Характеристика твердых бытовых отходов (ТБО)

В городах и населенных пунктах происходит интенсивное накопление ТБО, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут загрязнять окружающую среду.

По морфологическому признаку ТБО подразделяются на компоненты: бумагу (картон), пищевые отходы, дерево, металл (черный и цветной), текстиль, кость, стекло, кожа, резина, камни, полимерные материалы, прочие (неклассифицируемые части), отсев (уличный смет — менее 15 мм). При проектировании предприятий по переработке ТБО необходимы сведения о морфологическом составе ТБО различных климатических зон.

Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20—25% весной до 40—55% осенью, что связано с большим потреблением овощей и фруктов в рационе питания (особенно в городах южной зоны). Зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета) с 20 до 7% в городах южной зоны и с 11 до 5% в средней зоне.

Нормы накопления ТБО — это количество отходов, образующихся на расчетную единицу: человек — для жилищного фонда; одно место в гостинице; 1 м2 торговой площади для магазинов и складов; в единицу времени — день, год. Нормы накопления определяют в единицах массы (кг) или объема (л, м3).

На нормы накопления и состав ТБО влияют следующие факторы: степень благоустройства жилищного фонда (наличие мусоропроводов, газа, водопровода, канализации, системы отопления); этажность, вид топлива при местном отоплении; развитие общественного питания, культура торговли, степень благосостояния населения и т. д.; климатические условия (различная продолжительность отопительного периода — от 150 дней в южной зоне до 300 дней в северной); специфика питания и др.

Для крупных городов нормы накопления ТБО несколько выше, чем для средних и малых.

Качество получаемого в процессе переработки ТБО органического удобрения или биотоплива зависит от химического состава исходных ТБО.

Важным показателем физических свойств ТБО является плотность. Плотность ТБО благоустроенного жилищного фонда в весенне-летний сезон (в контейнерах) составляет 0,18—0,22 т/м3; в осенне-зимний — 0,20—0,25 т/м3. Для различных городов среднегодовое значение 0,19—0,23 т/м3.

Удельная теплоемкость ТБО и компоста [Дж/(кг°С)] зависит от влажности и определяется по формуле

СТБО = 21,9*Г + 2000,

где W — влажность ТБО, %.

ТБО обладают механической (структурной) связностью благодаря волокнистым фракциям (текстиль, проволока и др.) и сцеплениям, обусловленным наличием влажных липких компонентов. Вследствие связности ТБО обладают склонностью к свободообразованию и не просыпаются в неподвижную решетку с расстоянием между стержнями 20—30 см (критический размер ячейки). ТБО могут налипать на металлическую стенку с углом наклона к горизонту до 65—70°.

Благодаря наличию твердых балластных фракций (керамика, стекло) ТБО и компост обладают абразивностью, т. е. свойством истирать соприкасающиеся с ними взаимопересекающиеся поверхности. ТБО обладают сле- живаемостью, т. е. при длительной неподвижности теряют сыпучесть и уплотняются (с возможностью выделения фильтрата) без всякого внешнего воздействия. При длительном контакте с металлом ТБО оказывают на него корродирующее воздействие, что связано с высокой влажностью и наличием в фильтрате растворов различных солей.

При проектировании установок для прессования ТБО необходимо знать компрессионную характеристику материала, т. е. зависимость степени уплотнения ТБО от давления.

В зависимости от нагрузки свойства ТБО меняются следующим образом. При повышении давления до 0,3—0,5 МПа происходит ломка различного рода коробок и емкостей. Объем ТБО (в зависимости от его состава и влажности) уменьшается в 5—8 раз, плотность возрастает до 0,8—1 т/м3. В пределах этой стадии работают прессовые устройства, применяемые при сборе и удалении ТБО.

При повышении давления до 10—20 МПа происходит интенсивное выделение влаги (выделяется до 80—90% всей содержащейся в ТБО воды). Объем ТБО снижается еще в 2—2,5 раза при увеличении плотности в 1,3—1,7 раза. Спрессованный до такого состояния материал на некоторое время стабилизируется, так как содержащейся в материале влаги недостаточно для активной деятельности микроорганизмов и доступ кислорода в массу затруднен.

При повышении давления до 60 МПа незначительно снижается объем (в основном за счет выдавливания влаги) и практически не возрастает плотность ТБО.

В зависимости от первоначальной влажности и условий прессования выдавливание влаги начинается при давлении 0,4—1,0 МПа, что следует учитывать при разработке устройств для брикетирования ТБО.