласта. Черный и цветной металл выбирают электромагнитными сепараторами.

Просеянный материал по конвейерам подается в главный корпус, проходя последовательно сепараторы черного, цветного металла и аэросепараторы, выделяющие легкие фракции – пленку и бумагу (если есть потребитель, то эти фракции отгружают ему, если нет – отправляют на пиролиз).

Отобранный в цехе черный металл конвейерами подается на гидравлический пакетировочный пресс (производительность пресса 2,4 т/ч.). Полученные пакеты металла складируются на площадке, оборудованной кранбалкой грузоподъемностью 1 т с электромагнитной шайбой, а затем отгружаются потребителям. Цветной металл по конвейерам поступает в бункеры-накопители.

Отсортированные отходы, предназначенные для компостирования, подают в загрузочные устройства биотермических барабанов, выполненных в виде вращающихся цилиндров.

Биотермический процесс обезвреживания отходов происходит благодаря активному росту термофильных микроорганизмов в аэробных условиях.

Масса отходов сама разогревается до температуры 60 °С, при которой болезнетворные микроорганизмы, яйца гельминтов, личинки и куколки мух погибают, и масса отходов обезвреживается. Под действием развивающейся микрофлоры органические вещества разлагаются, образуя компост.

Ежедневно биобарабан загружается на 1/2 полезного объема свежими отходами и одновременно разгружается. Таким образом, свежие отходы попадают в среду с активным биотермическим процессом, что сокращает цикл их компостирования до двух суток. Пропускная способность одного биобарабана до 34 тыс. т/год.

Для обеспечения принудительной аэрации на корпусе биобарабана установлены вентиляторы-наездники, которые подают свежий воздух в толщу отходов. Количество подаваемого воздуха регулируется по зонам в зависимости от температуры и влажности материала. Оптимальная влажность для ускоренного процесса компостирования 40...45 %.

Биобарабан выполняет две функции: обеспечение в компостируемой массе требуемого биотермического процесса и механическое истирание отходов.

Разгружаются биобарабаны на ленточные конвейеры, которые доставляют компост обратно в сортировочный корпус, где производится окончательная очистка компоста от балласта. Стекло и мелкий балласт ссыпаются в тележки-прицепы, а компост по системе конвейеров подается на складские площадки, где с помощью бульдозеров формируют штабеля, которые периодически перелопачивают и при необходимости увлажняют.

Большую часть территории, отводимой под размещение мусоро-перерабатывающего завода, занимают складские площадки для дозревания и хранения компоста. Примерное время дозревания компоста на складе обычно не менее 2 мес. при высоте штабеля до 2 м. Мощность мусороперерабатывающего завода 90 тыс. т/год.

Иногда в комплекс завода включают линии по производству экологически чистых древесно-полимерных плит из отходов деревообработки и полиэтиленовой пленки, выделяемой аэросепараторами из ТБО.

Наиболее простым и дешевым методом утилизации ТБО является полевое компостирование. Его целесообразно использовать в городах с населением свыше 50 тыс. жителей. Правильно организованное полевое компостирование обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнения ТБО. Технология полевого компостирования позволяет производить совместное обезвреживаение и переработку ТБО с обезвоженным осадком сточных вод (в соотношении 3:7), получаемый при этом компост содержит больше азота и фосфора.

Существует две принципиальные схемы полевого компостирования:

• с предварительным дроблением ТБО;
• без предварительного дробления.

При использовании схемы с предварительным дроблением ТБО для измельчения отходов используют специальные дробилки.

Во втором случае (без предварительного дробления) измельчение происходит за счет многократного перелопачивания компостируемого материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте.

Установки полевого компостирования, оснащенные дробилками для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства. ТБО измельчают молотковыми дробилками или небольшими биотермическими барабанами (частота вращения барабана 3,5 мин–1). Барабан обеспечивает достаточное измельчение ТБО за 800–1200 оборотов (4–6 ч). После такой обработки 60–70 % материала проходит через сито обечайки барабана с отверстиями диаметром 38 мм.

Сооружения и оборудование полевого компостирования должны обеспечить прием и предварительную подготовку ТБО, биотермическое обезвреживание и окончательную обработку компоста. ТБО разгружают в приемный буфер или на выровненную площадку. Бульдозером, грейферным краном или специальным оборудованием формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования.

Высота штабелей зависит от метода аэрации материала и при использовании принудительной аэрации может превышать 2,5 м. Ширина штабеля поверху не менее 2 м, длина – 10–50 м, угол заложения откосов равен 45°. Между штабелями оставляют проезды шириной 3–6 м .

