Организация системы сбора и переработки полимерных отходов в городе Сургуте

Для удобства извлечения содержимого контейнера, внутри размещен многоразовый сетчатый мешок из толстой капроновой нити, который крепится на крючки, приваренные к стенкам контейнера по периметру изнутри. 

Выше уровня мешка на передней стенке контейнера выполнено отверстие. Именно через это отверстие происходит наполнение контейнера.

 

3.1.3 Описание кузова автомобиля для сбора полимерных отходов

 

Для сбора полимерных отходов планируется использовать автомобиль ВАЗ-3302 (бортовая Газель) с размерами крытого тентом кузова 4,2×2,0×2,2 м. Полезный объем кузова составляет 18 м3. Полимерные отходы будет выгружаться в кузов автомобиля через заднюю часть. Для использования всего полезного объема кузова, конструкция задней стенки переделывается в соответствии с листом БЖД 04-82.ДП.038.003.000.ВО графической части.

Так как полимерные отходы в основном представлены бутылками, то они имеют свойство рассыпаться по всему кузову. В целях предотвращения выпадения полимерных отходов из кузова мы увеличили высоту задней стенки. Она теперь открывается в сторону, а не вниз, как в заводском варианте. Это связано с тем, что с увеличением площади стенки, увеличивается и ее вес, а, следовательно, и требуемое усилие для произведения манипуляций с ней. Для того чтобы загружать полимерные отходы в кузов предусмотрен зазор между крышей кузова и задней запроектированной стенкой. Так как этот зазор расположен высоко, для удобства загрузки отходов через верх нами предусмотрена приставная лестница, которая крепится к задней стенке кузова ползуном. При необходимости, работник выдвигает лестницу и фиксирует ее под углом 30о. До наполнения кузова половину рационально загружать отходы через специальную дверку в задней стенке кузова, расположенную справа на уровне груди человека. После заполнения кузова наполовину дверка закрывается, и загрузка полимерных отходов продолжается уже через верх.

Предполагается, что за один рейс по точкам сбора полимерных отходов сборщик будет опустошать все специализированные контейнеры. Со временем, по мере роста культуры раздельного сбора отходов у населения, возможна ситуация, при которой в кузове не будет хватать места для отходов из всех контейнеров. В этом случае рационально будет поставить в кузов автомобиля мобильный пресс.

 

3.2 Описание процесса переработки  полимерных отходов

 

Для переработки полимерных отходов была выбрана технология производства строительных материалов из полимерно-песчаной композиции.

 

3.2.1 Подготовка сырья

 

Для производства продукта по выбранной технологии используются полимерные отходы в различных видах: упаковка, пластиковая тара, пришедшие в негодность изделия быта.

Предлагаемая технология производства полимерно-песчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40/60 так называемых мягких (полиэтилены) и жестких (полипропилены, полистиролы, акрилонитрилбутадиенстирол (АБС), ПЭТ и пр.) полимеров.

Не подходят тугоплавкие полимеры (поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частично выгорать, но на качество полимер песчаной черепицы это не влияет. Также выгорают примеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага.

Кроме отходов полимеров в производстве черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным. Не имеет значения, какого цвета и происхождения песок. Песок обязательно должен быть просушенным. Может использоваться и другой наполнитель, более доступный в выбранной местности.

 

3.2.2 Предварительная переработка сырья

 

На первом этапе отобранные и отсортированные пластики измельчаются на дробилке полимеров. Жесткий и мягкий пластик дробятся отдельно, после этого смешиваются в пропорции 60/40.

Полиэтилены лучше ведут себя при отрицательных температурах и глянец на изделии получить проще, зато «твердые» полимеры добавят жесткости и прочности при нагреве на солнце. Получается геометрически ровная и правильная черепица.

Полимер-песчаная черепица получается тем качественнее, чем равномернее смешаны полимеры и песок. Не нужно предварительно очищать отходы пластиков. Даже присутствие машинного масла, попадаемого с канистрами, не влияет на качество плитки. Остальные примеси выгорают. В дальнейшем стройматериалы из полимерно-песчаной смеси устойчивы к маслам и другим химическим продуктам.

 

3.2.3 Получение полимерно-песчаной массы и формовка изделий

 

Этот этап производства плитки завершающий. Смешивание песка, полимеров и красителей происходит в термошнекосмесительной машине (Агрегат Плавильно-нагревательный (АПН)). Важно поддерживать массу смеси в АПН постоянной, добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельченная полимер песчаная масса смешивается с песком и красителями в разных пропорциях в зависимости от выпускаемой продукции.

Важно получить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала, полученной опытным путем. Лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3-х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем.

Таким образом, полученная полимерно-песчаная масса с температурой на выходе около 170-190ºС и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах и обычным совком укладывает в форму.

Форма, установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.

Верхняя часть имеет температуру около 80ºС, а нижняя 45, или охлаждается как можно сильнее, для быстрейшего формования черепицы (30-50 сек).

Это сделано для создания глянца на наружной стороне полимерно-песчаной черепицы, полимер выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем.

Для получения матовой поверхности полимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.