Для предотвращения развеивания бумаги, выплода мух, устранения запаха поверхность штабеля покрывают изолирующим слоем торфа, зрелого компоста или земли толщиной 20 см. Выделяющееся под влиянием жизнедеятельности термофильных микроорганизмов тепло приводит к «саморазогреванию» компостируемого материала. При этом наружные слои материала в штабеле служат теплоизоляторами и сами разогреваются меньше, в связи с чем для надежного обезвреживания всей массы материала штабеля необходимо перелопачивать. Кроме того, перелопачивание способствует лучшей аэрации всей массы компостируемого материала. Продолжительность обезвреживания ТБО на площадках компостирования составляет 1 - 6 мес. в зависимости от используемого оборудования, принятой технологии и сезона закладки штабелей.

При весенне-летней закладке недробленых ТБО температура в шатбеле компостируемого материала через 5 дней поднимается до 60–70 °С и удерживается на таком уровне две-три недели, затем снижается до 40–50 °С. В течение следующих 3–4 мес. температура в шатбеле уменьшается до 30–35 °С.

Перелопачивание способствует активизации процесса компостирования, через 4–6 дней после перелопачивания температура на несколько дней снова повышается до 60–65 °С.

При осенне-зимней закладке температура в течение первого месяца поднимается только в отдельных очагах, а затем, по мере саморазогрева (1,5–2 мес.) температура штабеля достигает 50 – 60 °С и остается на таком уровне в течение двух недель. Затем в течение 2 – 3 месяцев температура в штабеле удерживается на уровне 20 – 30 °С, а с наступлением лета повышается до 30 – 40 °С.

В процессе компостирования активно снижается влажность материала, поэтому для ускорения биотермического процесса помимо перелопачивания и принудительной аэрации необходимо производить увлажнение материала.

Принципиальные схемы сооружений полевого компостировния ТБО приведены на рис. 2.5.

На рис. 2.5, а, б, в, г представлены схемы с предварительным измельчением ТБО, а на рис. 2.5, д обработка перенесена в конец технологической линии.  На рис. 2.5, а, б, в ТБО разгружают в приемные бункера, оснащенные пластинчатым питателем, на рис. 2.5, г – в траншеи с последующим извлечением их грейферным краном. На рис. 2.5, а, б, г – измельчение ТБО осуществляют в дробилке с вертикальным валом, на рис. 2.5, в - в горизонтальном вращающемся биобарабане.

На рис. 2.5, а измельченные ТБО смешиваются с обезвоженным осадком сточных вод и затем направляются в штабеля, где они находятся в течение нескольких месяцев. За время компостирование материал несколько раз перелопачивается.

Технологическая схема компостирования в две стадии представлена на    рис. 2.5,б. В течение первых десяти дней биотермический процесс происходит в закрытом помещении, разделенном подпорными продольными стенками на отсеки. Компостируемый материал каждые два дня перегружают специальной подвижной установкой из одного отсека в другой. Для активизации биотермического процесса через отверстия, расположенные в основании отсеков, производят принудительную аэрацию компостируемого материала.

Из закрытых отсеков компостируемый материал после грохочения перегружают на открытую площадку, где он дозревает в штабелях в течение 2 – 3 мес.

Схема, изображенная на рис. 2.5, в, отличается от остальных тем, что в качестве дробилки в ней используют биобарабан.

В схеме, показанной на рис. 2.5, г, используют двойное грохочение материала. Измельченный в дробилке материал при первичном грохочении разделяют на две фракции: крупную, направляемую на сжигание, и мелкую, направляемую на компостирование. Компостирование осуществляют в лотке, расположенном на открытой площадке. Лоток разделен продольными стенками на секции и оснащен установкой для перегрузки компостируемого материала в соседние секции. Зрелый компост подвергают повторному (контрольному) грохочению, после чего отправляют потребителю.

При отсутствии дробилки для ТБО может быть применена схема, изображенная на рис. 2.5, д, в которой грохочение, дробление и магнитная сепарация происходят в конце технологического цикла.

Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны. Современные полигоны ТБО – это комплексные природоохранные сооружения, предназначенные для обезвреживания и захоронения отходов. Полигоны должны обеспечивать защиту от загрязнения отходами атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствовать распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

1 – приемный бункер с пластинчатым питателем; 2 – дробилка для ТБО; 3 – подвесной электромагнитный сепаратор; 4 – подача осадков сточных вод; 5 – смеситель; 6 – штабеля; 7 – грейферный кран; 8 – закрытое помещение для первой стадии компостирования; 9 – подвижная установка для перелопачивания и перегрузки компоста; 10 – продольные подпорные стенки; 11 – аэраторы; 12 – контрольный грохот для компостера; 13 – биобарабан; 14 – первичный грохот для дробленных ТБО; 15 – цилиндрический контрольный грохот; 16 – дробилка для компоста.

Полигоны строят по проектам в соответствии со СНиП. Схема конструктивных элементов полигона представлена на рис. 2.6.

Дно полигона оборудуется противофильтрационным экраном – подложкой. Он состоит из глины и других водонепроницаемых слоев (битумогрунт, латекс) и предотвращает попадание фильтрата в грунтовые воды. Фильтрат – жидкость, содержащаяся в отходах, она стекает вниз, на дно полигона, и может просачиваться через его борта. Фильтрат – минерализованная жидкость, содержащая вредные вещества. Собирается фильтрат с помощью дренажных труб и отводится в резервуар для обезвреживания. Ежедневно в конце рабочего дня отходы покрываются специальным материалом и слоями грунта, а затем уплотняются катками. После заполнения секции полигона отходы покрываются верхним перекрытием.

Продуктом анаэробного разложения органических отходов является биогаз, представляющий собой в основном смесь метана и углекислого газа. Система сбора биогаза состоит из нескольких рядов вертикальных колодцев или горизонтальных траншей. Последние заполнены песком или щебнем и перфорированными трубами.

Все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изоляции ТБО и последующей рекультивации участка должны быть полностью механизированы.

Полигоны ТБО должны обеспечивать охрану окружающей среды по шести показателям вредности:

1.  Органолептический показатель вредности характеризует изменение запаха, привкуса и пищевой ценности фитотест-растений на прилегающих участках действующего полигона и территорий закрытого полигона, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха грунтовых и поверхностных вод.

2.  Общесанитарный показатель отражает процессы изменения биологической активности и показателей самоочищения почвы прилегающих участков.

3.  Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель характеризует процесс миграции химических веществ из почвы близлежащих участков и территории рекультивированных полигонов в культурные растения, используемые в качестве продуктов питания и фуража (в товарную массу).

4.  Миграционно-водный показатель вредности выявляет процессы миграции химических веществ фильтрата ТБО в поверхностные и подземные воды.

5.  Миграционно-воздушный показатель отражает процессы поступления выбросов в атмосферный воздух с пылью, испарениями и газами.

6.  Санитарно-токсикологический показатель суммарно характеризует эффект влияния факторов, действующих в комплексе.

Недостатком такого способа утилизации отходов является то, что наряду с образующимся в толще полигона фильтратом, являющимся основным загрязнителем природной среды, в атмосферу попадают токсичные газы, которые не только загрязняют воздушное пространство вблизи полигона, но и отрицательно влияет на озоновый слой земли. Кроме того, при захоронении на полигонах теряются все ценные вещества и компоненты ТБО.

Термические методы переработки и утилизации ТБО:

1. Слоевое сжигание неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках;
2. Слоевое и камерное сжигание специально подготовленных отходов в виде гранулированного топлива (освобожденного от балластных составляющих и имеющего постоянный фракционный состав) в топках энергетических котлов или цементных печах;
3. Пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.

Наиболее распространенным методом термической переработки ТБО является метод слоевого сжигания неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках. При этом помимо обезвреживания отходов можно получить тепловую или электрическую энергию, сократить расстояние между местом сбора отходов и мусоросжигательным заводом, значительно сократить земельные площади, отводимые под захоронение ТБО.

Однако при сжигании отходов выделяются твердые и газообразные вредные вещества, поэтому все современные мусоросжигательные заводы (МСЗ) должны быть оборудованы высокоэффективными газоочистными устройствами.

В России построено семь мусоросжигательных заводов. Технологическая схема одного из них показана на рис. 2.7.

Мусор, доставляемый на МСЗ сжигают без какой-либо предварительной подготовки или обработки. При поступлении на завод мусоровозы взвешивают на платформенных автоматических весах. Затем мусоровозы поступают в приемное помещение, где осуществляется выгрузка ТБО в бункер-накопитель. Мусор из бункера-накопителя частями забирает мостовой кран, оборудованный грейферным ковшом. В приемном отделении поддерживается некоторое разряжение воздуха за счет забора из него дутьевого воздуха для поддержания процесса горения ТБО в котлоагрегатах, что предотвращает выброс неприятных запахов и пыли за пределы отделения. Мусор из приемного бункера подают в загрузочный желоб питателя печи котлоагрегата до определенной высоты. Емкость желоба образует буферный резерв питания печи. Образуемая таким образом колонна мусора обеспечивает герметичность между камерой горения и загрузочным бункером. Нижняя часть желоба защищена водяной рубашкой от перегрева в случае подъема пламени. Питатель распределяет мусор по колосниковой решетке, на которой сжигают мусор. Она является основным элементом печи.