 

3.3 Характеристика  производственного объекта

 

3.3.1 Используемое оборудование

 

Агрегат для сушки песка ПТ 2025.00.000  (рис.4)

Назначение: Сушка песка

Вес: 1150 кг

Габариты: 600×3920×1230

Производительность: 450 кг/час

Рисунок 4

 

Сито радиальное цилиндрическое для просеивания сухого песка

Габариты: 1000×1000×1000

Дробилка полимеров ПТ 2003.00.000 (рис.5)

Вес дробилки: 420 кг.

Габариты: 900×1250×1380 мм.

Производительность дробилки в час до 900 кг. измельченной массы полимеров.

Двигатель 7,5 кВт

Рисунок 5 

Складские весы ACOM SI-100W-150 (рис.6)

Характеристики весов представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Характеристики используемых складских весов

Модель	Acom SI-100W-150
НПВ	150 кг
НмПВ	400 г
Дискретность	20 г
Класс точности	Средний (III)
Дисплей	Жидкокристаллический с подсвет.
Размер платформы, мм	400×525
Калибровка	Внешняя
Габариты, мм	400×675×850
Вес, кг	18
Интерфейс	RS-232C
Питание	Адаптер AC/DC 230V/9V, батареи D 6х1.5V

 

Рисунок 6

Экструзионная машина ПТ 2004.00.000 (рис.7)

Назначение: Перемешивание полимера для улучшения качества смеси

Вес: 780 кг

Габариты: 520х3300х1030

Производительность: 85 кг/час

 

Рисунок 7

 

Термошнекосмесительная машина АПН ПТ 2002.00.000 (рис.8)

Назначение: Подготовка полимерно-песчаной массы к формовке

Вес: 960 кг

Габариты: 560х3500х1230

Производительность: 250 кг/час

Рисунок 8

 

Формовочный узел ПТ 2001.00.000 (рис.9)

Назначение: Формовка изделий из полимерно-песчаной композиции

Вес без форм: 1450 кг

Габариты: 600х2800х1770

Рисунок 9

3.3.2 План помещения

Проектируемый объект предназначен для организации процесса переработки полимерных отходов, включающего хранение и измельчение полимерных отходов, хранение и сушка песка, температурное смешение песка с полимерами и формация изделий из полимерно-песчаной смеси. Общая занимаемая площадь объекта 200,49 м2. Площади помещений объекта приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Площади помещений производственного объекта

Назначение помещения	Площадь помещения, м2
Склад полимерных отходов с дробильной установкой;	33
Склад песка с аппаратом для сушки песка;	35,5
Производственное помещение с экструзионной машиной, термошнекосмесительной машиной,  формовочным узлом и местом для временного складирования готовой продукции (25 м2);	96,36
Кабинет технолога	6
Раздевалка	8,8
Туалет	1,8
Душевая	2

 

 

4. Расчет систем обеспечения безопасных условий труда при переработке отходов пластиковой тары

4.1 Расчет  освещения в помещении склада  полимерных отходов

 

Для расчета количественных характеристик искусственного освещения используем метод коэффициента использования светового потока.

Световой поток ламп Фл количества светильников Nсв, обеспечивающих в данном помещении заданное значение освещенности Е, рассчитываем по формуле:

,                                                 (1)

где  Кз – коэффициент запаса (принимается по таблице какой?);

S – площадь помещения, м2;

z – коэффициент минимальной освещенности, z=(Ecp/Emin). Для газоразрядных ламп низкого давления люминесцентных рекомендуется принимать z=1,1;

Фл – световой поток лампы, лм;

n – количество ламп в одном светильнике;

η – коэффициент использования светового потока (принимается по таблице), зависящий от геометрических параметров помещения (индекс помещения i) и отражательной способности потолка ρпот и стен ρст.

Индекс помещения находим по формуле:

 ,                                                    (2)

где  А – длина помещения, м;

В – его ширина, м;

Нсв – высота подвеса светильников, м.

Рассчитаем коэффициент наивыгоднейшего расположения светильников λ по формуле:

λ = ,                                                        (3)

где     L – расстояние между светильниками, м;

Нсв – высота подвеса светильников, м.

После выбора ламп можно рассчитать суммарную мощность осветительных установок по формуле:

Роу=Рл. Nсв. n,                                                 (4)

где    Рл– электрическая мощность одной лампы, Вт;

n – количество ламп в одном светильнике.

По приведенным формулам рассчитаем искусственное освещение на складе полимерных отходов.

Исходные данные для расчета освещения:

Характеристика зрительной работы – грубая (очень малой точности);

Разряд зрительной работы: VI.

Исходя из разряда зрительной работы, определяем необходимую освещенность – 200 лк;

Установленное количество светильников – 4.

Т.к. содержание пыли в воздухе рабочей зоны изменяется в пределах от 1 до 5 мг/м3, а используемые лампы – газоразрядные ртутные низкого давления, коэффициент запаса Кз для ламп берем равным 1,8.

Рассчитаем индекс помещения:

i = = 0,7

Выбираем тип светильника ЛСП.

Отражательная способность потолка ρпот и стен ρст равна 0,5 и 0,3 соответственно. Следовательно, коэффициент использования светового потока η = 0,38.