Имеется несколько видов колосниковых решеток. Наибольшее применение получило топочное устройство, оборудованное обратно переталкивающей колосниковой решеткой системы «МАРТИН» (Германия), шириной 3 м и наклоненной под углом 26° к горизонтальной плоскости. Решетка имеет одну или несколько секций, каждая из которых состоит из 13 рядов чередующихся подвижных и неподвижных колосников.

Каждый второй колосник приводится в возвратно-поступательное движение общим устройством управления. Амплитуда возвратно-поступательного движения в направлении решетки снизу вверх составляет около 400 мм, а число циклов может изменяться от 0 до 60 в час.

Перемещение колосников решетки влияет на процесс сжигания мусора, который при каждом цикле медленно перемешивается и раскладывается по поверхности. Таким образом, в начале решетки образуется интенсивное пламя, при котором все стадии сжигания – сушка, возгорание и сжигание – происходят одновременно. Благодаря наличию сильного пламени в начале решетки газы, выделяющиеся на стадии сушки, смешиваются с очень горячими газами горения и сжигания.

Мусор, сжигаемый на решетке, постепенно перемещается вниз, постоянно перемешиваясь. Сжигание мусора завершается приблизительно на 2/3 длины решетки, а на оставшейся части мусор, превратившийся в шлак, постепенно охлаждается под действием подаваемого в топку воздуха.

Конструкция колосниковой решетки позволяет сжигать отходы с различной теплотой сгорания и большим (до 50 %) содержанием золы при высокой  удельной производительности (более 400 кг/(м2 · ч)). Площадь колосниковой решетки каждого агрегата 20 м2, номинальная производительность 8,33 т/ч при теплоте сгорания ТБО 6,3 МДж/кг. Температура в топочном пространстве регулируется автоматически и составляет 800…1000 °С, что обеспечивает выгорание твердых и газообразных горючих составляющих отходов.

Для обеспечения требуемого качества сжигания, т. е. для получения хорошо перегоревшего шлака, его необходимо сразу удалять. Шлак составляет около 25 % по массе от общего количества сжигаемых отходов.

Для удаления шлака используют барабаном с регулируемой скоростью вращения, позволяющий и сглаживать толщину слоя мусора и шлака на решетке, а также удалять шлак в бункер шлакового экстрактора. Горячий шлак падает в бункер, а затем в бак с водой, в котором охлаждается до 80...90 ºС. Из бака шлак удаляется толкателем, который проталкивает его в желоб, установленный с обратным уклоном. Конструкция желоба позволяет, с одной стороны, уплотнять удаляемый материал без риска закупорки рабочего сечения желоба, а с другой – стекать избыточной влаге. Таким образом, потери воды за счет ее испарения и поглощения шлаком сводятся к минимуму.

Затем охлажденный шлак по системе ленточных транспортеров проходит через виброполотно, где с использованием с магнитного сепаратора, оборудованного электромагнитом, из шлака удаляют металлические частицы. Металлолом удаляют в специальные емкости, а шлак поступает по ленте в шлаковый отсек бункера-накопителя. Зола из-под воздушного короба и из бункеров котла удаляется вместе со шлаком.

Для обеспечения процесса горения отходов подают воздух, нагнетаемый вентилятором первичного дутья через короб, установленный под решеткой и состоящий из нескольких отсеков или зон. Каждая зона подачи воздуха под решетку обеспечивает впуск определенного количества воздуха под решетку и в слой мусора для обеспечения горения; сбор и удаление мелких частиц, просеивающихся под решетку.

В нижней части в подрешеточной зоне установлены воронки асимметричной формы, которые предназначены для сбора и удаления просева.

Дополнительно воздух подается вентилятором вторичного дутья под высоким давлением через сопла, расположенные на передней и задней стенках камеры горения, для полного сжигания газов в нижней части камеры сжигания.

Полученные при сжегании ТБО тепловая энергия и пар могут быть использованы на нужды централизованного теплоснабжения. Для снижения капитальных затрат рационально совмещать на одной площадке мусоросжигательную и промышленно-отопительную котельные. Поэтому целесообразно проектировать комбинированные котельные, имеющие как котлоагрегаты, сжигающие энергетическое топливо, так и котлоагрегаты, в топках которых сжигают ТБО. Таким образом, ТБО можно рассматривать как нетрадиционные виды топлива.